高考物理习题精选
分子动理论
内能 1 1
1．关于热力学定律，下列说法正确的是________。(填正确答案标号) A．气体吸热后温度一定升高 B．对气体做功可以改变其内能 C．理想气体等压膨胀过程一定放热 D．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体 E．如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡 2．一定量的理想气体从状态 a 开始，经历等温或等压过程 ab、bc、cd、da 回到原状态，其 p－T 图象如图所示，其中对角线 ac 的延长线过原点 O。下列判断正确的是________。(填正确答案标号)
A．气体在 a、c 两状态的体积相等 B．气体在状态 a 时的内能大于它在状态 c 时的内能 C．在过程 cd 中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功 D．在过程 da 中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功 E．在过程 bc 中外界对气体做的功等于在过程 da 中气体对外界做的功 3．关于气体的内能，下列说法正确的是________。(填正确答案标号) A．质量和温度都相同的气体，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．气体被压缩时，内能可能不变 D．一定量的某种理想气体的内能只与温度有关 E．一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加 4．下列说法正确的是________。(填正确答案标号) A．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体 B．固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质 C．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体 D．在合适的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体 E．在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变 5．关于扩散现象，下列说法正确的是________。(填正确答案标号) A．温度越高，扩散进行得越快 B．扩散现象是不同物质间的一种化学反应 C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的 D．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生 E．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的 6．下列说法正确的是________。(填正确答案标号) A．悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动 B．空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果 C．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
D．高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故 E．干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果 7．(多选)对于一定量的稀薄气体，下列说法正确的是(
) A．压强变大时，分子热运动必然变得剧烈 B．保持压强不变时，分子热运动可能变得剧烈 C．压强变大时，分子间的平均距离必然变小 D．压强变小时，分子间的平均距离可能变小 8．雾霾天气是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，是特定气候条件与人类活动相互作用的结果。雾霾中，各种悬浮颗粒物形状不规则，但可视为密度相同、直径不同的球体，并用 PM10、PM2.5 分别表示直径小于或等于 10 μm、2.5 μm 的颗粒物(PM 是颗粒物的英文缩写)。
某科研机构对北京地区的检测结果表明，在静稳的雾霾天气中，近地面高度百米的范围内，PM10 的浓度随高度的增加略有减小，大于 PM10 的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小，且两种浓度分布基本不随时间变化。
据此材料，以下叙述正确的是(
) A．PM10 表示直径小于或等于 1.0×10－ 6
m 的悬浮颗粒物 B．PM10 受到的空气分子作用力的合力始终大于其所受到的重力 C．PM10 和大悬浮颗粒物都在做布朗运动 D．PM2.5 的浓度随高度的增加逐渐增大 9．(多选)在高原地区烧水需要使用高压锅，水烧开后，锅内水面上方充满饱和汽，停止加热，高压锅在密封状态下缓慢冷却，在冷却过程中，锅内水蒸汽的变化情况为(
) A．压强变小
B．压强不变 C．一直是饱和汽
D．变为未饱和汽 10．(多选)如图为某实验器材的结构示意图，金属内筒和隔热外筒间封闭了一定体积的空气，内筒中有水，在水加热升温的过程中，被封闭的空气(
)
A．内能增大 B．压强增大 C．分子间引力和斥力都减小 D．所有分子运动速率都增大 11．(多选)墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀。关于该现象的分析正确的是(
) A．混合均匀主要是由于碳粒受重力作用
B．混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动 C．使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速 D．墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的 12．(多选)对下列几种固体物质的认识，正确的有(
) A．食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体 B．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体 C．天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则 D．石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同 13．下列有关分子动理论和物质结构的认识，其中正确的是(
) A．分子间距离减小时分子势能一定减小 B．温度越高，物体中分子无规则运动越剧烈 C．物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度无关 D．非晶体的物理性质各向同性而晶体的物理性质都是各向异性 14．下列说法中正确的是(
