文档内容
2025人教版新教材物理高考第一轮
第十五章 热学
第 1 讲分子动理论 内能
基础对点练
题组一 微观量的估算
1.(2023山东淄博一模)已知地球大气层的厚度远小于地球半径 R,空气平均摩尔质量M,阿
伏加德罗常数N ,地面附近大气压强p ,重力加速度大小g。由此可以估算地球大气层空
A 0
气分子总数为( )
A.4πR2p N
0 A
Mg
B.2πR2p N
0 A
Mg
C.πR2p N
0 A
2Mg
D.πR2p N
0 A
4Mg
题组二 布朗运动 分子热运动
2.PM2.5是指空气中直径小于或等于 2.5 μm的悬浮颗粒物。下列相关说法正确的是(
)
A.沙尘暴中的沙尘颗粒所做的无规则运动是布朗运动
B.一团质量不变的沙尘暴从温度较低的地区吹到温度较高的地区,温度逐渐升高、风速逐
渐减小,其内能逐渐减小
C.PM2.5颗粒的尺寸与空气中氧气分子的尺寸数量级相当
D.PM2.5在空气中的无规则运动是由大量空气分子无规则运动对其撞击的不平衡性引起
的
3.(2024安徽安庆一模)我们在实验室用酒精进行实验时,整个实验室很快就闻到了刺鼻的
酒精气味,这是一种扩散现象。以下有关分析错误的是 ( )
A.扩散现象只发生在气体、液体之间
B.扩散现象说明分子在不停地运动
C.温度越高时扩散现象越剧烈
D.扩散现象说明分子间存在着间隙题组三 分子力 分子势能
4.假定两个分子间的距离为无穷远时它们的分子势能为 0,两个分子间作用力的合力F、
分子势能E 与分子间距离r的关系如图甲和乙所示,下列说法正确的是( )
p
A.在r由无限远到趋近于r 的过程中,F先做负功后做正功
0
B.在r由无限远到趋近于r 的过程中,F先做正功后做负功
0
C.在r由r 趋近于0的过程中,F做负功,E 先变小再变大
0 p
D.在r由r 趋近于0的过程中,F做负功,E 变大
0 p
5.(2023辽宁沈阳三模)设甲分子在坐标原点O处不动,乙分子位于r轴上,甲、乙两分子间
作用力与分子间距离的关系如图中曲线所示,F>0表现为斥力,F<0表现为引力。a、b、c
为r轴上三个特定的位置,现把乙分子从a处由静止释放(设无穷远处分子势能为零),则(
)
A.乙分子从a处到c处,分子力先减小后增大
B.乙分子运动到c处时,动能最大
C.乙分子从a处到c处,分子力先做正功后做负功
D.乙分子运动到c处时,分子力和分子势能都是零
6.(多选)如图所示,F表示两分子间的作用力,E 表示分子间的势能,图中两条图线分别表示
p
分子间作用力和分子势能随分子间距离变化的规律,图中r 是分子势能为0时对应的距离,
1
r 是分子间作用力为0时对应的距离,r 是分子间作用力随分子间距离变化的图像最低点
2 3
对应的距离,r 是分子间作用力及分子势能均可视为 0的足够远的某一距离。下列说法正
4
确的是( )A.r 对应着分子势能的最小值
2
B.从r 到r ,E 先增大后减小
1 3 p
C.从r 到r ,F一直减小
1 3
D.从r 到r ,F先增大后减小,E 不断增大
2 4 p
题组四 物体的内能
7.(2024北京一模)关于质量相等的100 ℃的水和100 ℃的水蒸气,下列说法正确的是(
)
A.水的内能比水蒸气的内能大
B.水分子的热运动比水蒸气分子的热运动剧烈
C.每个水分子的速率都和水蒸气分子的速率一样大
D.水分子的平均动能和水蒸气分子的平均动能一样大
综合提升练
8.关于下列四幅图说法正确的是( )
A.对甲图,加热一锅水时发现水中的胡椒粉在翻滚,说明温度越高布朗运动越剧烈
B.对乙图,半杯水与半杯酒精混合之后的总体积要小于整个杯子的容积,说明液体分子之
间有间隙
C.对丙图,自由膨胀和扩散现象都具有双向可逆性
D.对丁图,扩散现象不能在固体之间发生
9.(2023北京卷)夜间由于气温降低,汽车轮胎内的气体压强变低。与白天相比,夜间轮胎内
的气体( )
A.分子的平均动能更小
B.单位体积内分子的个数更少
C.所有分子的运动速率都更小
D.分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更大
10.(多选)(2023浙江台州联考)下列关于分子动理论知识,说法正确的是( )A.图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,若水面上痱子粉撒得较多,实验测得的
结果将偏大
B.图乙显示的是液体分子在做永不停息的无规则运动,这种运动称为布朗运动
C.图丙为氧气分子在不同温度下的速率分布图像,由图可知状态③时的温度比状态①、②
时的都高
D.图丁为分子力F随分子间距离r的变化图像,两分子间距从r=r 到r=r ,分子力先减小
2 1
后增大
11.(多选)一容积不变的容器内封闭一定质量的氮气(视为理想气体),在不同温度下分子速
率分布如图所示,纵坐标表示各速率区间的氮气分子数所占总分子数的百分比,横坐标表
示分子的速率,图线甲为实线,图线乙为虚线。下列说法正确的是( )
A.图线甲对应的氮气压强较大
B.图线甲对应的氮气分子的平均动能较大
C.由图像能直接求出任意速率区间内氮气分子数目
