课时分层作业(一)
?题组一 分子热运动
1．下面所列举的现象中，不能说明分子在永不停息地运动着的是( )
A．将香水瓶盖打开后能闻到香味
B．汽车开过后，公路上尘土飞扬
C．洒在地上的水，过一段时间就干了
D．悬浮在水中的花粉颗粒做无规则的运动
2．(多选)扩散现象说明了( )
A．物质是由大量分子组成的
B．物质内部分子间存在着相互作用力
C．分子间存在着空隙
D．分子在做无规则的运动
3．对以下物理现象的正确分析是( )
①从射来的阳光中，可以看到空气中的微粒在上下飞舞
②上升的水蒸气的运动
③用显微镜观察悬浮在水中的小炭粒，小炭粒不停地做无规则运动
④向一杯清水中滴入几滴红墨水，红墨水向周围运动
A．②③属于布朗运动
B．①④属于扩散现象
C．只有③属于布朗运动
D．①②③属于布朗运动
4．(多选)把墨汁用水稀释后取出一滴放在显微镜下观察，如图所示，下列说法正确的是( )
A．在显微镜下既能看到水分子也能看到悬浮的小炭粒，且水分子不停地撞击炭粒
B．小炭粒在不停地做无规则运动，这就是所说的布朗运动
C．越小的炭粒，运动越明显
D．越大的炭粒，运动越明显
?题组二 分子间的作用力
5．(多选)下列现象可以说明分子间存在引力的是( )
A．打湿了的两张纸很难分开
B．磁铁吸引附近的小铁钉
C．用斧子劈柴，要用很大的力才能把柴劈开
D．用电焊把两块铁焊在一起
6．(多选)关于分子间的相互作用力，以下说法正确的是( )
A．当分子间距离r＝r0时，分子力为零，说明此时分子间既不存在引力，也不存在斥力
B．分子间既存在引力也存在斥力，分子力是它们的合力
C．分子力随分子间距离的变化而变化，当r>r0时，随着距离的增大，分子间的引力和斥力都增大，但引力比斥力增大得快，故分子力表现为引力
D．当分子间的距离r7.甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于r轴上，甲、乙两分子间作用力与分子间距离关系图像如图中曲线所示，F>0为斥力，F<0为引力。a、b、c、d为r轴上四个特定的位置，现把乙分子从a处由静止释放，则( )
A．乙分子从a到b过程中，两分子间无分子斥力
B．乙分子从a到c过程中，两分子间的分子引力先减小后增大
C．乙分子从a到c一直加速
D．乙分子从a到b加速，从b到c减速
?题组三 分子微观量的计算
8．(2020·北京东城区模拟)已知水的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA。若用m0表示一个水分子的质量，用V0表示一个水分子的体积，下列表达式正确的是( )
A．m0＝ B．m0＝
C．V0＝ D．V0＝
9．科学家可以运用无规则运动的规律来研究生物蛋白分子。资料显示，某种蛋白的摩尔质量为66 kg/mol，其分子可视为半径为3×10－9 m的球，已知阿伏加德罗常数为6.0×1023mol－1。请估算该蛋白的密度(计算结果保留一位有效数字)。
10．(多选)为了预防新型冠状病毒感染的肺炎，人们使用含75%酒精的免洗洗手液洗手，则下列说法正确的是( )
A．使用免洗洗手液洗手后，会闻到淡淡的酒味，这是酒精分子做布朗运动的结果
B．使用免洗洗手液洗手后，会闻到淡淡的酒味，与分子运动无关
C．使用免洗洗手液洗手后，会闻到淡淡的酒味，温度越高，酒味传开得越快
D．使用免洗洗手液洗手后，手部很快就干爽了，这是扩散现象
11. (多选)固态或液态微粒悬浮于气体介质中形成的胶体分散体系称为气溶胶，这些微粒可以附有微生物或生物大分子等生物物质，进而传播疾病。在通风不良的室内病毒的传播非常值得关注，以下说法正确的是( )
A．病毒是由不停运动的分子组成的
B．气溶胶颗粒的运动属于布朗运动
C．温度越低气溶胶颗粒活动越剧烈
D．倡导低碳生活，减少煤和石油等燃料的使用，对气溶胶的浓度没有影响
12．某种物质分子间作用力表达式f＝－，则该物质固体分子间的平均距离大约可表示为r0＝________。当f＞0时，表现分子间距离r________(选填“＞”“＝”或“＜”)r0。
13．钻石是制作首饰和高强度钻头、刻刀等工具的主要材料，它是一种由纯碳组成的矿物，也是自然界中最坚硬的物质之一，已知金刚石的密度ρ＝3.5×103 kg/m3，碳原子的摩尔质量为1.2×10－2 kg/mol，现有一块体积V＝2.0×10－6 m3的金刚石，阿伏加德罗常数为6.02×1023 mol－1。(计算结果保留两位有效数字)
(1)它含有多少个碳原子？
(2)假如金刚石中碳原子是紧密地堆在一起的，把金刚石中的碳原子看成球体，试估算碳原子的直径。
6课时分层作业(一)
?题组一 分子热运动
1．下面所列举的现象中，不能说明分子在永不停息地运动着的是( )
A．将香水瓶盖打开后能闻到香味
B．汽车开过后，公路上尘土飞扬
C．洒在地上的水，过一段时间就干了
D．悬浮在水中的花粉颗粒做无规则的运动
B [扩散现象和布朗运动都能说明分子在不停地做无规则运动。香水的扩散、水分子在空气中的扩散以及悬浮在水中花粉的运动都说明了分子是不断运动的；而尘土不是单个分子，是由若干分子组成的固体颗粒，所以尘土飞扬不是分子的运动。故选B。]
