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專題14 分子動(dòng)理論與統(tǒng)計(jì)觀點(diǎn)
第一部分名師綜述
綜合分析近幾年的高考物理試題發(fā)現(xiàn),試題在考查主干知識(shí)的同時(shí),注重考查必修中的基本概念和基本規(guī)律,更加注重:
(1)建立宏觀量和微觀量的對(duì)應(yīng)關(guān)系,如分子動(dòng)能與溫度相對(duì)應(yīng),分子勢(shì)能與體積相對(duì)應(yīng),物體的內(nèi)能與溫度、體積、物質(zhì)的量相對(duì)應(yīng)等;
(2)強(qiáng)化基本概念與基本規(guī)律的理解和記憶;
(3)建立統(tǒng)計(jì)的觀點(diǎn);
(1)考綱要求
掌握分子動(dòng)理論的基本內(nèi)容.2.知道內(nèi)能的概念.3.會(huì)分析分子力、分子勢(shì)能隨分子間距離的變化.
(2)命題規(guī)律
高考熱學(xué)命題的重點(diǎn)內(nèi)容有:(1)分子動(dòng)理論要點(diǎn),分子力、分子大小、質(zhì)量、數(shù)目估算;題型多為選擇題和填空題,絕大多數(shù)選擇題只要求定性分析,極少數(shù)填空題要求應(yīng)用阿伏加德羅常數(shù)進(jìn)行計(jì)算(或估算)。
第二部分精選試題
1.下列說法正確的是___________
A.當(dāng)分子間距離增大時(shí),分子間引力增大,分子間斥力減小
B.雨傘傘面上有許多細(xì)小的孔,卻能遮雨,是因?yàn)樗谋砻鎻埩ψ饔?
C.一定質(zhì)量的100℃的水變成100℃的水蒸氣,其分子之間的勢(shì)能增加
D.對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體,如果壓強(qiáng)不變,體積增大,那么它一定從外界吸熱
E. 某容器內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的理想氣體,若氣體的壓強(qiáng)不變,當(dāng)溫度升高時(shí),單位時(shí)間內(nèi)氣體分子撞擊容器壁的次數(shù)增多。
【答案】 BCD
【解析】
【分析】
隨著分子間距增大,分子間引力和斥力均減?。灰后w存在表面張力;布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中固體顆粒的運(yùn)動(dòng),是液體分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的反映;液體的表面張力使液面具有收縮到液面表面積最小的趨勢(shì);氣體壓強(qiáng)的大小跟氣體分子的平均動(dòng)能和分子的密集程度有關(guān).
【詳解】
A、分子間的作用力隨著分子間距增大,分子引力和斥力均減?。还蔄錯(cuò)誤.
B、雨傘傘面上有許多細(xì)小的孔卻能遮雨,是因?yàn)樗谋砻鎸拥姆肿娱g距較大,水分子間的力為引力,表現(xiàn)為張力作用;故B正確.
C、一定質(zhì)量的100℃的水變成100℃的水蒸氣,需要吸熱內(nèi)能增大,但溫度不變即分子平均動(dòng)能不變,但分子之間的勢(shì)能增加;故C正確.
D、一定量的理想氣體,如果壓強(qiáng)不變,體積增大,根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程pV=nRT可知?dú)怏w的溫度一定升高,內(nèi)能則一定增大,那么它一定從外界吸熱,故D正確;
E、氣體壓強(qiáng)的微觀解釋可知,壓強(qiáng)取決于單位時(shí)間撞擊容器壁單位面積的次數(shù)(體積)和分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)程度即分子的平均動(dòng)能(溫度),所以體積增大,壓強(qiáng)不變時(shí),氣體分子在單位時(shí)間撞擊容器壁單位面積的次數(shù)一定減少,故E錯(cuò)誤;
故選BCD.
【點(diǎn)睛】
本題考查熱力學(xué)多個(gè)知識(shí),熱學(xué)的重點(diǎn)是分子動(dòng)理論、液體表面張力、分子力與分子勢(shì)能等,要加強(qiáng)對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí),力爭(zhēng)不在簡(jiǎn)單題上失分.
