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1、第十二章热学第1讲分子动理论内能一、选择题(本题共10小题，12题为单选，310题为多选)1(2021全国高三专题练习)关于热力学温度和摄氏温度，以下说法错误的是(C)A热力学温度的单位K是国际单位制中的基本单位B温度升高1 就是升高了1 KC1 就是1 KD0 的温度可用热力学温度粗略地表示为273 K解析热力学温度的单位K是国际单位制中七个基本单位之一，A正确；由Tt273.15 K，得Tt，则知温度升高了1 就是升高了1 K，B正确；热力学温度和摄氏温度的关系是Tt273.15 K，可知1 与1 K表示的温度不同，C错误；根据Tt273.15 K知，当t0 时，T273 K，D正确。2(
2、2022海淀区月考)在水的温度由0 上升到4 的过程中，水的体积随着温度升高反而减小，我们称之为“反常膨胀”。通过查阅资料知道：在水反常膨胀的过程中，体积减小是由于水分子之间的结构发生了变化，但所有水分子间的总势能是增大的。关于这个问题的下列说法中正确的是(D)A水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功B水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功C水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功D水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功解析由于水的温度在升高，故水分子的平均动能增大，故A、B两项错误；由于水分子间
3、的总势能是增大的，说明了分子之间的相互作用力对分子做负功，一定是克服原来分子间原来的结合力而做功，故C项错误，D项正确。3(2021辽宁高三期末)有甲、乙、丙三个温度不同的物体，将甲和乙接触一段时间后分开，再将乙和丙接触一段时间后分开(发生了热交换)，假设只有在它们相互接触时有热传递，不接触时与外界没有热传递，则(AD)A甲、乙、丙三个物体都达到了平衡态B只有乙、丙达到了平衡态，甲没有达到平衡态C乙、丙两物体都和甲达到了热平衡D乙、丙两物体达到了热平衡解析乙和丙分开后，甲、乙、丙三个物体与外界没有热传递，所以甲、乙、丙三个物体都达到了平衡态，故A正确，B错误；甲和乙接触一段时间后分开，甲和乙达
4、到了热平衡，但乙和丙接触一段时间后，乙的温度又发生了变化，甲和乙的热平衡被破坏，乙和丙两物体达到了热平衡，故C错误，D正确。4(2021全国高三专题练习)设有甲、乙两分子，如图，甲固定在O点，r0为其平衡位置间的距离，现在使乙分子由静止开始只在分子力作用下由距甲0.5r0处开始沿x轴正方向运动，则(BD)A乙分子的加速度减小B乙分子到达r0处时速度最大C分子力对乙一直做正功，分子势能减小D乙分子在r0处时，分子势能最小解析从分子力随分子间距的变化曲线可以看出0.5r0处到r0处斥力减小，乙分子的加速度也就减小，从r0处到无穷远处引力先增大后减小，乙分子的加速度先增大后减小，A错误；从0.5r0
5、处到r0处乙分子受到向右的斥力，做向右的加速运动，通过r0处后受到向左的引力，做向右的减速运动，在r0处加速度a0，速度最大，B正确；当通过r0后分子的引力做负功，分子的势能增大，C错误；从0.5r0到r0处分子的斥力做正功，分子的势能减小，通过r0后，分子的引力做负功，分子的势能增大，故乙分子在r0处的势能最小，D正确。5(2021青海高三二模)关于分子动理论，下列说法正确的是(AD)A若仅知道氦气的摩尔体积和阿伏加德罗常数，则不能算出氮气分子的体积B温度越高，分子热运动越缓慢C相同质量的水和冰在0 时，内能一定相等D当分子间的作用力表现为斥力时，分子间的距离越小，分子势能越大解析若仅知道氦
