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专题14 分子动理论与统计观点第一部分名师综述综合分析近几年的高考物理试题发现，试题在考查主干知识的同时，注重考查必修中的基本概念和基本规律，更加注重：（1）建立宏观量和微观量的对应关系，如分子动能与温度相对应，分子势能与体积相对应，物体的内能与温度、体积、物质的量相对应等；（2）强化基本概念与基本规律的理解和记忆；（3）建立统计的观点；（1）考纲要求掌握分子动理论的基本内容.2.知道内能的概念.3.会分析分子力、分子势能随分子间距离的变化（2）命题规律高考热学命题的重点内容有：(1)分子动理论要点，分子力、分子大小、质量、数目估算；题型多为选择题和填空题，绝大多数选择题只要求定性分析，极少数填空题要求应用阿伏加德罗常数进行计算(或估算)。第二部分精选试题1下列说法正确的是_A当分子间距离增大时，分子间引力增大，分子间斥力减小B雨伞伞面上有许多细小的孔，却能遮雨，是因为水的表面张力作用C一定质量的100的水变成100的水蒸气，其分子之间的势能增加D对于一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热E. 某容器内封闭着一定质量的理想气体，若气体的压强不变，当温度升高时，单位时间内气体分子撞击容器壁的次数增多。【答案】 BCD【解析】【分析】随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小；液体存在表面张力；布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动，是液体分子无规则热运动的反映；液体的表面张力使液面具有收缩到液面表面积最小的趋势；气体压强的大小跟气体分子的平均动能和分子的密集程度有关.【详解】A、分子间的作用力随着分子间距增大，分子引力和斥力均减小；故A错误.B、雨伞伞面上有许多细小的孔却能遮雨，是因为水的表面层的分子间距较大，水分子间的力为引力，表现为张力作用；故B正确.C、一定质量的100的水变成100的水蒸气，需要吸热内能增大，但温度不变即分子平均动能不变，但分子之间的势能增加；故C正确.D、一定量的理想气体，如果压强不变，体积增大，根据理想气体的状态方程pV=nRT可知气体的温度一定升高，内能则一定增大，那么它一定从外界吸热，故D正确；E、气体压强的微观解释可知，压强取决于单位时间撞击容器壁单位面积的次数（体积）和分子的无规则运动程度即分子的平均动能（温度），所以体积增大，压强不变时，气体分子在单位时间撞击容器壁单位面积的次数一定减少，故E错误；故选BCD.【点睛】本题考查热力学多个知识，热学的重点是分子动理论、液体表面张力、分子力与分子势能等，要加强对基础知识的学习，力争不在简单题上失分.2下列说法正确的是_A熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性减小的方向进行B在绝热条件下压缩气体，气体的内能一定增加C人对空气干爽与潮湿的感受主要取决于空气的相对湿度D液体具有流动性是因为液体分子具有固定的平衡位置E. 当两分子间距离为r0时，分子力为0；当分子间距离小于r0时，分子间表现为斥力【答案】 BCE【解析】【详解】A项：自然界的宏观热过程都具有方向性，在任何一个自然过程中，一个孤立系统的总熵会不断增加，即一切自然过程总是向着分子热运动的无序性增大的方向进行，故A错误；B项：改变物体内能的两种方式是热传递和做功，在绝热条件下压缩气体，对气体做正功，气体与外界没有热交换，根据热力学第一定律知气体的内能一定增加，故B正确；C项：人对空气干爽与潮湿的感受不是取决于绝对湿度，而主要取决于空气的相对湿度，故C正确；D项：液体没有确定的形状且有流动性，是因为液体分子作用力较小，分子位置不固定，故D错误；E项：当两分子间距离为r0时，分子力为0，当分子间距离小于r0时，斥力和引力都存在，分子间表现为斥力作用，故E正确。故选：BCE。3分子力F、分子势能EP与分子间距离r的关系图线如甲乙两条曲线所示(取无穷远处分子势能EP=0).下列说法正确的是A乙图线为分子势能与分子间距离的关系图线B当r=r0时,分子势能为零C随着分子间距离的增大,分子力先减小后一直增大D分子间的斥力和引力大小都随分子间距离的增大而减小,但斥力减小得更快E. 在rr0阶段,分子力减小时,分子势能也一定减小【答案】 ADE【解析】【详解】A、B项：在rr0时，分子势能最小，但不为零，此时分子力为零，故A项正确，B项错误；C项：分子间作用力随分子间距离增大先减小，然后反向增大，最后又一直减小，C项错误；D项：分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力比引力变化得快，D项正确；E项：当rr0时，分子力表现为斥力，当分子力减小时，分子间距离增大，分子力做正功，分子势能减少，E项正确。故选：ADE。4以下有关热学内容的叙述，正确的是_A在两分子间距离增大的过程中，分子间的作用力一定减小B液晶既有液体的流动性，又有光学性质的各向异性C容器中的气体对器壁的压强是由于大量气体分子频繁撞击器壁面产生的D布朗运动反映了花粉小颗粒内部分子的无规则运动E. 