2.下列說法正確的是______
A.熵增加原理說明一切自然過程總是向著分子熱運(yùn)動(dòng)的無序性減小的方向進(jìn)行
B.在絕熱條件下壓縮氣體,氣體的內(nèi)能一定增加
C.人對(duì)空氣干爽與潮濕的感受主要取決于空氣的相對(duì)濕度
D.液體具有流動(dòng)性是因?yàn)橐后w分子具有固定的平衡位置
E. 當(dāng)兩分子間距離為r0時(shí),分子力為0;當(dāng)分子間距離小于r0時(shí),分子間表現(xiàn)為斥力
【答案】 BCE
【解析】
【詳解】
A項(xiàng):自然界的宏觀熱過程都具有方向性,在任何一個(gè)自然過程中,一個(gè)孤立系統(tǒng)的總熵會(huì)不斷增加,即一切自然過程總是向著分子熱運(yùn)動(dòng)的無序性增大的方向進(jìn)行,故A錯(cuò)誤;
B項(xiàng):改變物體內(nèi)能的兩種方式是熱傳遞和做功,在絕熱條件下壓縮氣體,對(duì)氣體做正功,氣體與外界沒有熱交換,根據(jù)熱力學(xué)第一定律知?dú)怏w的內(nèi)能一定增加,故B正確;
C項(xiàng):人對(duì)空氣干爽與潮濕的感受不是取決于絕對(duì)濕度,而主要取決于空氣的相對(duì)濕度,故C正確;
D項(xiàng):液體沒有確定的形狀且有流動(dòng)性,是因?yàn)橐后w分子作用力較小,分子位置不固定,故D錯(cuò)誤;
E項(xiàng):當(dāng)兩分子間距離為r0時(shí),分子力為0,當(dāng)分子間距離小于r0時(shí),斥力和引力都存在,分子間表現(xiàn)為斥力作用,故E正確。
故選:BCE。
3.分子力F、分子勢(shì)能EP與分子間距離r的關(guān)系圖線如甲乙兩條曲線所示(取無窮遠(yuǎn)處分子勢(shì)能EP=0).下列說法正確的是
A.乙圖線為分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系圖線
B.當(dāng)r=r0時(shí),分子勢(shì)能為零
C.隨著分子間距離的增大,分子力先減小后一直增大
D.分子間的斥力和引力大小都隨分子間距離的增大而減小,但斥力減小得更快
E. 在r
0,Q>0,根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=Q+W知,ΔU>0,說明氣體的溫度T升高,分子平均動(dòng)能增大,又氣體被壓縮體積V減小,單位體積的分子數(shù)增加,所以氣體壓強(qiáng)一定增大,故D正確;
E.若一定質(zhì)量的理想氣體分子平均動(dòng)能減小,說明溫度降低,內(nèi)能減小即ΔU<0,又外界對(duì)氣體做功即W>0,根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=Q+W知,Q<0即氣體一定放熱,故E正確;
故選BDE。
24.關(guān)于分子動(dòng)理論,下列說法正確的有____________
A.?dāng)U散現(xiàn)象是物質(zhì)分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的證明
B.布朗運(yùn)動(dòng)不是分子的運(yùn)動(dòng),但間接地反映了液體分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性
C.壓縮氣體時(shí),體積越小,壓強(qiáng)越大,說明氣體分子間存在著斥力
D.從微觀角度來看,氣體的壓強(qiáng)與氣體分子的平均動(dòng)能和分子的密集程度有關(guān)
E. 當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為引力時(shí),分子勢(shì)能隨距離的增大而減少
【答案】 ABD
【解析】
【詳解】
擴(kuò)散現(xiàn)象是物質(zhì)分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的證明,選項(xiàng)A正確;布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體表面的固體顆粒的運(yùn)動(dòng),不是分子的運(yùn)動(dòng),但間接地反映了液體分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性,選項(xiàng)B正確;壓縮氣體時(shí),體積越小壓強(qiáng)越大,這是因?yàn)轶w積越小時(shí)氣體分子的密度越大,單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對(duì)器壁的碰撞次數(shù)越多,壓強(qiáng)越大,這與氣體分子間的斥力無關(guān),選項(xiàng)C錯(cuò)誤;從微觀角度來看,氣體的壓強(qiáng)與氣體分子的平均動(dòng)能和分子的密集程度有關(guān),氣體動(dòng)能越大,氣體分子對(duì)器壁的碰撞力越大;分子密度越大,單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對(duì)器壁的碰撞次數(shù)越多,壓強(qiáng)越大,選項(xiàng)D正確;當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為引力時(shí),分子距離變大,則分力力做負(fù)功,則分子勢(shì)能增加,即分子勢(shì)能隨距離的增大而增大,選項(xiàng)E錯(cuò)誤;故選ABD.
