新高考物理一輪復(fù)習(xí)重難點(diǎn)練習(xí)專題33 分子動(dòng)理論　內(nèi)能（原卷版）

專題33分子動(dòng)理論內(nèi)能1.掌握分子模型的構(gòu)建與分子直徑的估算方法，了解分子動(dòng)理論的基本觀點(diǎn).2.了解擴(kuò)散現(xiàn)象并能解釋布朗運(yùn)動(dòng).3.知道分子力隨分子間距離變化的圖像.4.了解物體內(nèi)能的決定因素．考點(diǎn)一微觀量估算的兩種“模型”1．分子的大小(1)分子的直徑(視為球模型)：數(shù)量級(jí)為10－10m；(2)分子的質(zhì)量：數(shù)量級(jí)為10－26kg.2．阿伏加德羅常數(shù)(1)1mol的任何物質(zhì)都含有相同的粒子數(shù)．通常可取NA＝6.02×1023mol－1；(2)阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀物理量和微觀物理量的橋梁．1．微觀量與宏觀量(1)微觀量：分子質(zhì)量m0、分子體積V0、分子直徑d等．(2)宏觀量：物體的質(zhì)量m、摩爾質(zhì)量M、物體的密度ρ、物體的體積V、摩爾體積Vmol等．2．分子的兩種模型(1)球模型：V0＝eq\f(1,6)πd3，得直徑d＝eq\r(3,\f(6V0,π))(常用于固體和液體)．(2)立方體模型：V0＝d3，得邊長(zhǎng)d＝eq\r(3,V0)(常用于氣體)．3．幾個(gè)重要關(guān)系(1)一個(gè)分子的質(zhì)量：m0＝eq\f(M,NA).(2)一個(gè)分子的體積：V0＝eq\f(Vmol,NA)(注意：對(duì)于氣體，V0表示一個(gè)氣體分子占有的空間)．(3)1mol物體的體積：Vmol＝eq\f(M,ρ).【典例1】（2021·遼寧朝陽(yáng)·高三期末）關(guān)于分子動(dòng)理論，下列說(shuō)法正確的是（）A．標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的摩爾體積為22.4L，可知單個(gè)分子體積約為SKIPIF1<0B．物體間的擴(kuò)散現(xiàn)象是分子永不停息做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的結(jié)果C．氣體溫度越高，氣體的壓強(qiáng)越大D．液體中的花粉顆粒不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，這反映花粉分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性【典例2】（2022·山東淄博·二模）某潛水員在岸上和海底吸入空氣的密度分別為1.3kg/m3和2.1kg/m3，空氣的摩爾質(zhì)量為0.029kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)SKIPIF1<0。若潛水員呼吸一次吸入2L空氣，試估算潛水員在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空氣的分子數(shù)約為（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0考點(diǎn)二布朗運(yùn)動(dòng)與分子熱運(yùn)動(dòng)1．分子熱運(yùn)動(dòng)分子做永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)．2．?dāng)U散現(xiàn)象(1)擴(kuò)散現(xiàn)象是相互接觸的不同物質(zhì)彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象．(2)擴(kuò)散現(xiàn)象就是分子的運(yùn)動(dòng)，發(fā)生在固體、液體、氣體任何兩種物質(zhì)之間．(3)溫度越高，擴(kuò)散越快．3．布朗運(yùn)動(dòng)(1)布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體(或氣體)中的微粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)．(2)布朗運(yùn)動(dòng)不是分子的運(yùn)動(dòng)，但它反映了液體(或氣體)分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)．(3)微粒越小，溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯．【典例3】（2022·江蘇省昆山中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）把墨汁用水稀釋后取出一滴放在高倍顯微鏡下觀察，可以看到懸浮在液體中的小炭粒在不同時(shí)刻的位置，每隔一定時(shí)間把炭粒的位置記錄下來(lái)，最后按時(shí)間先后順序把這些點(diǎn)進(jìn)行連線，得到如圖所示的圖像，對(duì)于這一現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是（）A．