第十五章第1講　分子動(dòng)理論　內(nèi)能-2025版高考總復(fù)習(xí)物理

[基礎(chǔ)落實(shí)練]1．下列關(guān)于分子熱運(yùn)動(dòng)的說法中正確的是()A．0℃的物體中的分子不做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)B．布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子的無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)C．?dāng)U散現(xiàn)象表明分子在做永不停息的熱運(yùn)動(dòng)D．微粒越大，液體溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)就越明顯解析：分子的熱運(yùn)動(dòng)永不停息，故A錯(cuò)誤；布朗運(yùn)動(dòng)是固體小顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，反映了液體分子的無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；擴(kuò)散現(xiàn)象表明分子在做永不停息的熱運(yùn)動(dòng)，故C正確；微粒越小，液體溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)就越明顯，故D錯(cuò)誤。答案：C2．(多選)墨滴入水，擴(kuò)而散之，徐徐混勻。下列關(guān)于該現(xiàn)象的分析正確的是()A．混合均勻主要是炭粒和水分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的B．混合均勻的過程中，水分子和炭粒都在做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)C．適當(dāng)加熱可以使混合均勻的過程進(jìn)行得更迅速D．使用炭粒更大的墨汁，混合均勻的過程進(jìn)行得更迅速解析：混合均勻主要是懸浮微粒受到來自各個(gè)方向的液體分子的撞擊作用不平衡導(dǎo)致的，不是炭粒和水分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的，故A錯(cuò)誤；混合均勻的過程中，水分子做無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，炭粒的布朗運(yùn)動(dòng)也是無規(guī)則的，故B正確；溫度越高，液體分子運(yùn)動(dòng)越劇烈，所以適當(dāng)加熱可以使混合均勻的過程進(jìn)行得更迅速，故C正確；做布朗運(yùn)動(dòng)的顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯，所以要使混合均勻的過程進(jìn)行得更迅速，需要使用炭粒更小的墨汁，故D錯(cuò)誤。答案：BC3．(多選)小張?jiān)陲@微鏡下觀察水中懸浮的細(xì)微粉筆末的運(yùn)動(dòng)。從A點(diǎn)開始，他把粉筆末每隔20s的位置記錄在坐標(biāo)紙上，依次得到B、C、D、…、J點(diǎn)，把這些點(diǎn)連線形成如圖所示折線圖，則關(guān)于該粉筆末的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是()A．該折線圖是粉筆末的運(yùn)動(dòng)軌跡B．粉筆末的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)反映了水分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)C．經(jīng)過B點(diǎn)后10s，粉筆末應(yīng)該在BC的中點(diǎn)處D．粉筆末由B到C的平均速度小于由C到D的平均速度解析：折線圖是每隔20s記錄的粉筆末的位置的連線圖，并非粉筆末的運(yùn)動(dòng)軌跡，A項(xiàng)錯(cuò)誤；粉筆末的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)反映了水分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，B項(xiàng)正確；由于布朗運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性，我們不能確定經(jīng)過B點(diǎn)后10s時(shí)粉筆末的具體位置，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由eq\x\to(v)＝eq\f(x,t)，因?yàn)閤BC＜xCD，tBC＝tCD，D項(xiàng)正確。答案：BD4．