2．(多选)扩散现象说明了( )
A．物质是由大量分子组成的
B．物质内部分子间存在着相互作用力
C．分子间存在着空隙
D．分子在做无规则的运动
CD [扩散现象是一种物质的分子进入另一种物质内部的现象，说明了分子间存在着空隙，C正确；扩散现象不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是由物质分子的无规则运动产生的，D正确。]
3．对以下物理现象的正确分析是( )
①从射来的阳光中，可以看到空气中的微粒在上下飞舞
②上升的水蒸气的运动
③用显微镜观察悬浮在水中的小炭粒，小炭粒不停地做无规则运动
④向一杯清水中滴入几滴红墨水，红墨水向周围运动
A．②③属于布朗运动
B．①④属于扩散现象
C．只有③属于布朗运动
D．①②③属于布朗运动
C [扩散现象是两种不同的物质相互接触时而彼此进入对方的现象，④是扩散现象，而布朗运动是固体小颗粒的无规则运动，观察布朗运动，必须在高倍显微镜下，肉眼看到的不属于做布朗运动的颗粒，它做的运动也不是布朗运动，只有③是布朗运动，①②既不是扩散现象也不是布朗运动。故C正确。]
4．(多选)把墨汁用水稀释后取出一滴放在显微镜下观察，如图所示，下列说法正确的是( )
A．在显微镜下既能看到水分子也能看到悬浮的小炭粒，且水分子不停地撞击炭粒
B．小炭粒在不停地做无规则运动，这就是所说的布朗运动
C．越小的炭粒，运动越明显
D．越大的炭粒，运动越明显
BC [水分子在显微镜下是观察不到的，故A错误；根据布朗运动的含义可判断B、C正确，D错误。]
?题组二 分子间的作用力
5．(多选)下列现象可以说明分子间存在引力的是( )
A．打湿了的两张纸很难分开
B．磁铁吸引附近的小铁钉
C．用斧子劈柴，要用很大的力才能把柴劈开
D．用电焊把两块铁焊在一起
ACD [本题的关键是要理解分子间的引力必须是在分子间的距离小到一定程度时才能发生作用。纸被打湿后，水分子填充了两张纸之间的凹凸部分，使水分子与两张纸的分子距离接近到分子引力作用范围而发生作用，A正确；电焊也是使两块铁熔化后铁分子达到引力作用范围而发生作用，D正确；木柴是固体，其分子间距离很近，要使木柴分开就必须用很大的力来克服大量木柴分子的引力，这也说明分子间存在引力，C正确；磁铁对小铁钉的吸引力在较大距离内都可发生，这是磁场力的作用，B错误。]
6．(多选)关于分子间的相互作用力，以下说法正确的是( )
A．当分子间距离r＝r0时，分子力为零，说明此时分子间既不存在引力，也不存在斥力
B．分子间既存在引力也存在斥力，分子力是它们的合力
C．分子力随分子间距离的变化而变化，当r>r0时，随着距离的增大，分子间的引力和斥力都增大，但引力比斥力增大得快，故分子力表现为引力
D．当分子间的距离rBD [分子间距离为r0时，分子间的引力等于斥力，分子力为零，并不是分子间无引力和斥力，A错误；当r>r0时，随着间距的增大，分子间的引力和斥力都减小，但斥力比引力减小得快，故分子力表现为引力，C错误。]
7.甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于r轴上，甲、乙两分子间作用力与分子间距离关系图像如图中曲线所示，F>0为斥力，F<0为引力。a、b、c、d为r轴上四个特定的位置，现把乙分子从a处由静止释放，则( )
A．乙分子从a到b过程中，两分子间无分子斥力
B．乙分子从a到c过程中，两分子间的分子引力先减小后增大
C．乙分子从a到c一直加速
D．乙分子从a到b加速，从b到c减速
C [分子间的引力与斥力是同时存在的，从a到b过程中，引力大于斥力，整体表现为引力，A错；从图像中可知从a到c过程中，两分子间的引力先增大后减小，B错；从a到c过程中分子间表现为引力，所以一直加速运动，C对，D错。]
?题组三 分子微观量的计算
8．(2020·北京东城区模拟)已知水的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA。若用m0表示一个水分子的质量，用V0表示一个水分子的体积，下列表达式正确的是( )
A．m0＝ B．m0＝
C．V0＝ D．V0＝
A [一个分子的质量等于摩尔质量除以阿伏加德罗常数，则有m0＝，故A正确，B错误；由于水分子之间的空隙小，所以一个水分子的体积等于摩尔体积除以阿伏加德罗常数，则有V0＝，故C、D错误。]
9．科学家可以运用无规则运动的规律来研究生物蛋白分子。资料显示，某种蛋白的摩尔质量为66 kg/mol，其分子可视为半径为3×10－9 m的球，已知阿伏加德罗常数为6.0×1023mol－1。请估算该蛋白的密度(计算结果保留一位有效数字)。
[解析] 该蛋白的摩尔体积Vm＝πr3NA
由密度ρ＝，解得ρ＝
代入数据得ρ≈1×103 kg/m3。
[答案] 1×103 kg/m3
10．(多选)为了预防新型冠状病毒感染的肺炎，人们使用含75%酒精的免洗洗手液洗手，则下列说法正确的是( )
A．使用免洗洗手液洗手后，会闻到淡淡的酒味，这是酒精分子做布朗运动的结果
B．使用免洗洗手液洗手后，会闻到淡淡的酒味，与分子运动无关
