四十一分子動(dòng)理論（40分鐘80分）

【基礎(chǔ)鞏固練】

1.（6分）“綠氫”是指利用可再生能源分解水得到的氫氣，其碳排放可以達(dá)到凈零,是純正的綠色

新能源。已知標(biāo)準(zhǔn)狀況下任何氣體的摩爾體積為22.4L/mol,氫氣摩爾質(zhì)量為2g/mol,阿伏加德

羅常數(shù)為6.02X1023mol-io合理選擇以上所給數(shù)據(jù),可求得1kg氫氣所含的分子數(shù)量為（）

A.3.01X1025個(gè)B.3.01X1026個(gè)

C.2.24X1025個(gè)D.2.24X1026個(gè)

2.（6分）（2023?南平模擬）福建南平茶文化久負(fù)盛名，“風(fēng)過武夷茶香遠(yuǎn)”“最是茶香沁人心”。人們

在泡大紅袍茶時(shí)茶香四溢，下列說法正確的是（）

A.茶香四溢是擴(kuò)散現(xiàn)象，說明分子間存在著相互作用力

B.茶香四溢是擴(kuò)散現(xiàn)象，泡茶的水溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，茶香越濃

C.茶香四溢是布朗運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，說明分子間存在著相互作用力

D.茶香四溢是布朗運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，說明分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)

3.（6分）把墨汁用水稀釋后取出一滴放在高倍顯微鏡下觀察，可以看到懸浮在液體中的小炭粒

在不同時(shí)刻的位置，每隔一定時(shí)間把炭粒的位置記錄下來,最后按時(shí)間先后順序把這些點(diǎn)進(jìn)行

連線，得到如圖所示的圖像,對于這一現(xiàn)象，下列說法正確的是（）

A.炭粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，說明碳分子運(yùn)動(dòng)也是無規(guī)則的

B.越小的炭粒,受到分子的撞擊越少，作用力越小，炭粒的不平衡性表現(xiàn)得越不明顯

C.觀察炭粒運(yùn)動(dòng)時(shí),可能有水分子擴(kuò)散到載物片的玻璃中

D.將水的溫度降至零攝氏度，炭粒會(huì)停止運(yùn)動(dòng)

4.（6分）19世紀(jì)中葉，英國物理學(xué)家麥克斯韋創(chuàng)造性地運(yùn)用統(tǒng)計(jì)方法找到了氣體分子速率的分

布函數(shù)，從而確定了氣體分子速率分布的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。該分子速率分布函數(shù)穴切的圖像如圖所

示/（切為在速率v附近單位速率區(qū)間內(nèi)分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比。以下說法正確的是

A.曲線I對應(yīng)的溫度比曲線n對應(yīng)的溫度高

B.說明單個(gè)分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)具有一定的規(guī)律性

C.說明大多數(shù)分子的速率都在某個(gè)峰值附近

D.圖中曲線與橫軸圍成圖形的面積表示分子速率所有區(qū)間內(nèi)分子數(shù)之和

5.（6分）（多選）（2023?長沙模擬）PM2.5是指空氣中直徑小于或等于2.5微米的懸浮顆粒物，其飄

浮在空中做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，很難自然沉降到地面,被人體吸入后會(huì)進(jìn)入血液對人體造成危害，在靜

穩(wěn)空氣中，下列關(guān)于PM2.5的說法，正確的是（）

A.在其他條件相同時(shí)，溫度越高,PM2.5的運(yùn)動(dòng)越劇烈

B.PM2.5在空氣中的運(yùn)動(dòng)屬于分子熱運(yùn)動(dòng)

C.周圍大量分子對PM2.5碰撞的不平衡使其在空中做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)

D.減少工業(yè)污染的排放對減少“霧霾”天氣的出現(xiàn)沒有影響

6.（6分）（生產(chǎn)生活情境）（2023?南京模擬）霧霾天氣是一種大氣污染狀態(tài)，霾粒子的分布比較均勻,

而且霾粒子的尺度比較小，從0.001微米到10微米，平均直徑在1?2微米,肉眼看不到空中飄浮

的顆粒物。從物理學(xué)的角度認(rèn)識(shí)霧霾，下列說法正確的是（）

A.霧霾天氣中霾粒子的運(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng)

B.霾粒子的運(yùn)動(dòng)是分子的運(yùn)動(dòng)

C.霾粒子的擴(kuò)散形成霾

D.霾粒子的運(yùn)動(dòng)與溫度無關(guān)

【綜合應(yīng)用練】

7.（6分）（2024.沈陽模擬）如圖所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)。乙分子沿x軸運(yùn)動(dòng)，兩分子間的分

子勢能EP與兩分子間距離的變化關(guān)系如圖中曲線所示。圖中分子勢能的最小值為-瓦,若兩分

子所具有的總能量為0,下列說法正確的是（）

A.乙分子的運(yùn)動(dòng)范圍為x>xi

B.乙分子在Q點(diǎn)（x=xi）時(shí)，其動(dòng)能最大

C.乙分子在Q點(diǎn)（x=xi）時(shí),處于平衡狀態(tài)

