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課時跟蹤檢測(四十) 分子動理論　內能

1．(多選)一滴油酸酒精溶液含質量為m的純油酸，滴在液面上擴散后形成的最大面積為S。已知純油酸的摩爾質量為M、密度為ρ，阿伏加德羅常數為NA，下列表達式中正確的有(　　)
A．油酸分子的直徑d＝MρS
B．油酸分子的直徑d＝mρS
C．油酸所含的分子數N＝mM NA
D．油酸所含的分子數N＝Mm NA
E．一個油酸分子的質量為MNA
解析：選BCE　油酸滴在液面上擴散后形成的最大面積S時應為單分子油膜層，設油酸分子的直徑為d，則有dS＝mρ ，所以d＝mρS ，故A錯誤，B正確；設油酸所含的分子數為N，則有N＝mM NA，故C正確，D錯誤；一個油酸分子的質量為MNA ，故E正確。
2．(多選)(2020·福建泉州模擬)PM2.5是指空氣中直徑等于或小于2.5微米的懸浮顆粒物，其漂浮在空中做無規則運動，很難自然沉降到地面，吸入后對人體形成危害。礦物燃料燃燒的排放是形成PM2.5的主要原因。下列關于PM2.5的說法中正確的是(　　)
A．PM2.5的尺寸與空氣中氧分子尺寸的數量級相當
B．PM2.5在空氣中的運動屬于布朗運動
C．溫度越低，PM2.5運動越劇烈
D．倡導低碳生活減少煤和石油等燃料的使用能有效減小PM2.5在空氣中的濃度
E．PM2.5中顆粒小一些的，其顆粒的運動比其他顆粒更為劇烈
解析：選BDE　PM2.5的直徑等于或小于2.5微米，而空氣中氧分子尺寸的數量級為10－10 m，故兩者大小不相當，選項A錯誤；PM2.5在空氣中的運動屬于布朗運動，選項B正確；溫度越高，PM2.5活動越劇烈，選項C錯誤；倡導低碳生活減少煤和石油等燃料的使用能有效減小PM2.5在空氣中的濃度，選項D正確；PM2.5中顆粒小一些的，其顆粒的運動比其他顆粒更為劇烈，選項E正確。
3.(多選)甲分子固定在坐標原點O，只在兩分子間的作用力作用下，乙分子沿x軸方向運動，兩分子間的分子勢能Ep與兩分子間距離x的變化關系如圖所示，設乙分子在移動過程中所具有的總能量為0，則下列說法正確的是(　　)
A.乙分子在P點時加速度為0
B．乙分子在Q點時分子勢能最小
C．乙分子在Q點時處于平衡狀態
D．乙分子在P點時動能最大
E．乙分子在P點時，分子間引力和斥力相等
解析：選ADE　由題圖可知，乙分子在P點時分子勢能最小，此時乙分子受力平衡，甲、乙兩分子間引力和斥力相等，乙分子所受合力為0，加速度為0，選項A、E正確；乙分子在Q點時分子勢能為0，大于乙分子在P點時的分子勢能，選項B錯誤；乙分子在Q點時與甲分子間的距離小于平衡距離，分子引力小于分子斥力，合力表現為斥力，所以乙分子在Q點所受合力不為0，故不處于平衡狀態，選項C錯誤；乙分子在P點時，其分子勢能最小，由能量守恒可知此時乙分子動能最大，選項D正確。
4.(多選)如圖所示，用F表示兩分子間的作用力，用Ep表示分子間的分子勢能，在兩個分子之間的距離為10r0變由r0的過程中，以下判斷錯誤的是(　　)
A．F不斷增大，Ep不斷減小
B．F先增大后減小，Ep不斷減小
C．F不斷增大，Ep先增大后減小
D．F、Ep都是先增大后減小
E．F始終表現為引力作用，Ep始終為引力勢能
解析：選ACD　分子間的作用力是矢量，分子勢能是標量，由圖象可知，在兩個分子之間的距離為10r0變由r0的過程中F先增大后減小且F始終表現為引力作用，Ep則不斷減小且Ep始終為引力勢能。選項B、E正確，A、C、D錯誤。
5．(多選)關于物體的內能，下列說法正確的是(　　)
A．相同質量的兩種物質，升高相同的溫度，內能的增加量一定相同
B．物體的內能改變時溫度不一定改變
C．內能與物體的溫度有關，所以0 ℃的物體內能為零
D．分子數和溫度相同的物體不一定具有相同的內能
E．內能小的物體也可能將熱量傳遞給內能大的物體
