高中物理必考知识点+典型题高考物理核心考点《分子动理论》考前复习学案精品文档格式.docx
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布朗运动是由微粒受到周围分子做热运动的撞击力的不平衡而引起的,它是分子做无规则运动的间接反映
4.分子间的相互作用力
分子间同时存在引力和斥力,且都随分子间距离的增大而减小,随分子间距离的减小而增大,但总是斥力变化得较快,如图所示。
(1)当r=r0时,F引=F斥,F=0。
(2)当r<r0时,F引和F斥都随距离的减小而增大,但F引<F斥,F表现为斥力。
(3)当r>r0时,F引和F斥都随距离的增大而减小,但F引>F斥,F表现为引力。
(4)当r>10r0(10-9m)时,F引和F斥都已经十分微弱,可以认为分子间相互作用力为零(F=0)。
考向1 分子动理论
1.下列关于布朗运动的说法正确的是( )
A.布朗运动就是分子的无规则运动
B.布朗运动证明,组成固体小颗粒的分子在做无规则运动
C.一锅水中撒一点胡椒粉,加热时发现水中的胡椒粉在翻滚,这说明温度越高布朗运动越激烈
D.在显微镜下可以观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动,这说明煤油分子在做无规则运动
【答案】D
【解析】布朗运动不是液体、固体分子的无规则运动,而是悬浮在液体中固体小颗粒的运动,要通过显微镜才能观察到,A、B错误,D正确;
而胡椒粉颗粒大,其运动不是布朗运动,C错误。
2.如图所示,两个分子之间的距离为r,当r增大时,这两个分子之间的分子力( )
A.
一定增大
B.一定减小
C.可能增大
D.可能减小
【答案】CD
【解析】当r增大时,引力和斥力均减小,由图可知,若r<
r0,随着分子距离的增加,分子力减小,若r>
r0,分子间距离增大,分子力先增大后减小,故CD正确,AB错误。
故选CD。
3.对于分子动理论和物体内能的理解,下列说法正确的是()
A.温度高的物体内能不一定大,但分子平均动能一定大
B.外界对物体做功,物体内能一定增加
C.悬浮颗粒越小布朗运动越显著,温度越高布朗运动越剧烈
D.当分子间作用力表现为斥力时,分子势能随分子间距离的减小而减小
E.夏天荷叶上小水珠呈球状,是由于液体表面张力使其表面积具有收缩到最小趋势的缘故
【答案】ACE
【解析】内能取决于物体的温度、体积和物质的量;
温度高的物体内能不一定大,但分子平均动能一定大,故A正确;
外界对物体做功的同时如果向外界放出热量,则物体的内能就不一定增大,故B错误;
悬浮颗粒越小布朗运动越显著,温度越高布朗运动越剧烈,选项C正确;
当分子间作用力表现为斥力时,当分子间距离的减小时,分子力做负功,分子势能增大,选项D错误;
夏天荷叶上小水珠呈球状,是由于液体表面张力使其表面积具有收缩到最小趋势的缘故,选项E正确;
故选ACE.
4.已知铜的摩尔质量为M(kg/mol),铜的密度为
(kg/m3),阿伏加德罗常数为NA(mol-1)。
下列判断正确的是( )
A.1kg铜所含的原子数为NAB.1m3铜所含的原子数为
C.1个铜原子的质量为
(kg)D.1个铜原子的体积为
(m3)
E.铜原子的直径为
(m)
【答案】CDE
【解析】A.1kg铜所含的原子数
故A错误;
B.1m3铜所含的原子数为
故B错误;
C.1个铜原子的质量
故C正确;
DE.1个铜原子的体积为
体积为
联立解得
故DE正确。
故选CDE。
5.用筷子滴一滴水,体积约为0.1cm3,这一滴水中含有水分子的个数最接近以下哪一个值(阿伏加德罗常数NA=6×
1023mol-1,水的摩尔体积为Vmol=18cm3/mol)
A.6×
1023个B.3×
1021个C.6×
1019个D.3×
1017个
【答案】B
【解析】0.1cm3水的物质量为:
分子数为:
故选B.