D.同一温度下,氮气分子的速率呈现“中间多,两头少”的分布规律参考答案
第十五章 热学
第1讲 分子动理论 内能
p S
1.A 解 析 设 大 气 层 中 空 气 的 质 量 为 m, 有 mg=p S, 即 m= 0 , 分 子 数 n=
0
g
mN p SN 4πR2p N ,故选A。
A = 0 A = 0 A
M Mg Mg
2.D 解析 布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体颗粒,受到液体或气体分子的无规则
撞击所做的无规则运动,用肉眼无法观察到布朗运动,沙尘暴的运动是气流运动形成的,不
是布朗运动,故A错误;从低温到高温,内能增加,内能的宏观表现是温度,温度越高,内能越
大,故B错误;氧气分子尺寸的数量级为 10-10 m,而PM2.5是指空气中直径小于或等于 2.5
μm的悬浮颗粒物,故C错误;PM2.5在空气中的运动是布朗运动,由空气中大量空气分子
无规则运动对其撞击的不平衡性引起的,故D正确。
3.A 解析 气体、液体、固体之间都可以发生扩散现象,故A错误;扩散现象本身就是由
分子不停地做无规则运动产生的,故B正确;物体的温度越高,分子的热运动就越快,扩散就
越快,故C正确;不同的物质在相互接触时可以彼此进入对方属于扩散现象,扩散现象说明
分子间存在着间隙,故D正确。本题选错误的,故选A。
4.D 解析 在r由无限远到趋近于 r 的过程中,分子力表现为引力,引力一直做正功,故
0
A、B错误;在r由r 趋近于0的过程中,分子力表现为斥力,斥力一直做负功,分子势能增
0
大,故C错误,D正确。
5.B 解析 由题图可知,乙分子从a处到c处,分子力先增大后减小,故A错误;乙分子从a
处到c处,分子间作用力为引力,引力做正功,动能一直增加,当两分子间距离小于 l 时,表
Oc
现为斥力,斥力做负功,所以乙分子运动到c处时,动能最大,故B正确;乙分子从a处到c处,
分子力一直做正功,故C错误;乙分子运动到c处时,分子力为零,但由于分子力一直做正功,
所以分子势能应小于零,故D错误。
6.AD 解析 根据图像可知,分子间距离小于r 时,F表现为斥力,距离越小,F越大;分子间
2
距离大于r 时,F表现为引力,随着距离增大,F先增大后减小;分子间距离从0开始增大的
2
过程,F为斥力时做正功,F为引力时做负功,故分子间距离等于r 时,E 最小,从r 到r ,E 先
2 p 1 3 p
减小后增大,从r 到r ,F先减小后增大,从r 到r ,F先增大后减小,E 不断增大,A、D正
1 3 2 4 p
确,B、C错误。
7.D 解析 内能的大小与温度、质量和状态有关,同温度的水要变成同温度的水蒸气要吸热,因此相同质量、相同温度的水和水蒸气,水的内能比相同质量的水蒸气的内能小,A
错误;分子热运动的剧烈程度与温度有关,质量相等的100 ℃的水和100 ℃的水蒸气,由于
两者的温度相同,水分子的热运动与水蒸气分子的热运动剧烈程度相同,B错误;质量相等
的100 ℃的水和100 ℃的水蒸气,因温度相同,则水分子的平均动能和水蒸气分子的平均
动能一样大,则平均速率一样大,由于分子的运动是无规则的,并不是每个分子的速率都一
样大,C错误,D正确。
8.B 解析 布朗运动用肉眼是观察不到的,对甲图,加热一锅水时发现水中的胡椒粉在翻
滚,不是布朗运动,不能说明温度越高布朗运动越剧烈,选项A错误;对乙图,半杯水与半杯
酒精混合之后的总体积要小于整个杯子的容积,说明液体分子之间有间隙,选项B正确;对
丙图,自由膨胀和扩散现象都具有单向性,不具有双向可逆性,选项C错误;对丁图,扩散现
象也能在固体之间发生,选项D错误。
9.A 解析 夜间气温低,分子的平均动能更小,但不是所有分子的运动速率都更小,故A正
确,C错误;由于汽车轮胎内的气体压强变低,轮胎会略微被压瘪,因此单位体积内分子的个
数更多,分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更小,故B、D错误。
10.AC 解析 “用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,若水面上痱子粉撒得较多,则油
V
酸分子比较难散开,会导致所测油膜面积偏小,由d= 可知,实验测得的油膜厚度即油酸分
S
子直径将偏大,故A正确;图乙显示的是固体小颗粒在液体中做永不停息的无规则运动,此
为布朗运动,故B错误;由热运动规律可知,温度越高,氧气分子做热运动的平均速率越大,
速率大的分子数目越多,所以状态③时的温度比状态①、②时都高,故C正确;由图丁可知,
两分子间距从r=r 到r=r ,分子力表现为引力,先增大后减小到0,从r=r 到r=r ,分子力表
2 0 0 1
现为斥力,逐渐增大,故D错误。
11.ABD 解析 温度越高,速率大的分子所占比例越大,所以图线甲的温度高,对应的氮气
压强较大,氮气分子的平均动能较大,A、B正确;由图像可求出定量的氮气各速率区间的
分子数所占总分子数的百分比,不能求出任意速率区间内氮气分子数目,C错误;由题图可
知,同一温度下,氮气分子的速率呈现“中间多,两头少”的分布规律,D正确。