6、气的摩尔体积和阿伏加德罗常数，只能算出每个氮气分子占据的空间，不能算出氮气分子的体积，故A正确；温度越高，分子热运动越剧烈，故B错误；相同质量的水和冰在0 时，虽然温度没有变化，但熔化是一个吸热的过程，吸收热量用于增加分子的势能，故水的内能大于冰的内能，故C错误；当分子间的作用力表现为斥力时，分子间的距离越小，分子力做负功，分子势能越大，故D正确。6以下关于热运动的说法正确的是(BC)A水流速度越大，水分子的热运动越剧烈B水凝结成冰后，水分子的热运动不会停止C水的温度越高，水分子的热运动越剧烈D水的温度升高，每一个水分子的运动速率都会增大解析水流的速度是机械运动的速度，不同于水分子无规则热运动
7、的速度，A错误；分子永不停息地做无规则运动，B正确；温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的热运动越剧烈，故C正确；水的温度升高，水分子的平均动能增大，即水分子的平均运动速率增大，但不是每一个水分子的运动速率都增大，D错误。7若以V表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，表示在标准状态下水蒸气的密度，M表示水的摩尔质量，M0表示一个水分子的质量，V0表示一个水分子的体积，NA表示阿伏加德罗常数，则下列关系式正确的是(AC)AVBV0CM0D解析因表示在标准状态下水蒸气的密度，M表示水的摩尔质量，则在标准状态下水蒸气的摩尔体积为V，选项A正确；表示一个水分子平均占据的空间，不等于一个水分子的体积，选
8、项B错误；一个水分子的质量为：M0，选项C正确；表示水分子的密度，选项D错误。81 g 100 的水与1 g 100 的水蒸气相比较，下述说法中正确的是(AC)A分子的平均动能与分子的总动能相同B分子的平均动能相同，分子的总动能不同C分子的总动能相同，但分子的势能总和不同D内能相同解析温度相同则它们的分子平均动能相同，又因为1 g水和1 g水蒸气的分子数相同，因而它们的分子总动能相同，A正确，B错误；当100 水变成100 的水蒸气时，要吸收热量，内能增加，由于分子的总动能相同，所以分子的势能总和变大，C正确，D错误。9关于物体的内能，下列叙述中正确的是(BD)A温度高的物体比温度低的物体内能
9、大B物体的内能不可能为零C内能相同的物体，它们的分子平均动能一定相同D内能不相同的物体，它们的分子平均动能可能相同解析温度高低反映分子平均动能的大小，但由于物体分子数目等其他影响内能的因素可能不同，故无法反映内能的大小，选项A错误；由于分子都在做永不停息的无规则运动，因此任何物体的内能都不可能为零，选项B正确；内能相同的物体，它们的分子平均动能不一定相同，选项C错误；内能不同的两个物体，它们的温度可以相同，即它们的分子平均动能可以相同，选项D正确。10把生鸭蛋放在盐水中腌制一段时间，盐就会进入鸭蛋里变成咸鸭蛋。则下列说法正确的是(AC)A如果让腌制鸭蛋的盐水温度升高，盐分子进入鸭蛋的速度就会加
10、快B盐分子的运动属于布朗运动C在鸭蛋腌制过程中，有的盐分子进入鸭蛋内，也有盐分子从鸭蛋里面出来D盐水温度升高，每个盐分子运动的速率都会增大解析如果让腌制鸭蛋的盐水温度升高，分子运动更剧烈，则盐进入鸭蛋的速度就会加快，故A正确；布朗运动本身不是分子的运动，故B错误；在腌制鸭蛋的盐水中，有盐分子进入鸭蛋，分子运动是无规则的，同样会有盐分子从鸭蛋里面出来，故C正确；盐水温度升高，分子的平均动能增大，但不是每个盐分子运动的速率都会增大，个别分子的速率也可能减小，故D错误。二、非选择题11(2021湖北襄阳高三月考)分子力F、分子势能EP与分子间距离r的关系图线如图中甲、乙两条曲线所示(取无穷远处分子势
11、能EP0)，则其中为分子力F与分子间距离r的图像是甲图(填“甲图”或“乙图”)。将一个分子固定，另一分子从无穷远处向固定分子靠近直到不能再靠近的过程中，若分子仅受分子力作用，其速度将先增大后减小，加速度将先增大后减小再增大。解析因为在平衡位置r0，分子间作用力为零，所以甲图为分子力F与分子间距离r的图像；由乙图可知，两个分子靠近到分子势能为零时分子的动能为零。因此两分子靠近的间距最小距离比r0小。由图像乙可知，在r减小过程中，分子势能先减小后增大，根据能量守恒，分子动能先增大后减小，所以速度将先增大后减小；因为靠近过程的最小距离比r0小，由图甲可知，分子间作用力大小先增大后减小再增大，所以加速