炭粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明碳分子運(yùn)動(dòng)也是無(wú)規(guī)則的B．越小的炭粒，受到撞擊的分子越少，作用力越小，碳粒的不平衡性表現(xiàn)得越不明顯C．觀察炭粒運(yùn)動(dòng)時(shí)，可能有水分子擴(kuò)散到載物片的玻璃中D．將水的溫度降至零攝氏度，炭粒會(huì)停止運(yùn)動(dòng)【典例4】（2022·北京通州·模擬預(yù)測(cè)）下列說(shuō)法正確的是（）A．水流速度越大，水分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈B．水凝結(jié)成冰后，水分子的熱運(yùn)動(dòng)停止C．水的溫度越高，水分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能越大D．水的溫度升高，每個(gè)水分子的運(yùn)動(dòng)速率都會(huì)增大考點(diǎn)三分子力和內(nèi)能1．分子間的作用力分子間同時(shí)存在引力和斥力，且都隨分子間距離的增大而減小，隨分子間距離的減小而增大，但斥力變化得較快．2．分子動(dòng)能與分子勢(shì)能(1)分子平均動(dòng)能①所有分子動(dòng)能的平均值．②溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志．(2)分子勢(shì)能由分子間的相對(duì)位置決定的能，在宏觀上分子勢(shì)能與物體體積有關(guān)，在微觀上與分子間的距離有關(guān)．3．物體的內(nèi)能(1)內(nèi)能：物體中所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和．(2)決定因素：溫度、體積和物質(zhì)的量．(3)影響因素：物體的內(nèi)能與物體的位置高低、運(yùn)動(dòng)速度大小無(wú)關(guān)．(4)改變物體內(nèi)能的兩種方式：做功和熱傳遞．4．溫度(1)一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度．(2)兩種溫標(biāo)攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)．關(guān)系：T＝t＋273.15K.1.分子間的作用力、分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系分子間的作用力F、分子勢(shì)能Ep與分子間距離r的關(guān)系圖線如圖所示(取無(wú)窮遠(yuǎn)處分子勢(shì)能Ep＝0)．(1)當(dāng)r＞r0時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為引力，當(dāng)r增大時(shí)，分子間的作用力做負(fù)功，分子勢(shì)能增大．(2)當(dāng)r＜r0時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力，當(dāng)r減小時(shí)，分子間的作用力做負(fù)功，分子勢(shì)能增大．(3)當(dāng)r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能最小.2．分析物體內(nèi)能問(wèn)題的五點(diǎn)提醒(1)內(nèi)能是對(duì)物體的大量分子而言的，不存在某個(gè)分子內(nèi)能的說(shuō)法．(2)內(nèi)能的大小與溫度、體積、物質(zhì)的量和物態(tài)等因素有關(guān)．(3)通過(guò)做功或熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能．(4)溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，相同溫度的任何物體，分子的平均動(dòng)能都相同．(5)內(nèi)能由物體內(nèi)部分子微觀運(yùn)動(dòng)狀態(tài)決定，與物體整體運(yùn)動(dòng)情況無(wú)關(guān)．任何物體都具有內(nèi)能，恒不為零．【典例5】（2022·全國(guó)·高三專題練習(xí)）如圖所示，設(shè)有一分子位于圖中的坐標(biāo)原點(diǎn)O處不動(dòng)，另一分子可位于x軸上不同位置處，圖中縱坐標(biāo)表示這兩個(gè)分子間分子力的大小，則（）A．分子在x0左側(cè)受引力作用，在x0右側(cè)受斥力作用B．分子在x0左側(cè)的受力一定大于在x0右側(cè)的受力C．分子在x0處加速度為0，速度也為0D．分子在x0右側(cè)由靜止釋放，向左運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中速度先增大后減小到0【典例6】（2022·江蘇鹽城·三模）一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化過(guò)程如圖所示，則氣體從A到B的過(guò)程中（）A．體積逐漸增大 B．內(nèi)能逐漸增大 C．一定吸收熱量 D．一定放出熱量一、單選題1．（2022·上海市延安中學(xué)高三階段練習(xí)）質(zhì)量相等的氫氣和氧氣，溫度相同，不考慮分子間的勢(shì)能，則（）A．