) A．物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大 B．物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大 C．物体温度降低，其内能一定增大 D．物体温度不变，其内能一定不变 15．重庆出租车常以天然气作为燃料。加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中，若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐内气体(可视为理想气体)(
) A．压强增大，内能减小 B．吸收热量，内能增大 C．压强减小，分子平均动能增大 D．对外做功，分子平均动能减小 16．已知地球大气层的厚度 h 远小于地球半径 R，空气平均摩尔质量为 M，阿伏加德罗常数为 N A ，地面大气压强为 p 0 ，重力加速度大小为 g。由此可估算得，地球大气层空气分子总数为________，空气分子之间的平均距离为________。
参考答案
1．BDE [气体内能的改变 ΔU＝Q＋W，故对气体做功可改变气体内能，B 选项正确；气体吸热为 Q，但不确定外界做功 W 的情况，故不能确定气体温度变化，A 选项错误；理想气体等压膨胀，W<0，由理想气体状态方程 pVT＝C，p 不变，V 增大，气体温度升高，内能增大，ΔU>0，由 ΔU＝Q＋W，知 Q>0，气体一定吸热，C 选项错误；由热力学第二定律，D 选项正确；根据平衡性质，E 选项正确。] 2．ABE [由理想气体状态方程 pVT＝C 得，p＝ CV T，由图象可知，V a ＝V c ，选项 A 正确；理想气体的内能只由温度决定，而 T a >T c ，故气体在状态 a 时的内能大于在状态 c 时的内能，选项 B 正确；由热力学第一定律 ΔU＝Q＋W 知，cd 过程温度不变，内能不变，则 Q＝－W，选项 C 错误；da 过程温度升高，即内能增大，则吸收的热量大于对外做的功，选项D错误；bc过程和da过程互逆，则做功相同，选项E正确。] 3．CDE [质量和温度都相同的气体，虽然分子平均动能相同，但是不同的气体，则其摩尔质量不同，即分子个数不同，所以分子总动能不一定相同，A错误；宏观运动和微观运动没有关系，所以宏观运动速度大，内能不一定大，B 错误；根据 pVT＝C 可知，如果等温压缩，则内能不变；等压膨胀，温度增大，内能一定增大，C、E 正确；理想气体的分子势能为零，所以理想气体的内能与分子平均动能有关，而分子平均动能和温度有关，D 正确。] 4．BCD [晶体有固定的熔点，并不会因为颗粒的大小而改变，即使敲碎为小颗粒，仍旧是晶体，选项 A错误；固体分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上光学性质不同，表现为晶体具有各向异性，选项B正确；同种元素构成的可能由于原子的排列方式不同而形成不同的晶体，如金刚石和石墨，选项C正确；晶体的分子排列结构如果遭到破坏就可能形成非晶体，反之亦然，选项 D 正确；熔化过程中，晶体要吸热，温度不变，但是内能增大，选项 E 错误。] 5．ACD [根据分子动理论，温度越高，扩散进行得越快，故 A 正确；扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，不是化学反应，故 C 正确、B 错误；扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，故 D 正确；液体中的扩散现象不是由于液体的对流形成的，是液体分子无规则运动产生的，故 E 错误。] 6．BCE [水中花粉的布朗运动，反映的是水分子的热运动规律，则 A项错误；正是表面张力使空中雨滴呈球形，则B项正确；液晶的光学性质是各向异性，液晶显示器正是利用了这种性质，C项正确；高原地区大气压较低，对应的水的沸点较低，D项错误；因为纱布中的水蒸发吸热，则同样环境下湿泡温度计显示的温度较低，E 项正确。] 7．BD [对一定量的稀薄气体，压强变大，温度不一定升高，因此分子热运动不一定变得剧烈，A 项错误；在保持压强不变时，如果气体体积变大则温度升高，分子热运动变得剧烈，选项 B 正确；在压强变大或变小时气体的体积可能变大，也可能变小或不变，因此选项 C 错，D 对。] 8．C [PM10 颗粒物的直径为 10×10－ 6
m＝1.0×10 － 5
m，A 项错；PM10 受到空气分子作用力的合力总是在不停地变化，并不一定始终大于重力，B 项错；PM10 和大量悬浮颗粒物受到空气分子不停地碰撞做无规则运动，即布朗运动，C 项正确；PM2.5 浓度在百米的高度内基本是均匀分布的，D 项错。] 9．AC [停止加热后，高压锅在密封状态下缓慢冷却，此过程中锅内水蒸汽仍是饱和汽，由 p－t 关系知，p 减小。故 A、C 项正确。] 10．AB [隔热外筒使封闭气体与外界无热量交换，因金属内筒导热，所以水温升高时，气体吸热，温度升高，分子平均动能增大，但不是每个分子运动速率都增大，D项错误；气体体积不变，分子间距离不变，分子势能不变，分子间引力和斥力均不变，C 项错误；分子平均动能增大，分子势能不变，所以封闭气体的内能增大，A 正确；根据查理定律 pT ＝C 得 p 增大，B 正确。] 11．BC [根据分子动理论的知识可知，混合均匀主要是由于水分子做无规则运动，使得碳粒无规则运动造成的布朗运动，由于布朗运动的剧烈程度与颗粒大小和温度有关，所以使用碳粒更小的墨汁，布朗运
动会更明显，则混合均匀的过程进行得更迅速，故选 B、C。] 12．AD [若物体是晶体，则在熔化过程中，温度保持不变，可见 A正确；烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形是由于云母片在不同方向上导热性能不同造成的，说明云母片是晶体，所以 B 错误；沿晶格的不同方向，原子排列的周期性和疏密程度不尽相同，由此导致晶体在不同方向的物理性质不同，这就是晶体的各向异性。选项 C 错误，D 正确。] 13．B [当分子间距离r＜r 0 时，r减小，分子势能增大，当r＞r 0 时，r减小，分子势能减小，故A错误；温度越高，物体中分子的平均动能越大，分子运动越剧烈，故 B 正确，温度越高，热运动速率大的分子数占总分子数的比例越大，故 C 错误；非晶体和多晶体具有各向同性的特点，单晶体具有各向异性的特点，故 D 错误。] 14．B [温度是物体分子平均动能的标志，温度升高则其分子平均动能增大，反之，则其分子平均动能减小，故 A 错误，B 正确；物体的内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和，宏观上取决于物体的温度、体积和质量，故 C、D 错误。] 15．B [储气罐中气体体积不变，气体不做功，当温度升高时，气体压强增大，气体内能增大，分子平均动能增大；由热力学第一定律可知，气体一定吸热，故选项 B 正确。] 16．解析 设大气层中气体的质量为 m，由大气压强产生，mg＝p 0 S，即：m＝ p 0 Sg 分子数 n＝ mN AM＝ p 0 SN AMg＝ 4πR2 p 0 N AMg，假设每个分子占据一个小立方体，各小立方体紧密排列，则小立方体边长即为空气分子平均间距，设为 a，大气层中气体总体积为 V，a＝3Vn ，而 V＝4πR2 h，所以 a＝3Mghp 0 N A 。
答案 4πR 2 p 0 N AMg 3Mghp 0 N A
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