6.下列关于布朗运动与分子运动(热运动)的说法中正确的是( )
A.微粒的无规则运动就是分子的运动
B.微粒的无规则运动就是固体颗粒分子无规则运动的反映
C.微粒的无规则运动是液体分子无规则运动的反映
D.因为布朗运动的激烈程度跟温度有关,所以布朗运动也可以叫做热运动
【答案】C
【解析】A.布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动,是液体分子无规则运动的体现,不是液体分子的运动。
B.布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动,是液体分子无规则运动的体现,不是固体分子的运动。
C.布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动,是液体分子无规则运动的体现。
D.分子的无规则的运动叫热运动,布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动,不是热运动。
故D错误;
故选:
C。
7.根据分子动理论,下列说法正确的是
A.某气体的摩尔质量为M、摩尔体积为Vm、密度为
,用NA表示阿伏加德罗常数,则每个气体分子的质量
,每个气体分子的体积
B.物体体积增大,分子势能可能减小
C.布朗运动是液体分子的运动,它说明了分子在永不停息地做无规则运动
D.温度是分子平均动能的标志,温度较高的物体每个分子的动能一定比温度较低的物体分子的动能大【答案】B
【解析】A.根据
计算出的是每个气体分子所占空间的体积,由于气体分子间距较大,所以
并不是每个分子的实际体积,故A错误;
B.物体体积增大,分子势能可能减小,例如,0℃的水结冰,体积增大,分子势能减小,故B正确;
C.布朗运动是悬浮在液体中固体微粒的无规则运动,它是液体分子无规则运动的反映,故C错误;
D.温度是分子平均动能的标志,温度较高的物体分子平均动能较大,但由于分子的运动是无规则的,因此不是每个分子的动能都比温度较低的物体分子的动能大,故D错误。
故选B。
8.根据下列数据,可以算出阿伏伽德罗常数的是(
)
A.水的密度和水的摩尔质量B.水的摩尔质量和水分子的体积
C.水的摩尔质量和水分子的质量D.水分子的体积和水分子的质量
【解析】A.知道水的密度和水的摩尔质量可以求出其摩尔体积,不能计算出阿伏伽德罗常数,故A错误;
BC.若知道水的摩尔质量和水分子质量或者知道水的摩尔体积以及水分子的体积,可以求出阿伏伽德罗常数,故B错误,C正确;
D.知道水分子的体积和水分子的质量无法求出阿伏伽德罗常数,故D错误.
9.关于布朗运动,下列说法中正确的是()
A.布朗运动就是液体分子的无规则运动
B.布朗运动就是悬浮在液体中的固体分子的无规则运动
C.液体的温度越高,布朗运动越激烈
D.悬浮的固体颗粒越大,布朗运动越明显
【解析】试题分析:
布朗运动不是液体分子的无规则运动,而是液体分子对花粉颗粒的无规则撞击所产生的运动,不是液体分子的运动体现,也不是固体分子运动的体现,故选项AB错误;
液体的温度越高,布朗运动就会越激烈,选项C正确;
悬浮的固体颗粒越小,布朗运动越明显,选项D错误。
考点:
布朗运动。
10.如图所示为分子间作用力F和分子间距离r的关系图象,关于分子间作用力,下列说法正确的是()
A.分子间同时存在着相互作用的引力和斥力
B.分子间的引力总是比分子间的斥力小
C.分子间的斥力随分子间距离的增大而增大
D.分子间的引力随分子间距离的增大而增大
【答案】A
【解析】A.由图可知,分子间同时存在着相互作用的引力和斥力,故A正确;
B.由图可知,
时,分子引力比分子斥力大,
时,分子斥力比分子引力大,故B错误;
CD.分子间的引力和斥力随分子间距离的增大而减小,故CD错误。
故选A。