25.下列說法正確的是___________。
A.飽和蒸汽是指液體不再蒸發(fā),蒸汽不再液化時(shí)的狀態(tài)
B.在晶體熔化過程中,盡管晶體的溫度保持不變,但內(nèi)能卻會(huì)增加
C.當(dāng)兩分子間距離大于平衡位置的間距r0時(shí),分子間的距離越大,分子勢(shì)能越小
D.密閉在鋼瓶中的理想氣體,溫度升高,壓強(qiáng)增大,是由于分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大
E. 在“用油膜法測(cè)分子直徑”的實(shí)驗(yàn)中,作出了把油膜視為單分子層、忽略油酸分子間的間距并把油酸分子視為球形這三方面的近似處理
【答案】 BDE
【解析】
【詳解】
A.飽和蒸汽是指液體蒸發(fā)與液化相平衡的狀態(tài),液體仍在蒸發(fā),蒸汽仍在液化,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;
B.在晶體熔化過程中,要吸收熱量,盡管晶體的溫度保持不變,但內(nèi)能卻會(huì)增加,選項(xiàng)B正確;
C.當(dāng)兩分子間距離大于平衡位置的間距r0時(shí),分子力表現(xiàn)為引力,分子間的距離增大時(shí),分子力做負(fù)功,則分子勢(shì)能增加,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;
D.密閉在鋼瓶中的理想氣體,溫度升高,壓強(qiáng)增大,是由于分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大,分子與器壁碰撞時(shí)產(chǎn)生的作用力增大,所以壓強(qiáng)變大,選項(xiàng)D正確;
E.在“用油膜法測(cè)分子直徑”的實(shí)驗(yàn)中,作出了把油膜視為單分子層、忽略油酸分子間的間距單層排列,并把油酸分子視為球形這三方面的近似處理,選項(xiàng)E正確;
故選BDE.
26.某氣體中有兩個(gè)分子相對(duì)做直線運(yùn)動(dòng),以甲分子為參考對(duì)象,乙分子向著甲分子從遠(yuǎn)處靠近。以運(yùn)動(dòng)軌跡為橫軸x,甲分子為坐標(biāo)原點(diǎn),兩個(gè)分子間的作用力與分子間距離的關(guān)系如圖所示,F(xiàn)>0表示斥力,F(xiàn)<0表示引力。則____________
A.乙分子在a點(diǎn)時(shí)只受到甲分子的引力作用
B.乙分子在c點(diǎn)時(shí)受到的分子力為0
C.乙分子從a運(yùn)動(dòng)到c的過程中系統(tǒng)的分子勢(shì)能減小
D.乙分子從a運(yùn)動(dòng)到d的過程中系統(tǒng)的分子勢(shì)能一直減小
E. 乙分子在c點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)的分子勢(shì)能最小
【答案】 BCE
【解析】
【詳解】
A.分子引力和分子斥力是同時(shí)存在的,故A錯(cuò);
B.根據(jù)圖像可知乙分子在c點(diǎn)時(shí)受到的分子力為0,故B對(duì);
C.從圖像可以看出乙分子從a運(yùn)動(dòng)到c的過程中表現(xiàn)為引力且在靠近,所以分子力做正功,所以系統(tǒng)的分子勢(shì)能減小,故C對(duì);
DE.乙分子從a運(yùn)動(dòng)到d的過程中分子力先表現(xiàn)為引力,后表現(xiàn)為斥力,即分子力先做正功夠做負(fù)功,所以系統(tǒng)的分子勢(shì)能先減小后增大,且在c點(diǎn)分子勢(shì)能達(dá)到了最小值,故D錯(cuò);E對(duì)
故選BCE
27.關(guān)于物體的內(nèi)能,下列說法正確的是___________
A.物體內(nèi)部所有分子動(dòng)能的總和叫做物體的內(nèi)能
B.橡皮筋被拉伸時(shí),分子間勢(shì)能增加
C.通電時(shí)電阻發(fā)熱,它的內(nèi)能增加是通過“熱傳遞”方式實(shí)現(xiàn)的
D.一定質(zhì)量的0C的冰融化為0C的水時(shí),分子勢(shì)能增加
E. 一定質(zhì)量的理想氣體放出熱量,它的內(nèi)能可能增加
【答案】 BDE
【解析】
【詳解】
物體內(nèi)部所有分子動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和叫做物體的內(nèi)能,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;橡皮筋被拉伸時(shí),分子力做負(fù)功,分子間勢(shì)能增加,選項(xiàng)B正確;通電時(shí)電阻發(fā)熱,它的內(nèi)能增加是通過電流做功的方式實(shí)現(xiàn)的,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;一定質(zhì)量的0C的冰融化為0C的水時(shí),要吸收熱量,因分子平均動(dòng)能不變,則分子勢(shì)能增加,選項(xiàng)D正確;一定質(zhì)量的理想氣體放出熱量,若外界對(duì)氣體做的功大于放出的熱量,則它的內(nèi)能增加,選項(xiàng)E正確;故選BDE.