氫氣的內(nèi)能較大 B．氧氣的內(nèi)能較大C．氫氣的分子平均動(dòng)能較大 D．氧氣的分子平均動(dòng)能較大2．（2022·全國(guó)·高三專題練習(xí)）陸游在詩(shī)作《村居山喜》中寫到“花氣襲人知驟暖，鵲聲穿樹(shù)喜新晴”。從物理視角分析詩(shī)詞中“花氣襲人”的主要原因是（）A．氣體分子之間存在著空隙 B．氣體分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)C．氣體分子之間存在著相互作用力 D．氣體分子組成的系統(tǒng)具有分子勢(shì)能3．（2022·遼寧·大連市普蘭店區(qū)高級(jí)中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）如圖所示四幅圖分別對(duì)應(yīng)四種說(shuō)法，其中正確的是（）A．甲圖中微粒運(yùn)動(dòng)就是物質(zhì)分子的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，即布朗運(yùn)動(dòng)B．乙圖中食鹽晶體的物理性質(zhì)沿各個(gè)方向都是一樣的C．丙圖中小草上的露珠呈球形的主要原因是液體表面張力的作用D．丁圖中潔凈的玻璃板接觸水面，要使玻璃板離開(kāi)水面，拉力必須大于玻璃板的重力，其原因是水分子和玻璃分子之間存在表面張力4．（2022·全國(guó)·高三課時(shí)練習(xí)）關(guān)于分子間相互作用力與分子間勢(shì)能，下列說(shuō)法正確的是（）A．在兩分子間距離小于SKIPIF1<0的范圍內(nèi)，分子間總存在著相互作用力B．分子間作用力為零時(shí)，分子間的勢(shì)能一定是零C．當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子間的距離越大，分子勢(shì)能越小D．兩個(gè)分子間的距離變大的過(guò)程中，分子間作用力變化得越來(lái)越慢5．（2022·全國(guó)·高三專題練習(xí)）下列說(shuō)法正確的是（）A．鐵塊熔化成鐵水的過(guò)程中，溫度不變，內(nèi)能也不變B．物體運(yùn)動(dòng)的速度增大，則物體中分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大，物體的內(nèi)能增大C．A、B兩物體的質(zhì)量和溫度相同時(shí)，它們的內(nèi)能一定相同D．A、B兩物體的溫度相同時(shí)，A、B兩物體的內(nèi)能可能不同，分子的平均速率也可能不同6．（2022·福建·漳州立人學(xué)校模擬預(yù)測(cè)）關(guān)于分子動(dòng)理論及理想氣體，下列說(shuō)法正確的是（）A．由圖甲可知，狀態(tài)①的溫度比狀態(tài)②的溫度低B．由圖乙可知，氣體在狀態(tài)A的溫度大于狀態(tài)B的溫度C．由圖丙可知，當(dāng)分子間的距離從r0逐漸增大時(shí)，分子間的作用力一直減小D．由圖丁可知，當(dāng)分子間的距離由r1增加到r2的過(guò)程中，分子力做正功7．（2022·上海市市西中學(xué)二模）某種油劑的密度為8102kg/m3，取這種油劑0.8g滴在平靜的水面上，最終可能形成的油膜最大面積約為（）A．10－10m2 B．104m2 C．107m2 D．1010m28．（2022·福建·模擬預(yù)測(cè)）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開(kāi)始，經(jīng)歷三個(gè)過(guò)程ab、bc、ca回到原狀態(tài)，其壓強(qiáng)p與溫度t的關(guān)系圖像如圖所示，下列判斷正確的是（）A．氣體在a狀態(tài)時(shí)的體積小于在b狀態(tài)時(shí)的體積B．氣體在狀態(tài)a時(shí)的內(nèi)能大于它在狀態(tài)b時(shí)的內(nèi)能C．氣體在過(guò)程ab中一定吸收熱量D．氣體在過(guò)程ca中向外界放出的熱量小于外界對(duì)氣體做的功9．（2022·江蘇南京·模擬預(yù)測(cè)）“天宮課堂”中，王亞平將分別擠有水球的兩塊板慢慢靠近，直到兩個(gè)水球融合在一起，再把兩板慢慢拉開(kāi)，水在兩塊板間形成了一座“水橋”。如圖甲所示，為我們展示了微重力環(huán)境下液體表面張力的特性?！八畼颉北砻媾c空氣接觸的薄層叫表面層，已知分子間作用力F和分子間距r的關(guān)系如圖乙。下列說(shuō)法正確的是（）A．能總體反映該表面層里的水分子之間相互作用的是B位置B．“水橋”表面層中兩水分子間的分子勢(shì)能與其內(nèi)部水相比偏小C．“水橋”表面層中水分子距離與其內(nèi)部水分子相比偏小D．王亞平放開(kāi)雙手兩板吸引到一起，該過(guò)程分子力做正功10．（2022·天津·模擬預(yù)測(cè)）如圖是某種氣體在溫度分別為T1和T2時(shí)的分子速率分布圖像，以下選項(xiàng)中錯(cuò)誤的是（）A．兩條圖線的溫度關(guān)系為T1<T2B．溫度升高時(shí)，氣體分子中速率大的分子所占的比例會(huì)增加C．溫度升高時(shí)，所有氣體分子的速率都變大D．