在熱學(xué)研究中，常常把物質(zhì)的熱學(xué)性質(zhì)和規(guī)律看作微觀粒子熱運(yùn)動(dòng)的宏觀表現(xiàn)。下列判斷正確的是()A．?dāng)U散現(xiàn)象是不同物質(zhì)間的一種化學(xué)反應(yīng)B．布朗運(yùn)動(dòng)是由于液體的對流形成的C．分子間的作用力總是隨分子間距離的增大而減小D．懸浮在液體中的微粒越小，越容易觀察到布朗運(yùn)動(dòng)解析：擴(kuò)散現(xiàn)象是不同物質(zhì)間的一種物理現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤；布朗運(yùn)動(dòng)是由于液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)造成懸浮微粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；根據(jù)分子間作用力的特點(diǎn)可知，分子間的斥力和引力總隨分子間距離的增大而減小，合力先減小到零然后反向增大到某一最大值再減小，故C錯(cuò)誤；懸浮在液體中的微粒越小，越容易觀察到布朗運(yùn)動(dòng)，故D正確。答案：D5．(多選)關(guān)于溫度和內(nèi)能的理解，下列說法正確的是()A．溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，物體溫度高，則物體的分子平均動(dòng)能大B．系統(tǒng)的內(nèi)能是由系統(tǒng)的狀態(tài)決定的C．做功可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能，但是單純地對系統(tǒng)傳熱不能改變系統(tǒng)的內(nèi)能D．不計(jì)分子之間的分子勢能，質(zhì)量和溫度相同的氫氣和氧氣具有相同的內(nèi)能解析：溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，選項(xiàng)A正確；系統(tǒng)的內(nèi)能是一個(gè)只依賴于系統(tǒng)自身狀態(tài)的物理量，所以是由系統(tǒng)的狀態(tài)決定的，選項(xiàng)B正確；做功和熱傳遞都可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；質(zhì)量和溫度相同的氫氣和氧氣的平均動(dòng)能相同，但它們的物質(zhì)的量不同，內(nèi)能不同，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案：AB6．(2021·重慶卷)圖1和圖2中曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別描述了某物理量隨分子之間的距離變化的規(guī)律，r0為平衡位置?，F(xiàn)有如下物理量：①分子勢能，②分子間引力，③分子間斥力，④分子間引力和斥力的合力，則曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ對應(yīng)的物理量分別是()A．①③② B．②④③C．④①③ D．①④③解析：根據(jù)分子處于平衡位置(即分子之間距離為r0)時(shí)分子勢能最小可知，曲線Ⅰ為分子勢能隨分子之間距離r變化的圖像；根據(jù)分子處于平衡位置(即分子之間距離為r0)時(shí)分子間作用力為零，可知曲線Ⅱ?yàn)榉肿娱g作用力隨分子之間距離r變化的圖像；根據(jù)分子之間斥力隨分子之間距離的增大而減小，可知曲線Ⅲ為分子斥力隨分子之間距離r變化的圖像。故D正確，A、B、C錯(cuò)誤。故選D。答案：D7．(多選)若以V表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積，ρ表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的密度，M表示水的摩爾質(zhì)量，M0表示一個(gè)水分子的質(zhì)量，V0表示一個(gè)水分子的體積，NA表示阿伏伽德羅常量，則下列關(guān)系式中正確的是()A．NA＝eq\f(ρV,M0) B．V0＝eq\f(V,NA)C．M0＝eq\f(M,NA) D．ρ＝eq\f(M,NAV0)解析：水蒸氣的摩爾質(zhì)量ρV除以一個(gè)水蒸氣分子的質(zhì)量M0等于阿伏伽德羅常量，A正確；但由于水蒸氣分子間距遠(yuǎn)大于分子直徑，則V0?eq\f(V,NA)，B錯(cuò)誤；水分子的質(zhì)量M0等于摩爾質(zhì)量M除以阿伏伽德羅常量NA，即M0＝eq\f(M,NA)，C正確；由于摩爾體積V遠(yuǎn)大于NAV0，則ρ＝eq\f(M,V)<eq\f(M,NAV0)，D錯(cuò)誤。答案：AC[能力提升練]8．甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子從圖中A點(diǎn)由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)過程中經(jīng)過P、B兩點(diǎn)。