解析：選BDE　相同質量的同種物質，升高相同的溫度，吸收的熱量相同，相同質量的不同種物質，升高相同的溫度，吸收的熱量不同，故A錯誤；物體內能改變時溫度不一定改變，比如零攝氏度的冰融化為零攝氏度的水，內能增加，故B正確；分子在永不停息地做無規則運動，可知任何物體在任何狀態下都有內能，故C錯誤；物體的內能與分子數、物體的溫度和體積三個因素有關，分子數和溫度相同的物體不一定有相同的內能，故D正確；發生熱傳遞的條件是存在溫度差，與內能的大小無關，所以內能小的物體也可能將熱量傳遞給內能大的物體，故E正確。
6.(多選)小張在顯微鏡下觀察水中懸浮的細微粉筆末的運動從A點開始，他把小顆粒每隔20 s的位置記錄在坐標紙上，依次得到B、C、D等這些點，把這些點連線形成如圖所示折線圖，則關于該粉筆末的運動，下列說法正確的是(　　)
A.該折線圖是粉筆末的運動軌跡
B．粉筆末的無規則運動反映了水分子的無規則運動
C．經過B點后10 s，粉筆末應該在BC的中點處
D．粉筆末由B到C的平均速度小于由C到D的平均速度
E．若改變水的溫度，再記錄一張圖，則僅從圖上不能確定記錄哪一張圖時的溫度高
解析：選BDE　該折線圖不是粉筆末的實際運動軌跡，分子運動是無規則的，故A錯誤；粉筆末受到水分子的碰撞，做無規則運動，所以粉筆末的無規則運動反映了水分子的無規則運動，故B正確；由于運動的無規則性，所以經過B點后10 s，我們不知道粉筆末在哪個位置，故C錯誤；任意兩點之間的時間間隔是相等的，所以位移越大，則平均速度就越大，故粉筆末由B到C的平均速度小于由C到D的平均速度，故D正確；由于運動的無規則性，所以我們無法僅從圖上就確定哪一張圖的溫度高，故E正確。
7．(多選)(2020·河北省張家口市模擬)對于分子動理論和物體內能的理解，下列說法正確的是(　　)
A．溫度高的物體內能不一定大，但分子平均動能一定大
B．外界對物體做功，物體內能一定增加
C．溫度越高，布朗運動越明顯
D．當分子間的距離增大時，分子間作用力就一直減小
E．當分子間作用力表現為斥力時，分子勢能隨分子間距離的減小而增大
解析：選ACE　溫度高的物體內能不一定大，內能還與質量、體積有關，但分子平均動能一定大，因為溫度是分子平均動能的標志，故A正確；改變內能的方式有做功和熱傳遞，若外界對物體做功的同時物體放熱，內能不一定增加，故B錯誤；布朗運動是由液體分子碰撞的不平衡造成的，液體溫度越高，液體分子熱運動越激烈，布朗運動越顯著，故C正確；當分子間的距離從平衡位置增大時，分子間作用力先增大后減小，故D錯誤；當分子間作用力表現為斥力時，分子勢能隨分子間距離的減小而增大，故E正確。
8．(多選)關于分子動理論和物體的內能，下列說法正確的是(　　)
A．熱量可以從低溫物體傳遞到高溫物體
B．物體放出熱量，其內能一定減少
C．溫度高的物體的內能一定大，但分子平均動能不一定大
D．若兩分子間的距離減小，則分子間的引力和分子間的斥力均增大
E．物體溫度升高時，每個分子的動能都增大
解析：選AD　根據熱力學第二定律可知，熱量可以從低溫物體傳遞到高溫物體，但要引起其他的變化，選項A正確；根據熱力學第一定律，ΔU＝W＋Q，若物體放出熱量且外界對物體做功，物體內能不一定減少，選項B錯誤；溫度高的物體的分子平均動能一定大，但內能不一定大，選項C錯誤；若兩分子間的距離減小，則分子間的引力和分子間的斥力均增大，選項D正確；當物體溫度升高時，分子運動加劇，分子平均動能增加，但并不是所有分子的動能都增加，選項E錯誤。
9.(多選)如圖所示，將甲分子固定于坐標原點O處，乙分子放置于r軸上距離O點很遠的r4處，r1、r2、r3為r軸上的三個特殊的位置，甲、乙兩分子間的作用力F和分子勢能Ep隨兩分子間距離r的變化關系分別如圖中兩條曲線所示，設兩分子間距離很遠時，Ep＝0。現把乙分子從r4處由靜止釋放，下列說法中正確的是(　　)
A．虛線為Ep-r圖線、實線為F-r圖線