從圖中我們可以直觀地體會(huì)到溫度越高，分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈二、填空題11．（2022·上海浦東新·模擬預(yù)測(cè)）疫情期間，醫(yī)院將氧氣瓶由寒冷的室外搬到溫暖的室內(nèi)并放置一段時(shí)間。不計(jì)氧氣瓶體積的變化，與室外相比，該瓶?jī)?nèi)氧氣的內(nèi)能___________（選填“變大”、“變小”或“不變”），氧氣分子在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)瓶壁單位面積的撞擊次數(shù)___________（選填“增多”、“減少”或“不變”）。12．（2022·河北·石家莊二中模擬預(yù)測(cè)）宇航員王亞萍太空授課呈現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)水球，這是由于水的表面張力引起的。如圖所示，A位置固定一個(gè)水分子甲，若水分子乙放在C位置，其所受分子力為零，則將水分子乙放在如圖______（選填“AC之間”或“BC之間”），其分子力與水球表面層分子有相同的作用效果。若空間兩個(gè)分子間距從無(wú)限遠(yuǎn)逐漸變小，直到小于SKIPIF1<0，則分子勢(shì)能變化的趨勢(shì)是______（選填“一直減小”“一直增大”“先減小再增大”或“先增大再減小”）。13．（2022·上海市楊浦高級(jí)中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）我國(guó)的運(yùn)載火箭使用國(guó)產(chǎn)液氫作為燃料，其燃燒效率高，清潔無(wú)污染。己知?dú)涞哪栙|(zhì)量為SKIPIF1<0，SKIPIF1<0時(shí)氫氣的密度為SKIPIF1<0，SKIPIF1<0時(shí)液氫的密度為SKIPIF1<0。估算可得SKIPIF1<0時(shí)體積為SKIPIF1<0的氫氣中所含分子數(shù)約為_(kāi)________個(gè)，SKIPIF1<0時(shí)一個(gè)液氫分子體積約為_(kāi)_________SKIPIF1<0（阿伏加德羅常數(shù)為SKIPIF1<0）。14．（2022·全國(guó)·高三專題練習(xí)）甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)SKIPIF1<0，乙分子位于SKIPIF1<0軸上，甲、乙分子間的作用力與距離間的關(guān)系如圖所示（SKIPIF1<0為平衡距離）。當(dāng)乙分子從SKIPIF1<0軸上SKIPIF1<0處以大小為SKIPIF1<0的初速度沿SKIPIF1<0軸負(fù)方向向甲分子運(yùn)動(dòng)時(shí)，乙分子所受甲分子的引力_________（選填“先增大后減小”“先減小后增大”或“一直增大”），乙分子的分子勢(shì)能_________（選填“先增大后減小”“先減小后增大”或“一直減小”）；已知乙分子的質(zhì)量為SKIPIF1<0，取乙分子在SKIPIF1<0處時(shí)，分子勢(shì)能為零，若只考慮分子力的作用，則該過(guò)程中乙分子的最大分子勢(shì)能為_(kāi)________。三、解答題15．（2021·全國(guó)·高三課時(shí)練習(xí)）一只保溫瓶?jī)?nèi)水的質(zhì)量約SKIPIF1<0，其中水分子的數(shù)目約為多少？水的摩爾質(zhì)量為SKIPIF1<0。16．（2021·全國(guó)·高三課時(shí)練習(xí)）根據(jù)內(nèi)能的定義，分別比較下列三組中各系統(tǒng)內(nèi)能的大小，并說(shuō)明道理。（1）SKIPIF1<0的水和SKIPIF1<0的水（2）SKIPIF1<0的水和SKIPIF1<0的水（3）SKIPIF1<0的水和SKIPIF1<0的水汽17．（2021·全國(guó)·高三專題練習(xí)）（1）1mol的物質(zhì)內(nèi)含有多少個(gè)分子？用什么表示？（2）若某種物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為M，摩爾體積為Vmol，則一個(gè)分子的質(zhì)量為多大？假設(shè)分子緊密排列，一個(gè)分子的體積為多大？（已知阿伏加德羅常數(shù)為NA）（3）Vmol＝NAV0（V0為一個(gè)分子的體積，Vmol為摩爾體積），對(duì)于任何固體、液體、氣體都成立嗎？18．（2022·全國(guó)·高三課時(shí)練習(xí)）一間教室長(zhǎng)SKIPIF1<0，寬SKIPIF1<0，高SKIPIF1<0，假設(shè)教室里的空氣處于標(biāo)準(zhǔn)狀況。為了估算出教室空氣中氣體分子的數(shù)目，有兩位同學(xué)各自提出了一個(gè)方案：方案1

取分子直徑SKIPIF1<0，算出分子體積SKIPIF1<0，根據(jù)教室內(nèi)空氣的體積SKIPIF1<0，算得分子數(shù)SKIPIF1<0方案2

根據(jù)化學(xué)知識(shí)，SKIPIF1<0空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積SKIPIF1<0。由教室內(nèi)空氣的體積，可算出教室內(nèi)空氣的摩爾數(shù)SKIPIF1<0。再根據(jù)阿伏伽德