兩分子間的分子勢能Ep與分子間距離x的變化關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是()A．乙分子在P點(diǎn)的動(dòng)能大于在B點(diǎn)的動(dòng)能B．乙分子在P點(diǎn)的分子勢能大于在B點(diǎn)的分子勢能C．乙分子在B點(diǎn)的加速度為0D．乙分子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)過程中兩分子間的作用力減小解析：乙分子在P點(diǎn)時(shí)，分子勢能最小，由能量守恒定律可知，分子的動(dòng)能最大，所以乙分子在P點(diǎn)的動(dòng)能大于在B點(diǎn)的動(dòng)能，乙分子在P點(diǎn)的分子勢能小于在B點(diǎn)的分子勢能，故A正確，B錯(cuò)誤；由圖像可知，乙分子在P點(diǎn)時(shí)，分子勢能最小，此時(shí)分子處于平衡位置，分子引力與分子斥力大小相等，合力為零，加速度為零，則乙分子在B點(diǎn)的加速度不為0，故C錯(cuò)誤；由圖像可知，乙分子在P點(diǎn)時(shí)，分子勢能最小，此時(shí)分子處于平衡位置，乙分子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)過程中，分子間作用力表現(xiàn)為斥力，隨著分子間距離減小，兩分子間的作用力增大，故D錯(cuò)誤。答案：A9．兩個(gè)分子M、N，固定M，將N由靜止釋放，N僅在分子間作用力作用下遠(yuǎn)離M，其速度和位移的圖像如圖所示，則()A．N由x＝0到x＝x2過程中，M、N間作用力先表現(xiàn)為引力后表現(xiàn)為斥力B．N由x＝x1到x＝x2過程中，N的加速度一直減小C．N由x＝0到x＝x2過程中，M、N系統(tǒng)的分子勢能先減小后增大D．N在x＝x1時(shí)，M、N間的作用力最大解析：由題圖可知，在x＝x1處N分子的動(dòng)能最大，則分子間作用力做功最多，分子勢能最小，則x＝x1處為平衡位置，此時(shí)分子間作用力為零，當(dāng)x<x1時(shí)，分子間作用力表現(xiàn)為斥力，x>x1時(shí)，分子間作用力表現(xiàn)為引力。N由x＝0到x＝x2過程中，M、N間作用力先表現(xiàn)為斥力后表現(xiàn)為引力，A、D錯(cuò)誤；由于x＝x1處為平衡位置，則根據(jù)F-x圖像，可知x1相當(dāng)于F-x圖像的c點(diǎn)，則由x＝x1到x＝x2過程中，N所受的分子間作用力F可能先增大后減小，則加速度可能先增大后減小，B錯(cuò)誤；N由x＝0到x＝x2過程中，M、N系統(tǒng)的分子勢能先減小后增大，C正確。答案：C10．晶須是一種發(fā)展中的高強(qiáng)度材料，它是一些非常細(xì)的、非常完整的絲狀(橫截面為圓形)晶體?，F(xiàn)有一根鐵質(zhì)晶須，直徑為d，用大小為F的力恰好將它拉斷，斷面呈垂直于軸線的圓形。已知鐵的密度為ρ，鐵的摩爾質(zhì)量為M，阿伏伽德羅常量為NA，則拉斷過程中相鄰鐵原子之間的相互作用力是()A．eq\f(F,d2)(eq\f(M,πρNA))eq\s\up6(\f(1,3)) B．eq\f(F,d2)(eq\f(6M,πρNA))eq\s\up6(\f(1,3))C．eq\f(F,d2)(eq\f(6M,πρNA))eq\s\up6(\f(2,3)) D．eq\f(F,d2)(eq\f(M,πρNA))eq\s\up6(\f(2,3))解析：鐵的摩爾體積V＝eq\f(M,ρ)，單個(gè)分子的體積V0＝eq\f(M,ρNA)，又V0＝eq\f(4,3)πr3，所以分子的半徑r＝eq\f(1,2)×(eq\f(6M,πρNA))eq\s\up6(\f(1,3))，分子的最大截面積S0＝πr2＝eq\f(π,4)(eq\f(6M,πρNA))eq\s\up6(\f(2,3))，鐵質(zhì)晶須的橫截面上的分子數(shù)n＝eq\f(\f(πd2,4),S0)，拉斷過程中相鄰鐵原子之間的相互作用力F0＝eq\f(F,n)＝eq\f(F,d2)(eq\f(6M,πρNA))eq\s\up6(\f(2,3))，故C正確。答案：C11．轎車中的安全氣囊能有效保障駕乘人員的安全。轎車在發(fā)生一定強(qiáng)度的碰撞時(shí)，疊氮化鈉(亦稱“三氮化鈉”，化學(xué)式NaN3)受撞擊完全分解產(chǎn)生鈉和氮?dú)舛淙霘饽?。若充入氮?dú)夂蟀踩珰饽业娜莘eV＝56L，氣囊中氮?dú)獾拿芏圈眩?.25kg/m3，已知氮?dú)獾哪栙|(zhì)量M＝28g/mol，阿伏伽德羅常量NA＝6×1023mol-1，請估算：(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)(1)一個(gè)氮?dú)夥肿拥馁|(zhì)量m；(2)氣囊中氮?dú)夥肿拥目倐€(gè)數(shù)N；(3)氣囊中