即使没有漏气，没有摩擦的能量损失，内燃机也不可能把内能全部转化为机械能【答案】 BCE【解析】【详解】A、当分子间距大于平衡距离时，增大分子间距，分子力先增加后减小，当分子间距小于平衡距离时，增大分子间距，分子力减小，故A错误；B、液晶首先具有液体的流动性，在外界电场作用下，会呈现光学性质的各向异性，故B正确；C、容器中的气体对器壁的压强是由于大量气体分子频繁撞击器壁面产生的，故选项C正确；D、布朗运动是花粉小颗粒的无规则的运动，不是分子的运动，故D错误；E、根据热力学第二定律，热机的效率不可能达到100%，故即使没有漏气，没有摩擦的能量损失，内燃机也不可能把内能全部转化为机械能，故E正确。5一定质量的理想气体，由初始状态A开始，按图中箭头所示的方向进行了一系列状态变化，最后又回到初始状态A，即ABCA(其中BC与纵轴平行，CA与横轴平行)，这一过程称为一个循环。在这一循环中，对于该气体，下列说法正确的有_A从状态A变化到状态B，分子的平均动能增大B从状态B变化到状态C，气体的内能减小C从状态C变化到状态A，气体吸收热量D从状态B变化到状态C，分子的平均动能逐渐减小E. 从状态A变化到状态B，气体放出热量【答案】 ABD【解析】【详解】从状态A变化到状态B，气体的温度升高，则分子的平均动能增大，选项A正确；从状态B变化到状态C，气体的温度降低，因理想气体的内能只与温度有关，则内能减小，选项B正确；从状态C变化到状态A，气体温度减低，内能减小；体积减小，外界对气体做功，则气体放出热量，选项C错误；从状态B变化到状态C，气体的温度逐渐降低，则分子的平均动能逐渐减小，选项D正确；从状态A变化到状态B，气体温度升高，内能增大；气体体积变大，对外做功，则气体吸收热量，选项E错误；故选ABD.6有关热现象，下列说法正确的是（）A空气的绝对湿度大，相对湿度不一定大B荷叶上的小水珠呈球形，是表面张力使液面收缩的结果C布朗运动是指液体分子的无规则运动D用热针尖接触金属表面的石蜡，熔解区域呈圆形，这是非晶体各向同性的表现E. 一切自然过程总是向分子热运动的无序性增大的方向进行【答案】 ABE【解析】【详解】相对湿度是空气中水蒸气的压强与同温度下水蒸气的饱和汽压的比值，而绝对湿度是指空气中所含水蒸气的压强，绝对湿度大，相对湿度不一定大，故A正确；荷叶上的小水滴呈球形，这是表面张力使液面收缩的结果，故B正确；布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的永不停息地做无规则运动，不是分子运动，故C错误；热针尖接触金属表面的石蜡，熔解区域呈圆形，这是各向同性的表现，但金属是多晶体，所以这是多晶体各向同性的表现，故D错误；根据热力学第二定律，一切自然过程总是向分子热运动的无序性增大的方向进行，故E正确；故选ABE。7下列说法正确的是_A空气中大量PM2.5的运动也是分子热运动B温度相同的氧气和氢气，分子的平均动能相同C温度相同的氧气和氢气，氢气的内能一定大D气体等压压缩过程一定放出热量，且放出的热量大于内能的减少E. 晶体熔化过程分子势能增加【答案】 BDE【解析】【详解】A、PM2.5在空气中的运动是固体颗粒、是分子团的运动，不是分子的热运动，故A错误；B、温度是分子平均动能的标志，温度相同的氧气和氢气，分子的平均动能相同，故B正确；C、由于不考虑分子间作用力，氧气和氢气只有分子动能，当温度相同，它们的平均动能相同，但是分子个数不知道，故无法确定二者内能的大小关系，故选项C错误；D、根据理想气体状态方程PVT=C，等压压缩，则温度降低放出热量，内能减少，由于压缩过程中外界对气体做正功，则根据热力学第一定律可知，放出的热量大于内能的减少，故选项D正确；E、晶体熔化时要吸热而温度保持不变，则其分子平均动能不变，但吸热后内能增大，故说明晶体在熔化过程中分子势能增加了，故E正确。8关于下列五幅图中所涉及物理知识的论述中，正确的是_AA图中，由两分子间作用力随距离变化的关系图线可知，当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力均为零BB图中，由一定质量的氧气分子分别在不同温度下速率分布情况，可知温度T1T2CC图中，在固体薄片上涂上石蜡，用烧热的针接触其上一点，从石蜡熔化情况不能判定固体薄片为非晶体DD图中，小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用E. E图中，微粒运动（即布朗运动）就是物质分子的无规则热运动【答案】 BCD【解析】【分析】根据当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间引力和斥力相等，合力为零；布朗运动是悬浮微粒的无规则运动；温度高分子平均动能大，分子的速率较大，由此分析；【详解】A、A图中，由两分子间作用力随距离变化的关系图线可知，当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间引力和斥力相等，合力为零，故A错误；B、B图中，由图可知，温度为T2时，氧气分子的速率较大，分子平均动能大，温度高，即T10，Q0，根据热力学第一定律U=Q+W知，U0，说明气体的温度T升高，分子平均动能增大，又气体被压缩体积V减小，单位体积的分子数增加，所以气体压强一定增大，故D正确；E若一定质量的理想气体分子平均动能减小，说明温度降低，内能减小即U0，根据热力学第一定律U=Q+W知，Q0表示斥力，F0表示引力。