B．當分子間距離r C．乙分子從r4到r2做加速度先增大后減小的加速運動，從r2到r1做加速度增大的減速運動
D．乙分子從r4到r2的過程中，分子勢能先增大后減小，在r1位置時分子勢能最小
E．乙分子的運動范圍為r4≥r≥r1
解析：選ACE　由于分子間的距離等于平衡位置的距離時，分子勢能最小，所以虛線為分子勢能圖線(Ep-r圖線)，實線為分子間作用力圖線(F-r圖線)，選項A正確；由于分子是由帶正電荷的原子核和帶負電荷的電子組成，所以無論兩個分子之間的距離多大，分子之間既存在斥力，又存在引力，選項B錯誤；乙分子從r4到r2所受的分子力(表現為引力)先增大后減小，根據牛頓第二定律，乙分子做加速度先增大后減小的加速運動，乙分子從r2到r1所受的分子力(表現為斥力)一直增大，根據牛頓第二定律，乙分子做加速度增大的減速運動，選項C正確；根據分子勢能圖線可知，乙分子從r4到r1的過程中，分子勢能先減小后增大，在r2位置時分子勢能最小，選項D錯誤；根據能量守恒，乙分子的運動范圍為r4≥r≥r1，選項E正確。

10．(多選)(2020·河南許昌模擬)兩個相鄰的分子之間同時存在著引力和斥力，它們隨分子之間距離r的變化關系如圖所示。圖中虛線是分子斥力和分子引力曲線，實線是分子合力曲線。當分子間距為r＝r0時，分子之間合力為零，則下列關于該兩分子組成系統的分子勢能Ep與兩分子間距離r的關系曲線可能正確的是(　　)



解析：選BCE　由于r＝r0時，分子之間的作用力為零，當r>r0時，分子間的作用力為引力，隨著分子間距離的增大，分子力做負功，分子勢能增加；當r 11．(多選)(2019·遼寧省丹東市模擬)關于分子動理論的規律，下列說法正確的是(　　)
A．擴散現象說明物質分子在做永不停息的無規則運動
B．壓縮氣體時氣體會表現出抗拒壓縮的力是由于氣體分子間存在斥力的緣故
C．布朗運動是指懸浮在液體或氣體里的微小顆粒的運動
D．如果兩個系統分別與第三個系統達到熱平衡，那么這兩個系統彼此之間也必定處于熱平衡，用來表征它們所具有的“共同熱學性質”的物理量是內能
E.已知某種氣體的密度為ρ(kg/m3)，摩爾質量為M(kg/mol)，阿伏加德羅常數為NA(mol－1)，則該氣體分子之間的平均距離可以表示為 3MρNA
解析：選ACE　擴散現象與布朗運動都是分子無規則熱運動的宏觀表現，故A正確；氣體壓縮可以忽略分子間作用力，壓縮氣體時氣體會表現出抗拒壓縮的力是由于氣體壓強的存在，故B錯誤；布朗運動是懸浮
在液體或氣體中的固體小顆粒的運動，故C正確；如果兩個系統分別與第三個系統達到熱平衡，那么這兩個系統彼此之間也必定處于熱平衡，用來表征它們所具有的“共同熱學性質”的物理量稱為溫度，不是內能，故D錯誤；把該氣體分子所占空間看成立方體模型，則有V0＝d3，又V0＝MρNA ，則該氣體分子之間的平均距離d＝3MρNA ，故E正確。
12．(多選)1 g 100 ℃的水和1 g 100 ℃的水蒸氣相比較，下列說法正確的是(　　)
A．分子的平均動能和分子的總動能都相同
B．分子的平均動能相同，分子的總動能不同
C．內能相同
D.1 g 100 ℃的水的內能小于1 g 100 ℃的水蒸氣的內能
E．1 g 100 ℃的水和1 g 100 ℃的水蒸氣的機械能可能相等
解析：選ADE　溫度相同則它們的分子平均動能相同；又因為1 g水和1 g 水蒸氣的分子數相同，因而它們的分子總動能相同，A正確，B錯誤；當100 ℃的水變成100 ℃的水蒸氣時，分子間距離變大，分子力做負功，分子勢能增加，該過程吸收熱量，所以1 g 100 ℃的水的內能小于1 g 100 ℃的水蒸氣的內能，C錯誤，D正確；機械能是指物體的動能和勢能的總和，故1 g 100 ℃的水和1 g 100 ℃的水蒸氣機械能可以相等，故E正確。

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