C．使用免洗洗手液洗手后，会闻到淡淡的酒味，温度越高，酒味传开得越快
D．使用免洗洗手液洗手后，手部很快就干爽了，这是扩散现象
CD [使用免洗洗手液洗手后，会闻到淡淡的酒味，这是酒精分子扩散的结果，扩散现象的本质是分子的无规则运动，温度越高，分子的无规则运动越剧烈，扩散越快，则酒味传开得越快，故A、B错误，C正确；使用免洗洗手液洗手后，手部很快就干爽了，这是酒精扩散到空气中的结果，属于扩散现象，故D正确。]
11. (多选)固态或液态微粒悬浮于气体介质中形成的胶体分散体系称为气溶胶，这些微粒可以附有微生物或生物大分子等生物物质，进而传播疾病。在通风不良的室内病毒的传播非常值得关注，以下说法正确的是( )
A．病毒是由不停运动的分子组成的
B．气溶胶颗粒的运动属于布朗运动
C．温度越低气溶胶颗粒活动越剧烈
D．倡导低碳生活，减少煤和石油等燃料的使用，对气溶胶的浓度没有影响
AB [病毒是由不停运动的分子组成的，A正确；气溶胶颗粒是悬浮的固态或液态颗粒，所以其运动是布朗运动，B正确；温度越高，空气分子对颗粒的撞击越剧烈，则气溶胶颗粒的运动越剧烈，C错误；导致气溶胶增多的主要原因是环境污染，故应该提倡低碳生活，有效减小气溶胶颗粒在空气中的浓度，D错误。]
12．某种物质分子间作用力表达式f＝－，则该物质固体分子间的平均距离大约可表示为r0＝________。当f＞0时，表现分子间距离r________(选填“＞”“＝”或“＜”)r0。
[解析] 分子之间的作用力等于0时， eq \f(a,r)－ eq \f(b,r)＝0
eq \f(a,r)＝ eq \f(b,r)，所以 eq \f(r,r)＝，解得r0＝
当f＞0时，f＝－，f＞0，解得＜，所以r＜r0。
[答案] ＜
13．钻石是制作首饰和高强度钻头、刻刀等工具的主要材料，它是一种由纯碳组成的矿物，也是自然界中最坚硬的物质之一，已知金刚石的密度ρ＝3.5×103 kg/m3，碳原子的摩尔质量为1.2×10－2 kg/mol，现有一块体积V＝2.0×10－6 m3的金刚石，阿伏加德罗常数为6.02×1023 mol－1。(计算结果保留两位有效数字)
(1)它含有多少个碳原子？
(2)假如金刚石中碳原子是紧密地堆在一起的，把金刚石中的碳原子看成球体，试估算碳原子的直径。
[解析] (1)金刚石的质量
m＝ρV＝3 500×2.0×10－6 kg＝7.0×10－3 kg
碳的物质的量
n＝＝ mol≈0.583 mol
金刚石所含碳原子数
N＝n·NA＝0.583×6.02×1023个＝3.5×1023个。
(2)一个碳原子的体积
V0＝＝≈5.7×10－30 m3
把金刚石中的碳原子看成球体，则由公式V0＝d3可得碳原子直径为d＝＝ m≈2.2×10－10 m。
[答案] (1)3.5×1023个 (2)2.2×10－10 m
6课时分层作业(二)
?题组一 气体分子运动的特点
1．(多选)在研究热现象时，我们可以采用统计方法，这是因为( )
A．每个分子的运动速率随温度的变化是有规律的
B．个别分子的运动不具有规律性
C．在一定温度下，大量分子的速率分布是确定的
D．在一定温度下，大量分子的速率分布随时间而变化
2．(多选)气体能够充满密闭容器，说明气体分子除相互碰撞的短暂时间外( )
A．气体分子可以做布朗运动
B．气体分子可以自由运动
C．气体分子间的相互作用力十分微弱
D．气体分子沿各个方向运动的机会(概率)相等
3．教室内的气温会受到室外气温的影响，如果教室内上午10时的温度为15 ℃，下午2时的温度为25 ℃，假设大气压强无变化，则下午2时与上午10时相比较，关于房间内的空气，下列说法正确的是( )
A．空气分子数密度增大
B．空气分子的平均速率增大
C．空气分子的速率都增大
D．空气质量增大
?题组二 气体分子运动的速率分布
4．在一定温度下，某种气体的分子速率分布应该是( )
A．每个气体分子速率都相等
B．每个气体分子速率一般都不相等，速率很大和速率很小的分子数目很少
C．每个气体分子速率一般都不相等，但在不同速率范围内，分子数的分布是均匀的
D．每个气体分子速率一般都不相等，速率很大和速率很小的分子数目很多
5．某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，图中f(v)表示v处单位速率区间内的分子数百分率，所对应的温度分别为TⅠ、TⅡ、TⅢ，则( )
A．TⅠ>TⅡ>TⅢ
B．TⅢ>TⅡ>TⅠ
C．TⅡ>TⅠ，TⅡ>TⅢ
D．TⅠ＝TⅡ＝TⅢ
?题组三 气体压强的微观解释
6．下列关于气体压强的说法正确的是( )
A．气体压强是由于气体受到重力而产生的
B．失重情况下气体对器壁不会产生压强
C．气体对容器底的压强比侧壁压强大
D．气体的压强是由于气体分子不断地碰撞器壁而产生的
7．(2022·湖南邵东一中高二下月考)下面关于气体压强的说法正确的是( )
①气体对器壁产生的压强是由于大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的
②气体对器壁产生的压强等于作用在器壁单位面积上的平均作用力
③从微观角度看，气体压强的大小跟气体分子的平均速率和分子密集程度有关