则_A乙分子在a点时只受到甲分子的引力作用B乙分子在c点时受到的分子力为0C乙分子从a运动到c的过程中系统的分子势能减小D乙分子从a运动到d的过程中系统的分子势能一直减小E. 乙分子在c点时系统的分子势能最小【答案】 BCE【解析】【详解】A分子引力和分子斥力是同时存在的，故A错；B根据图像可知乙分子在c点时受到的分子力为0，故B对；C从图像可以看出乙分子从a运动到c的过程中表现为引力且在靠近，所以分子力做正功，所以系统的分子势能减小，故C对；DE乙分子从a运动到d的过程中分子力先表现为引力，后表现为斥力，即分子力先做正功够做负功，所以系统的分子势能先减小后增大，且在c点分子势能达到了最小值，故D错；E对故选BCE27关于物体的内能，下列说法正确的是_A物体内部所有分子动能的总和叫做物体的内能B橡皮筋被拉伸时，分子间势能增加C通电时电阻发热，它的内能增加是通过“热传递”方式实现的D一定质量的0C的冰融化为0C的水时，分子势能增加E. 一定质量的理想气体放出热量，它的内能可能增加【答案】 BDE【解析】【详解】物体内部所有分子动能和分子势能的总和叫做物体的内能，选项A错误；橡皮筋被拉伸时，分子力做负功，分子间势能增加，选项B正确；通电时电阻发热，它的内能增加是通过电流做功的方式实现的，选项C错误；一定质量的0C的冰融化为0C的水时，要吸收热量，因分子平均动能不变，则分子势能增加，选项D正确；一定质量的理想气体放出热量，若外界对气体做的功大于放出的热量，则它的内能增加，选项E正确；故选BDE.28下列说法正确的是A饱和汽压与温度有关，且随着温度的升高而增大B当人们感到湿时，空气的绝对湿度一定较大C一定质量的理想气体压强不变时，气体分子单位时间内对器壁单位面积的平均碰撞次数随着温度升高而减少D单晶体和多晶体都有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点E. 当分子间距离增大时，分子间的引力减小，斥力增大【答案】 ACD【解析】【详解】A：饱和汽压与温度有关，且随着温度的升高而增大。故A项正确。B：当人们感到湿时，空气的相对湿度一定较大，空气的绝对湿度不一定大。故B项错误。C：一定质量的理想气体压强不变，气体分子单位时间内对器壁单位面积的作用力不变；温度升高时，分子平均动能增大，平均下来单个分子对器壁的作用力变大；则一定质量的理想气体压强不变时，气体分子单位时间内对器壁单位面积的平均碰撞次数随着温度升高而减少。故C项正确。D：单晶体和多晶体都有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点。故D项正确。E：当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小。故E项错误。29下列说法中正确的是_A分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小B布朗运动反映了气体或液体分子的无规则运动C食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性D做功和热传递在改变系统内能方面是不等价的E. 第二类永动机不违背能量守恒定律，因此是可能制成的【答案】 ABC【解析】【详解】根据分子力的特点可知，分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小。故A正确；布朗运动是悬浮在液体或气体表面的固体颗粒的运动，反映了气体或液体分子的无规则运动，选项B正确；食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性，选项C正确；做功和热传递在改变系统内能方面是等价的，选项D错误；第二类永动机不违背能量守恒定律，但是违背热力学第二定律，因此是不可能制成的，选项E错误；故选ABC.30下列说法正确的是（）A水的温度越高，悬浮在水中的花粉的布朗运动越显著B第二类永动机违背了能量守恒定律C饱和汽的体积越大，饱和气压越大D一定质量的理想气体的内能随温度的升高而增大E. 分子间的引力和斥力均随分子间距的增大而减小【答案】 ADE【解析】【详解】根据布朗运动的特点可知，水的温度越高，悬浮在水中的花粉的布朗运动越显著。故A正确；第二类永动机是效率100%的机器，违背了热力学第二定律，故B错误；饱和气压仅仅与温度以及饱和气的种类有关，与体积无关；故C错误；一定质量的理想气体的内能仅仅与温度有关，随温度的升高而增大，故D正确；根据分子力的特点可知，分子间的引力和斥力均随分子间距的增大而减小。故E正确；故选A DE。
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