28.下列說法正確的是
A.飽和汽壓與溫度有關(guān),且隨著溫度的升高而增大
B.當(dāng)人們感到濕時(shí),空氣的絕對(duì)濕度一定較大
C.一定質(zhì)量的理想氣體壓強(qiáng)不變時(shí),氣體分子單位時(shí)間內(nèi)對(duì)器壁單位面積的平均碰撞次數(shù)隨著溫度升高而減少
D.單晶體和多晶體都有確定的熔點(diǎn),非晶體沒有確定的熔點(diǎn)
E. 當(dāng)分子間距離增大時(shí),分子間的引力減小,斥力增大
【答案】 ACD
【解析】
【詳解】
A:飽和汽壓與溫度有關(guān),且隨著溫度的升高而增大。故A項(xiàng)正確。
B:當(dāng)人們感到濕時(shí),空氣的相對(duì)濕度一定較大,空氣的絕對(duì)濕度不一定大。故B項(xiàng)錯(cuò)誤。
C:一定質(zhì)量的理想氣體壓強(qiáng)不變,氣體分子單位時(shí)間內(nèi)對(duì)器壁單位面積的作用力不變;溫度升高時(shí),分子平均動(dòng)能增大,平均下來單個(gè)分子對(duì)器壁的作用力變大;則一定質(zhì)量的理想氣體壓強(qiáng)不變時(shí),氣體分子單位時(shí)間內(nèi)對(duì)器壁單位面積的平均碰撞次數(shù)隨著溫度升高而減少。故C項(xiàng)正確。
D:?jiǎn)尉w和多晶體都有確定的熔點(diǎn),非晶體沒有確定的熔點(diǎn)。故D項(xiàng)正確。
E:當(dāng)分子間距離增大時(shí),分子間的引力和斥力都減小。故E項(xiàng)錯(cuò)誤。
29.下列說法中正確的是_______
A.分子間距離增大時(shí),分子間的引力和斥力都減小
B.布朗運(yùn)動(dòng)反映了氣體或液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)
C.食鹽晶體中的鈉、氯離子按一定規(guī)律分布,具有空間上的周期性
D.做功和熱傳遞在改變系統(tǒng)內(nèi)能方面是不等價(jià)的
E. 第二類永動(dòng)機(jī)不違背能量守恒定律,因此是可能制成的
【答案】 ABC
【解析】
【詳解】
根據(jù)分子力的特點(diǎn)可知,分子間距離增大時(shí),分子間的引力和斥力都減小。故A正確;布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體或氣體表面的固體顆粒的運(yùn)動(dòng),反映了氣體或液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)B正確;食鹽晶體中的鈉、氯離子按一定規(guī)律分布,具有空間上的周期性,選項(xiàng)C正確;做功和熱傳遞在改變系統(tǒng)內(nèi)能方面是等價(jià)的,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;第二類永動(dòng)機(jī)不違背能量守恒定律,但是違背熱力學(xué)第二定律,因此是不可能制成的,選項(xiàng)E錯(cuò)誤;故選ABC.
30.下列說法正確的是( ?。?
A.水的溫度越高,懸浮在水中的花粉的布朗運(yùn)動(dòng)越顯著
B.第二類永動(dòng)機(jī)違背了能量守恒定律
C.飽和汽的體積越大,飽和氣壓越大
D.一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能隨溫度的升高而增大
E. 分子間的引力和斥力均隨分子間距的增大而減小
【答案】 ADE
【解析】
【詳解】
根據(jù)布朗運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可知,水的溫度越高,懸浮在水中的花粉的布朗運(yùn)動(dòng)越顯著。故A正確;第二類永動(dòng)機(jī)是效率100%的機(jī)器,違背了熱力學(xué)第二定律,故B錯(cuò)誤;飽和氣壓僅僅與溫度以及飽和氣的種類有關(guān),與體積無關(guān);故C錯(cuò)誤;一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能僅僅與溫度有關(guān),隨溫度的升高而增大,故D正確;根據(jù)分子力的特點(diǎn)可知,分子間的引力和斥力均隨分子間距的增大而減小。故E正確;故選A DE。
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