④若容器中气体分子的密度大，在单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数就多，平均作用力也会较大
A．只有①③对 B．只有②④对
C．只有①②③对 D．①②③④都对
8．如图所示，两个完全相同的圆柱形容器，容器甲中恰好装满水，容器乙密闭，其中充满空气，则下列说法正确的是( )
甲 乙
A．两容器中的压强都是由于分子撞击器壁而产生的
B．两容器中的压强都是由于所装物质的重力而产生的
C．甲容器中pA>pB，乙容器中pC＝pD
D．如果温度略有升高，pA，pB变大，pC，pD也要变大
9．中央电视台在《科技之光》栏目中曾播放过这样一个节目，把液氮倒入饮料瓶中，马上盖上盖子并拧紧，人立即离开现场。一会儿饮料瓶就爆炸了。你能解释一下原因吗？
10．(多选)氧气分子在0 ℃和100 ℃温度下单位速率区间的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。下列说法正确的是( )
A．图中两条曲线下面积相等
B．图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形
C．图中实线对应于氧气分子在100 ℃时的情形
D．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目
11．(多选)下列说法正确的是( )
A．在完全失重的情况下，液体对容器的压强不为零
B．气体的压强主要是大量气体分子频繁地碰撞容器壁而产生的
C．一定质量的气体，若体积不变，当分子热运动变得剧烈时，压强一定变大
D．一定质量的气体在压强不变而体积增大时，单位时间碰撞单位面积容器的分子数一定减少
12．生命茁壮成长的地球，有水行星之称。液态水覆盖地球表面的三分之二，重量约15×1017 t，地球表面最高气温为60 ℃，地球的第一宇宙速度为7.9 km/s。月球的半径为1 738 km，月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的，月球在阳光照射下的温度可以达到127 ℃，而此时水蒸气分子的平均速率达2 000 m/s，试问：
(1)随着温度的升高，水分子的平均速率怎样变化？
(2)为什么地球表面含有水？
13．为估算池中睡莲叶面承受雨滴撞击产生的平均压强，小明在雨天将一圆柱形水杯置于露台，测得1小时内杯中水面上升了45 mm。查询得知，当时雨滴竖直下落速度约为12 m/s。据此估算该压强约为多少(设雨滴撞击睡莲后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为1×103 kg/m3)
5课时分层作业(二)
?题组一 气体分子运动的特点
1．(多选)在研究热现象时，我们可以采用统计方法，这是因为( )
A．每个分子的运动速率随温度的变化是有规律的
B．个别分子的运动不具有规律性
C．在一定温度下，大量分子的速率分布是确定的
D．在一定温度下，大量分子的速率分布随时间而变化
BC [在研究热现象时，单个分子的运动具有无规则的特征，但大量的分子运动却满足统计规律，且速率分布仅与温度有关，故选项B、C正确。]
2．(多选)气体能够充满密闭容器，说明气体分子除相互碰撞的短暂时间外( )
A．气体分子可以做布朗运动
B．气体分子可以自由运动
C．气体分子间的相互作用力十分微弱
D．气体分子沿各个方向运动的机会(概率)相等
BCD [布朗运动是指悬浮颗粒因受分子作用力不平衡而做无规则的运动，选项A错误；气体分子不停地做无规则热运动，其分子间的距离大于10r0，因此气体分子间除相互碰撞的短暂时间外，相互作用力十分微弱，分子的运动是相对自由的，可以充满所能达到的整个空间，所以气体分子沿各个方向运动的机会相等，故选项B、C、D正确。]
3．教室内的气温会受到室外气温的影响，如果教室内上午10时的温度为15 ℃，下午2时的温度为25 ℃，假设大气压强无变化，则下午2时与上午10时相比较，关于房间内的空气，下列说法正确的是( )
A．空气分子数密度增大
B．空气分子的平均速率增大
C．空气分子的速率都增大
D．空气质量增大
B [温度升高，气体分子的平均速率增大，平均每个分子对器壁的冲力将变大，但气压并未改变，可见单位体积内的分子数密度一定减小，故A、D错误，B正确；温度升高，并不是所有空气分子的速率都增大，C错误。]
?题组二 气体分子运动的速率分布
4．在一定温度下，某种气体的分子速率分布应该是( )
A．每个气体分子速率都相等
B．每个气体分子速率一般都不相等，速率很大和速率很小的分子数目很少
C．每个气体分子速率一般都不相等，但在不同速率范围内，分子数的分布是均匀的
D．每个气体分子速率一般都不相等，速率很大和速率很小的分子数目很多
B [气体分子做无规则运动，速率大小一般不相同，但大量分子的速率遵循一定的分布规律。气体的大多数分子速率在某个数值附近，离这个数值越近，分子数目越多，离这个数值越远，分子数目越少，呈现出“中间多、两头少”的分布规律，故速率很大和速率很小的分子数目很少，故正确选项为B。]