12、度将先增大后减小再增大。12(2021全国高三专题练习)在“用油膜法估测分子的大小”实验中，(1)该实验中的理想化假设是(ABD)A将油膜看成单分子层油膜B不考虑各油酸分子间的间隙C不考虑各油酸分子间的相互作用力D将油酸分子看成球形(2)实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是(B)A可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓B对油酸溶液起到稀释作用C有助于测量一滴油酸的体积D有助于油酸的颜色更透明便于识别(3)某老师为本实验配制油酸酒精溶液，实验室配备的器材有：面积为0.22 m2的蒸发皿、滴管、量筒(50滴溶液滴入量筒体积约为1毫升)、纯油酸和无水酒精若干。已知分子直径数量级为1010
13、m，则该老师配制的油酸酒精溶液浓度(油酸与油酸酒精溶液的体积比)至多为1.1%(保留两位有效数字)。解析(1)计算分子直径是根据体积与面积之比，所以需将油膜看成单分子层油膜，不考虑各油酸分子间的间隙，将油酸分子看成球形，故选ABD；(2)实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是对油酸起到稀释作用，酒精稀释油酸是为了进一步减小油酸的面密度，使油酸分子尽可能的少在竖直方向上重叠，更能保证其形成分子单层油膜，也就是为了减小系统误差，故选B。(3)根据题意可知，形成的油膜的面积不能超过蒸发皿的面积，当油膜面积等于蒸发皿的面积时此时油酸浓度最大，一滴油酸的体积为VdS1010m0.22 m22.2
14、1011 m3，一滴酒精油酸溶液的体积为V0 cm32108m3 ，因此油酸的浓度为1.1%。13(2021全国高三专题练习)目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术。实验发现，在水深300 m处，二氧化碳将变成凝胶状态，当水深超过2 500 m时，二氧化碳会浓缩成近似固体的硬胶体。设在某状态下二氧化碳气体的密度为，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，将二氧化碳分子看作直径为D的球(球的体积公式V球D3)，则在该状态下体积为V的二氧化碳气体变成硬胶体后体积为多少？答案解析体积为V的二氧化碳气体的质量为mV，所含分子数为nNANA，变成硬胶体后的体积为V1nD3。14(2022江苏高三模拟)很多
15、轿车中设有安全气囊以保障驾乘人员的安全。轿车在发生一定强度的碰撞时，利用三氮化钠(NaN3)产生气体(假设都是N2)充入导温效果良好的气囊。若氮气充入前后安全气囊的容积分别为V110 L、V270 L。已知大气压强p01.0105Pa，气囊中氮气密度2.5 kg/m3，一个氮气分子的质量约为4.651023g，氮气摩尔质量M0.028 kg/mol，阿伏加德罗常数NA61023 mol1，在标准气压下，氮气的摩尔体积为22.4 L/mol。求：(1)该气囊中氮气分子的总个数N；(2)该气囊中氮气分子间的平均距离；(3)氮气充入后安全气囊的压强。(结果均保留一位有效数字)答案(1)31024个(2)3109 m(3)2105 Pa解析(1)设氮气物质的量为n，则n该气囊中氮气分子的总个数NnNANA61023个31024个。(2)每个分子所占的空间V0，设分子间的平均距离为d，每个氮气分子占有的空间可以看成是棱长为d的立方体，则有V0d3，该气囊中氮气分子间的平均距离dm3109m。(3) 在标准气压下，采用收集法，充入前“气囊”中氮气的体积V1n22.4 L22.4 L140 L，根据玻意尔定律有p1V1p2V2，其中p1 p01.0105 Pa，V1140 L，V270 L，代入数据解得氮气充入后安全气囊的压强为p22105 Pa。