11.如图所示,纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小,横坐标表示两个分子间的距离,图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系,e为两曲线的交点,则下列说法正确的是( )
A.ab为斥力曲线,cd为引力曲线,e点横坐标的数量级为10-10m
B.ab为引力曲线,cd为斥力曲线,e点横坐标的数量级为10-10m
C.一个物体在分子间显引力时分子势能一定比显斥力时分子势能要大
D.若两个分子间距离越来越大,则分子势能也越来越大
【解析】AB.在F-r图像中,随着距离的增大斥力比引力变化的快,所以ab为引力曲线,cd为斥力曲线,当分子间的距离等于分子直径数量级时,引力等于斥力。
故e点为平衡距离,数量级为10-10m,故A错误,B正确;
C.由分子势能随分子间距离变化图像如图,其中
位置为平衡位置分子势能最小,由图像可知,一个物体在分子间显引力时分子势能不一定比显斥力时分子势能大,故C错误;
D.当分子间的距离小于r0时,当距离增大时,分子力做正功,分子势能减小,故D错误。
核心考点二:
温度和内能
1.温度
两个系统处于热平衡时,它们必定具有某个共同的热学性质,把表征这一“共同热学性质”的物理量叫做温度。
一切达到热平衡的系统都具有相同的温度。
2.摄氏温标和热力学温标
单位
规定
关系
摄氏温标(t)
℃
在标准大气压下,冰的熔点是0℃,水的沸点是100℃
T=t+273.15K
ΔT=Δt
热力学温标(T)
K
零下273.15℃即为0K
3.分子动能
(1)分子动能是分子热运动所具有的动能。
(2)分子热运动的平均动能是所有分子热运动的动能的平均值,温度是分子热运动的平均动能的标志。
(3)分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的总和。
4.分子势能
(1)意义:
由于分子间存在着引力和斥力,所以分子具有由它们的相互位置决定的能。
(2)分子势能的决定因素
①微观上——决定于分子间距离和分子排列情况;
取r→∞处为零势能处,分子势能Ep与分子间距离r的关系如图所示,当r=r0时分子势能最小。
②宏观上——决定于体积和状态。
5.物体的内能
(1)物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和,是状态量。
对于给定的物体,其内能大小由物体的温度和体积决定。
(2)改变物体内能的两种方式:
做功和热传递。
考向1 内能
12.(多选)对于实际的气体,下列说法正确的是( )
A.气体的内能包括气体分子的重力势能
B.气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能
C.气体的内能包括气体整体运动的动能
D.气体的体积变化时,其内能可能不变
E.气体的内能包括气体分子热运动的动能
【答案】BDE
【解析】实际气体的内能包括分子之间相互作用的势能和分子热运动的动能,与分子的重力势能和整体的动能均无关。
改变气体内能的方式有做功和热传递。
综上所述,B、D、E正确。
13.质量是18g的水,18g的水蒸气,32g的氧气,在它们的温度都是100℃时()
A.它们的分子数目相同,分子的平均动能不相同,氧气的分子平均动能大
B.它们的分子数目相同,分子的平均动能相同
C.它们的分子数目相同,它们的内能不相同,水蒸气的内能比水大
D.它们的分子数目不相同,分子的平均动能相同
【答案】BC
【解析】水和水蒸气分子量相同,摩尔质量相同,故分子数相同,为
32g的氧气分子数为
故N1=N2=N3
温度是分子热运动平均动能的标志,故分子热运动的平均动能相同,内能包括分子势能和分子热运动动能,故内能不相同;
故BC正确,AD错误。
故选BC。
14.右图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线.下列说法正确的是