5．某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，图中f(v)表示v处单位速率区间内的分子数百分率，所对应的温度分别为TⅠ、TⅡ、TⅢ，则( )
A．TⅠ>TⅡ>TⅢ
B．TⅢ>TⅡ>TⅠ
C．TⅡ>TⅠ，TⅡ>TⅢ
D．TⅠ＝TⅡ＝TⅢ
B [由题图可知，曲线下的面积表示分子速率从0→∞区间内所有分子数的百分率之和，显然其值应等于1。当温度升高时，分子的速率普遍增大，所以曲线的“高峰”向右移动，曲线变宽，但由于曲线下总面积恒等于1，所以曲线的高度相应降低，曲线变得平缓，所以TⅢ>TⅡ>TⅠ，B正确。]
?题组三 气体压强的微观解释
6．下列关于气体压强的说法正确的是( )
A．气体压强是由于气体受到重力而产生的
B．失重情况下气体对器壁不会产生压强
C．气体对容器底的压强比侧壁压强大
D．气体的压强是由于气体分子不断地碰撞器壁而产生的
D [气体的压强是由于气体分子不断对容器壁碰撞而产生的，而不是由于气体本身的重力而产生的，故A错，D对；在失重情况下气体分子的热运动不会受到影响，对器壁的压强不会变化，故B错；气体的密度很小，重力的影响可以忽略不计，所以气体对器壁的压强各处都是相等的，故C错。]
7．(2022·湖南邵东一中高二下月考)下面关于气体压强的说法正确的是( )
①气体对器壁产生的压强是由于大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的
②气体对器壁产生的压强等于作用在器壁单位面积上的平均作用力
③从微观角度看，气体压强的大小跟气体分子的平均速率和分子密集程度有关
④若容器中气体分子的密度大，在单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数就多，平均作用力也会较大
A．只有①③对 B．只有②④对
C．只有①②③对 D．①②③④都对
D [气体压强的产生原理是：由于大量的气体分子频繁持续地碰撞器壁而对器壁产生了持续的压力，单位时间内作用在器壁单位面积上的平均作用力的大小在数值上等于气体压强。由此可知，从微观的角度看，气体分子的平均速率越大，单位体积内的气体分子数越多，在单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数就多，平均作用力也会大，气体对器壁的压强就越大，即气体压强的大小与气体分子的平均速率和分子的密集程度有关；综上所述，四个说法都正确。]
8．如图所示，两个完全相同的圆柱形容器，容器甲中恰好装满水，容器乙密闭，其中充满空气，则下列说法正确的是( )
甲 乙
A．两容器中的压强都是由于分子撞击器壁而产生的
B．两容器中的压强都是由于所装物质的重力而产生的
C．甲容器中pA>pB，乙容器中pC＝pD
D．如果温度略有升高，pA，pB变大，pC，pD也要变大
C [甲容器中压强产生的原因是液体受到重力的作用，而乙容器中压强产生的原因是分子撞击器壁，A、B错误；液体的压强p＝ρgh，hA>hB，可知pA>pB，而密闭容器中气体压强各处均相等，与位置无关，pC＝pD，C正确；温度略有升高时，pA、pB不变，而pC、pD增大，D错误。]
9．中央电视台在《科技之光》栏目中曾播放过这样一个节目，把液氮倒入饮料瓶中，马上盖上盖子并拧紧，人立即离开现场。一会儿饮料瓶就爆炸了。你能解释一下原因吗？
[解析] 饮料瓶内液氮吸热后变成氮气，分子运动加剧，氮气分子密度增大，温度持续升高，瓶内壁产生的压强逐渐增大，当瓶内外的压强差大于瓶子所承受限度时，饮料瓶发生爆炸。
[答案] 见解析
10．(多选)氧气分子在0 ℃和100 ℃温度下单位速率区间的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。下列说法正确的是( )
A．图中两条曲线下面积相等
B．图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形
C．图中实线对应于氧气分子在100 ℃时的情形
D．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目
ABC [面积表示总的氧气分子数的百分比之和，二者相等，A正确；温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大，虚线为氧气分子在0 ℃时的情形，分子平均动能较小，B正确；实线为氧气分子在100 ℃时的情形，C正确；曲线给出的是分子数占总分子数的百分比，D错误。]
11．(多选)下列说法正确的是( )
A．在完全失重的情况下，液体对容器的压强不为零
B．气体的压强主要是大量气体分子频繁地碰撞容器壁而产生的
C．一定质量的气体，若体积不变，当分子热运动变得剧烈时，压强一定变大
D．一定质量的气体在压强不变而体积增大时，单位时间碰撞单位面积容器的分子数一定减少
BCD [液体的压强是由于重力产生的，完全失重状态下，液体对器壁压力为零，故压强为零，故A错误；气体压强主要是大量气体分子不断对容器碰撞而产生的，在失重情况下气体分子的热运动不会受到影响，气体对容器的压强不会变化，故B正确；当气体体积不变，分子热运动变剧烈时，单位时间内撞击容器壁的分子数增加，对容器壁的撞击作用力增大，压强变大，故C正确；一定质量的气体，当体积增大时，分子数密度减小，要保持压强不变，分子的平均速率增大，分子每次碰撞器壁的作用力增大，则单位时间撞击单位面积容器壁的分子数一定减少，故D正确。]
12．生命茁壮成长的地球，有水行星之称。液态水覆盖地球表面的三分之二，重量约15×1017 t，地球表面最高气温为60 ℃，地球的第一宇宙速度为7.9 km/s。月球的半径为1 738 km，月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的，月球在阳光照射下的温度可以达到127 ℃，而此时水蒸气分子的平均速率达2 000 m/s，试问：
(1)随着温度的升高，水分子的平均速率怎样变化？
(2)为什么地球表面含有水？
[解析] (1)随着温度的升高，水分子热运动剧烈，水分子运动的平均速率增大。
(2)在地球表面温度低于60 ℃，而此时水蒸气分子的平均速率也小于2 000 m/s，地球的第一宇宙速度为7.9 km/s，因此地球表面绝大多数的水分子不可能脱离地球表面。
[答案] 见解析
13．为估算池中睡莲叶面承受雨滴撞击产生的平均压强，小明在雨天将一圆柱形水杯置于露台，测得1小时内杯中水面上升了45 mm。查询得知，当时雨滴竖直下落速度约为12 m/s。据此估算该压强约为多少(设雨滴撞击睡莲后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为1×103 kg/m3)
[解析] 设雨滴受到支持面的平均作用力为F。设在Δt时间内有质量为Δm的雨水的速度由v＝12 m/s减为零。以向上为正方向，对这部分雨水应用动量定理：
FΔt＝0－(－Δmv)＝Δmv
得到F＝v
设水杯横截面积为S，对水杯里的雨水，在Δt时间内水面上升Δh，则有Δm＝ρSΔh
F＝ρSv
压强p＝＝ρv＝1×103×12× Pa＝0.15 Pa。
[答案] 0.15 Pa
5课时分层作业(三)
?题组一 分子动能
1．(2022·山东平邑一中高二月考)一杯水含有大量的水分子，若杯中水的温度升高，则( )
A．水分子的平均动能增大
B．只有个别水分子动能增大
C．所有水分子的动能都增大
D．每个水分子的动能改变量均相同
2．下列说法正确的是( )
A．只要温度相同，任何物体分子的平均动能都相同
B．分子动能指的是由于分子定向移动具有的动能
C．同一物体中，每个分子的动能总是相同的
D．温度高的物体分子平均速率小于温度低的同种物质组成的物体分子平均速率
3．(多选)容器中盛有冰水混合物，冰的质量和水的质量相等且保持不变，则下列说法正确的是( )
A．冰的分子平均动能大于水的分子平均动能
B．水的分子平均动能大于冰的分子平均动能
C．冰和水的分子平均动能相等
D．水的内能大于冰的内能
?题组二 分子势能
4．(多选)下列关于分子力和分子势能的说法正确的是( )
A．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大
B．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小
C．当分子力表现为引力时，随分子间距离增大，分子力可能先增大后减小，分子势能增大
D．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大
5．如图所示四幅图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能Ep随分子间距离r变化关系的图线是( )
A B
C D
?题组三 内能
6．(多选)把一个物体竖直下抛，下列情况是在下落的过程中发生的是(不考虑空气阻力)( )
A．物体的动能增加，分子的平均动能也增加
B．物体的重力势能减少，分子势能却增加
C．物体的重力势能减少，分子的平均动能和分子势能都保持不变
D．物体的机械能保持不变
7．足球内充入2个标准大气压的气体，下列关于足球内能的说法正确的是( )
A．在草地上足球的速度减小，其内能也减小
B．足球的容积不变，内部气体的温度降低，则内部气体的内能将减小
C．当足球高度发生变化时，足球内气体的分子势能也会发生变化
D．在0 ℃的环境内，足球内气体没有内能
8．在体积、温度、质量、阿伏加德罗常数四个量中，与分子平均动能有关的量是__________；与分子势能直接有关的量是__________；与物体内能有关的量是__________；联系微观量和宏观量的桥梁是__________。
9．给一定质量的温度为0 ℃的水加热，在水的温度由0 ℃上升到4 ℃的过程中，水的体积随着温度的升高反而减小，我们称之为“反常膨胀”。某研究小组通过查阅资料知道：水分子之间存在着一种结合力，这种结合力可以形成多分子结构，在这种结构中，水分子之间也存在着相互作用的势能。在水“反常膨胀”的过程中，体积减小是由于水分子之间的结构发生了变化，但所有水分子间的总势能是增大的。关于这个问题，下列说法正确的是( )