A.当r大于r1时,分子间的作用力表现为引力
B.当r小于r1时,分子间的作用力表现为斥力
C.当r等于r2时,分子间的作用力为零
D.在r由r1变到r2的过程中,分子间的作用力做负功
【解析】因为当分子间相互作用力为零时,分子势能最小,从图中可得分子势能最小时,分子间的距离为r2,故当r等于r2时分子间作用力为零,故C正确;
当r小于r1时,随着距离的减小,分子势能增大,即减小分子间距离分子力做负功,所以表现为斥力,B正确;
当r大于r1时,当r大于r1而小于r2时分子力为斥力,故从当r由r1变到r2的过程中,分子间的作用力做正功,大于r2时分子力为引力,故AD错误;
15.分子力F、分子势能EP与分子间距离r的关系图线如甲乙两条曲线所示(取无穷远处分子势能EP=0)。
下列说法正确的是( )
A.甲图线为分子势能与分子间距离的关系图线B.当r=r0时,分子势能为零
C.随着分子间距离的增大,分子力先减小后一直增大D.在r<
r0阶段,分子力减小时,分子势能也一定减小
【解析】AB.在
时,分子势能最小,但不为零,此时分子力为0,故AB错误;
C.从平衡位置开始,随着分子间距离的增大,分子间作用力随分子间距离增大后减小,故C错误;
D.当
时,分子力表现为斥力,当分子力减小时,分子间距离增大,分子力做正功,分子势能减少,D正确。
选D。
16.关于温度和内能的理解,下列说法中正确的是( )
A.布朗运动是液体分子的无规则运动
B.不计分子之间的分子势能,质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能
C.1g100
水的内能小于1g100
水蒸气的内能
D.做功和热传递对改变物体内能是等效的,也就是说做功和热传递的实质是相同的
【解析】A.布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的无规则运动,是由于液体分子对颗粒撞击力不平衡造成的,所以布朗运动说明了液体分子不停的做无规则运动,但不是液体分子的无规则运动,故A错误;
B.质量相等的氢气和氧气,温度相同,分子的平均动能相同,而氢气的分子数多,则氢气的内能较大,故B错误;
C.同样温度的水变为同样温度的水蒸气要吸收热量,所以100
的水的内能小于100
相同质量的水蒸气的内能,故C正确;
D.做功和热传递对改变物体内能是等效的,但实质不同,做功是其他能和内能的转化,热传递是内能的转移,故D错误。
故选C。
17.下列关于内能的说法正确的是( )
A.质量和温度都相同的理想气体,内能一定相同
B.气体温度不变,整体运动速度越大,其内能越大
C.铁块熔化成铁水的过程中,温度不变,内能不变
D.18g的水、18g的水蒸气在它们的温度都是100℃时,它们的分子数目相同,分子动能相同,水蒸气的内能比水大
【解析】A.质量和温度都相同的气体,如果气体种类不同,则摩尔数不一定相同,内能不一定相同,故A错误;
B.内能与宏观的物体的运动无关;
气体温度不变,内其分子平均动能不变,内能不变,故B错误;
C.在铁块熔化成铁水的过程中,温度不变,分子的平均动能不变,但是由于吸收热量,则内能增加,故C错误;
D.18g的水和18g的水蒸气的物质的量相同,则分子数目相同,温度相同时,分子平均动能相同,由于分子数目相同,则分子总动能相同,100
时,18g的水变为水蒸气要吸热,故水蒸气的内能大故D正确。
18.关于温度和内能的理解,下列说法中正确的是().
A.温度是分子平均动能的标志,物体温度升高,则物体每一个分子的动能都增大
C.1g100℃水的内能小于1g100℃水蒸气的内能
内能是指物体内部所有分子做无规则运动所具有的动能和分子势能的总和,做功和热传递是改变内能的两种方式.并且做功和热传递对改变内能是等效的.温度是物体的分子热运动平均动能的标志,温度越高,分子平均动能越大.