A．水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功
B．水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功
C．水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功
D．水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功
10．(多选)夏天，如果将自行车内胎充气过足，又放在阳光下暴晒(暴晒过程中内胎容积几乎不变)，车胎极易爆裂。关于这一现象有以下描述，其中正确的是( )
A．车胎爆裂，是车胎内气体温度升高，气体分子间斥力急剧增大的结果
B．在车胎爆裂前的过程中，气体温度升高，标志着每一个气体分子的运动速率都增大了
C．在车胎爆裂的过程中，气体分子的势能增加
D．在车胎爆裂的瞬间，气体内能减少
11．如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示。F>0为斥力，F<0为引力。A、B、C、D为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从A处由静止释放，选项中四个图分别表示乙分子的速度、加速度、分子势能、分子动能与两分子间距离的关系。其中大致正确的是( )
A B
C D
12．(1)1 g 100 ℃的水和1 g 100 ℃的水蒸气相比较，下述说法是否正确？
①分子的平均动能和分子的总动能都相同；
②它们的内能相同。
(2)液体汽化时吸收的热量转化为哪种能量？
3课时分层作业(三)
?题组一 分子动能
1．(2022·山东平邑一中高二月考)一杯水含有大量的水分子，若杯中水的温度升高，则( )
A．水分子的平均动能增大
B．只有个别水分子动能增大
C．所有水分子的动能都增大
D．每个水分子的动能改变量均相同
A [水的温度升高，即其内部的水分子运动更剧烈，即水分子的平均动能变大，即其内能增加，这是统计规律，个别分子不适用。故A正确，B、C、D错误。]
2．下列说法正确的是( )
A．只要温度相同，任何物体分子的平均动能都相同
B．分子动能指的是由于分子定向移动具有的动能
C．同一物体中，每个分子的动能总是相同的
D．温度高的物体分子平均速率小于温度低的同种物质组成的物体分子平均速率
A [温度是分子平均动能的标志，温度相同，则物体分子的平均动能相同，故A正确；从微观上看，分子动能指的是由于分子做无规则的热运动具有的动能，故B错误；同一物体中，每个分子的速率不相同，其动能也不相同，故C错误；若组成物体的物质相同，温度高的物体分子平均速率大，故D错误。]
3．(多选)容器中盛有冰水混合物，冰的质量和水的质量相等且保持不变，则下列说法正确的是( )
A．冰的分子平均动能大于水的分子平均动能
B．水的分子平均动能大于冰的分子平均动能
C．冰和水的分子平均动能相等
D．水的内能大于冰的内能
CD [冰水混合物温度为0 ℃，冰、水温度相同，故二者分子平均动能相同，A、B错误，C正确；水的分子势能大于冰的分子势能，故等质量的冰、水内能相比较，水的内能大于冰的内能，D正确。]
?题组二 分子势能
4．(多选)下列关于分子力和分子势能的说法正确的是( )
A．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大
B．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小
C．当分子力表现为引力时，随分子间距离增大，分子力可能先增大后减小，分子势能增大
D．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大
CD [当分子力表现为引力时，分子间距离r>r0，随分子间距离的增大，分子力可能先增大后减小，也可能一直减小，分子势能增大，A、B错误，C正确；当分子力表现为斥力时，分子间距离r5．如图所示四幅图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能Ep随分子间距离r变化关系的图线是( )
A B
C D
B [当分子间距离r＝r0时，分子引力和分子斥力大小相等，分子间作用力为零，分子势能达到最小值；当r＜r0时，分子间作用力表现为斥力，若r增大，分子力做正功，分子势能减小；当r＞r0时，分子间作用力表现为引力，若r增大，分子力做负功，分子势能增大。故选B。]
?题组三 内能
6．(多选)把一个物体竖直下抛，下列情况是在下落的过程中发生的是(不考虑空气阻力)( )
A．物体的动能增加，分子的平均动能也增加
B．物体的重力势能减少，分子势能却增加
C．物体的重力势能减少，分子的平均动能和分子势能都保持不变
D．物体的机械能保持不变
CD [物体下落的过程，不考虑空气阻力，只有重力做功，机械能不变，D正确；物体下落过程中，物体的温度和体积也没有发生变化，所以分子热运动的平均动能和分子势能都保持不变，C正确，A、B错误。]