温度是分子平均动能的标志,物体温度升高分子的平均动能增加,则不是每一个分子的动能都增大,A错误;
质量相等的氢气和氧气,温度相同,分子的平均动能相同,而氢气的分子数多,则氢气的内能较大,B错误;
水变成水蒸气要吸热,则同质量水的内能小于水蒸气的内能,C正确;
做功和热传递对改变物体内能是等效的,但实质不同,做功是其他能和内能的转化,热传递是内能的转移,D错误;
19.在两个密闭的容器中分别存有质量相等的氢气和氧气,不考虑分子间引力和斥力,它们的温度也相等,下列说法中不正确的是( )
A.氢分子的平均速率大于氧分子的平均速率
B.氢分子的平均动能大于氧分子的平均动能
C.氢气的分子总动能大于氧气的总动能
D.氢气的内能大于氧气的内能
【解析】AB.由题知,氢气和氧气的温度相等,则分子的平均动能一定相等,由于氢气分子的质量小于氧气分子的质量,由动能的表达式
,知氢分子的平均速率大于氧分子的平均速率,故A正确,B错误;
C.因氢气的摩尔质量小于氧气的摩尔质量,相等质量的氢气和氧气,氢气分子数多,而分子平均动能相等,所以氢气的分子总动能大于氧气分子的总动能,故C正确;
D.由题意知,两种气体都可以看成理想气体,只有分子动能,所以氢气的内能大于氧气的内能,故D正确。
本题选不正确的,故选B。
20.下列说法正确的是
A.温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度
B.内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和
C.气体压强仅与气体分子的平均动能有关
D.气体膨胀对外做功且温度降低,分子的平均动能可能不变
根据温度是分子平均动能的标志确定气体分子热运动的程度和分子平均动能变化,内能是分子平均动能和分子势总和,由气体压强宏观表现确定压强
A.温度是分子平均动能的标志,所以温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度,故A正确;
B.内能是物体中所有分子热运动所具有的动能和分子势能之和,故B错误;
C.由压强公式
可知,气体压强除与分子平均动能(温度)有关,还与体积有关,故C错误;
D.温度是分子平均动能的标志,所以温度降低,分子平均动能一定变小,故D错误.
21.一定质量的0°
C的水在凝结成0°
C的冰的过程中,它内能的变化是()
A.分子平均动能增加,分子势能减少B.分子平均动能减少,分子势能增加
C.分子平均动能不变,分子势能增加D.分子平均动能不变,分子势能减少
【解析】温度是分子的平均动能的标志,一定质量的水凝结成同温度的冰温度不变,则分子的平均动能不变;
体积变大,放出热量,内能变小,则分子势能减小.故D正确,ABC错误.
22.质量相等的氢气和氧气,温度相同,不考虑分子间的势能,则()
A.氧气的内能较大B.氢气的内能较大
C.两者内能相等D.氢气分子的平均动能较大
【解析】不考虑分子间的势能,内能只由温度决定,温度相同分子平均动能相等,由于质量相等,氢气分子数多,所以氢气的内能较大,故B正确,ACD错误.
23.关于物体内能的相关知识,下列说法中正确的是()
A.物体体积膨胀,物体分子势能一定增大
B.物体的温度升高,物体内分子势能一定增大
C.物体的温度升高,物体内分子热运动的平均动能一定增大
D.物体从外界吸收热量,其温度一定升高
A.物体的体积变大,分子间距变大,其分子势能不一定增大,取决于分子间的平衡位置,A错误;
BC.温度是分子平均动能的标志,温度升高,分子平均动能增大,分子势能不一定增大,B错误,C正确;
D.物体吸收热量,温度不一定会升高,比如晶体熔化过程,虽然吸收热量,但温度不变,D错误。
24.分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图甲、乙两条曲线所示(取无穷远处分子势能Ep=0).下列说法正确的是()
A.乙图线为分子势能与分子间距离的关系图线
B.当r=r0时,分子势能为零
C.随着分子间距离的增大,分子力先减小后一直增大
D.在r<r0阶段,分子力减小时,分子势能有可能增大
【解析】AB.
是平衡位置,
图象中,
处的分子势能最小,不为零;
处的分子力为零,所以乙图线为分子势能与分子间距离的关系图线,甲图对应的是
图象,故A正确,B错误;
C.甲图为
图象,根据图象可知,分子从靠得很近(
)位置开始,随分子间距离的增大,分子力先减少后增大,再减小,故C错误;
D.在
阶段,随着分子距离增大,分子力减小时,分子力做正功,分子势能减小,故D错误;
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