7．足球内充入2个标准大气压的气体，下列关于足球内能的说法正确的是( )
A．在草地上足球的速度减小，其内能也减小
B．足球的容积不变，内部气体的温度降低，则内部气体的内能将减小
C．当足球高度发生变化时，足球内气体的分子势能也会发生变化
D．在0 ℃的环境内，足球内气体没有内能
B [物体的内能与物体的机械运动无关，故A错误；当气体的体积不变而温度降低时，气体的分子势能不变，分子的平均动能减小，气体的内能减小，故B正确；分子势能与空间位置无关，故C错误；任何物体都有内能，故D错误。]
8．在体积、温度、质量、阿伏加德罗常数四个量中，与分子平均动能有关的量是__________；与分子势能直接有关的量是__________；与物体内能有关的量是__________；联系微观量和宏观量的桥梁是__________。
[解析] 温度是分子热运动平均动能的标志，所以与分子平均动能有关的量是温度；分子势能是由分子间的分子力和分子间的相对位置决定的能，宏观上与物体的体积有关，所以与分子势能直接有关的量是体积；内能是物体中所有分子的热运动的动能与分子势能的总和，宏观上由物体的体积、温度、物质的量所决定，所以与物体内能有关的量是体积、温度、质量；联系微观量和宏观量的桥梁是阿伏加德罗常数。
[答案] 温度 体积 体积、温度、质量 阿伏加德罗常数
9．给一定质量的温度为0 ℃的水加热，在水的温度由0 ℃上升到4 ℃的过程中，水的体积随着温度的升高反而减小，我们称之为“反常膨胀”。某研究小组通过查阅资料知道：水分子之间存在着一种结合力，这种结合力可以形成多分子结构，在这种结构中，水分子之间也存在着相互作用的势能。在水“反常膨胀”的过程中，体积减小是由于水分子之间的结构发生了变化，但所有水分子间的总势能是增大的。关于这个问题，下列说法正确的是( )
A．水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功
B．水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功
C．水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功
D．水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功
D [温度升高，分子平均动能增大。水由0 ℃上升到4 ℃时体积减小，这时水分子间的总势能增大，因此，吸收的热量一部分要克服分子间的结合力做功。故D正确。]
10．(多选)夏天，如果将自行车内胎充气过足，又放在阳光下暴晒(暴晒过程中内胎容积几乎不变)，车胎极易爆裂。关于这一现象有以下描述，其中正确的是( )
A．车胎爆裂，是车胎内气体温度升高，气体分子间斥力急剧增大的结果
B．在车胎爆裂前的过程中，气体温度升高，标志着每一个气体分子的运动速率都增大了
C．在车胎爆裂的过程中，气体分子的势能增加
D．在车胎爆裂的瞬间，气体内能减少
CD [在判断内能变化情况时，若不能直接从内能的决定因素进行判断，则可从做功与能量转化的关系进行判断。车胎爆裂是车胎内气体温度升高、压强增大造成的，分子间斥力与温度无必然联系，与分子间距离有关，A错误；气体温度升高，分子平均速率增大，对于其中个别分子，速率可能会减小，B错误；车胎爆裂的过程中，气体分子间距增大，由于气体分子之间的作用力为引力，故此过程中分子力做负功，分子势能增加，C正确；车胎爆裂的瞬间，气体要对外做功，根据做功与能量变化的关系可知，气体的内能减少，D正确。]
11．如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示。F>0为斥力，F<0为引力。A、B、C、D为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从A处由静止释放，选项中四个图分别表示乙分子的速度、加速度、分子势能、分子动能与两分子间距离的关系。其中大致正确的是( )
A B
C D
B [乙分子由A到C速度一直增大，故A错误；加速度与力的大小成正比，方向与力相同，故B正确；乙分子从A处由静止释放，分子势能不可能增大到正值，故C错误；分子动能不可能为负值，故D错误。]
12．(1)1 g 100 ℃的水和1 g 100 ℃的水蒸气相比较，下述说法是否正确？
①分子的平均动能和分子的总动能都相同；
②它们的内能相同。
(2)液体汽化时吸收的热量转化为哪种能量？
[解析] (1)①正确。1 g水与1 g水蒸气的分子数一样多，两者的温度都是100 ℃，因温度是分子平均动能的标志，故两者分子的平均动能和分子的总动能都相同。②不正确。水变为水蒸气时要吸收热量，吸收的热量转化为水蒸气的内能，因此1 g 100 ℃的水蒸气要比1 g 100 ℃的水的内能大。
(2)液体汽化时都要吸收一定的热量，吸收的热量并没有增大物体内分子的平均动能，而是使分子势能增大，从而使物体的内能增大。
[答案] (1)正确 不正确 (2)分子势能
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