DZ分子在P點(diǎn)（廣⑼時(shí)，加速度最大

8.（6分）（2023?上海靜安區(qū)模擬）一定質(zhì)量的乙醛液體全部蒸發(fā)，變?yōu)橥瑴囟鹊囊胰怏w,在這一

過程中（）

A.分子間作用力增大

B.分子引力、分子斥力均減小

C.分子平均動(dòng)能增大

D.分子勢能減小

9.（6分）（2023?北京通州區(qū)模擬）如圖所示是一種自熱火鍋，加熱時(shí)既不用火也不插電，主要利用

發(fā)熱包內(nèi)的物質(zhì)與水接觸,釋放出熱量。自熱火鍋的蓋子上有一個(gè)透氣孔，如果透氣孔堵塞，容

易造成爆炸，非常危險(xiǎn),下列說法中正確的是（）

A.自熱火鍋爆炸的瞬間，盒內(nèi)氣體的內(nèi)能增大

B.自熱火鍋爆炸的短時(shí)間內(nèi)，單位時(shí)間單位面積上分子撞擊容器壁的次數(shù)增多

C.爆炸短時(shí)間內(nèi)，溫度迅速降低，分子平均速率減小

D.能夠聞到自熱火鍋內(nèi)食物的香味是布朗運(yùn)動(dòng)

10.（6分）（2023?沈陽模擬）設(shè)甲分子在坐標(biāo)原點(diǎn)。處不動(dòng)，乙分子位于7?軸上，甲、乙兩分子間作

用力與分子間距離關(guān)系如圖中曲線所示F>0表現(xiàn)為斥力尸<0表現(xiàn)為引力。a、b、。為「軸上

三個(gè)特定的位置,現(xiàn)把乙分子從a處由靜止釋放（設(shè)無窮遠(yuǎn)處分子勢能為零），則（）

A.乙分子從a到c,分子力先減小后增大

B.乙分子運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)，動(dòng)能最大

C.乙分子從a到c,分子力先做正功后做負(fù)功

D.乙分子運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)，分子力和分子勢能都是零

11.（14分）（2023?焦作模擬）大氣層是地球最外部包圍著海洋和陸地的氣體圈層，可分為對流層、

平流層和高層大氣,厚度在1000千米以上，與液體中的壓強(qiáng)類似,地球表面的大氣壓可認(rèn)為是

對流層空氣受到地球的引力而產(chǎn)生的。地球可看作半徑氏=6400km的均質(zhì)球體，測得地球表

面的大氣壓/?o=l.OxlO5Pa,空氣的平均分子量為29,對流層空氣的平均密度2=0.9kg/nR已知阿

伏加德羅常數(shù)A^A=6.02X1023mol」,重力加速度大小g取10m/s2,求：

（1）對流層的厚度〃（保留兩位有效數(shù)字）;

（2）對流層空氣分子間的平均距離或保留一位有效數(shù)字）。

【情境創(chuàng)新練】

12.（6分）（多選）“天宮課堂”中，王亞平將分別擠有水球的兩塊板慢慢靠近,直到兩個(gè)水球融合在

一起，再把兩板慢慢拉開，水在兩塊板間形成了一座“水橋”，這一實(shí)驗(yàn)展示了水分子間存在作用

力。將一個(gè)分子P固定在。點(diǎn)，另一個(gè)分子。從A點(diǎn)由靜止釋放，兩分子之間的作用力與間距

關(guān)系的圖像如圖所示，則下列說法正確的是（）

A.分子。由A到C加速運(yùn)動(dòng)

B.分子Q在C點(diǎn)時(shí)分子勢能最大

C.分子。在C點(diǎn)時(shí)加速度大小為零

D.分子。由A點(diǎn)釋放后運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)左側(cè)的過程中,加速度先增大后減小再增大

解析版

1.（6分）“綠氫”是指利用可再生能源分解水得到的氫氣，其碳排放可以達(dá)到凈零,是純正的綠色

新能源。已知標(biāo)準(zhǔn)狀況下任何氣體的摩爾體積為22.4L/mol,氫氣摩爾質(zhì)量為2g/mol,阿伏加德

羅常數(shù)為6.02X1023molL合理選擇以上所給數(shù)據(jù),可求得1kg氫氣所含的分子數(shù)量為（）

A.3.01X1025個(gè)B.3.01X1026個(gè)

C.2.24X1025個(gè)D.2.24X1026個(gè)

【解析】選B。1kg氫氣物質(zhì)的量為〃=瑞*500mol,l依氫氣所含的分子數(shù)量為N=500

molx6.02xl023mo〃=3.01xl()26個(gè)，故選B。

2.（6分）（2023?南平模擬）福建南平茶文化久負(fù)盛名，“風(fēng)過武夷茶香遠(yuǎn)”“最是茶香沁人心”。人們

在泡大紅袍茶時(shí)茶香四溢，下列說法正確的是（）

A.茶香四溢是擴(kuò)散現(xiàn)象，說明分子間存在著相互作用力

B.茶香四溢是擴(kuò)散現(xiàn)象，泡茶的水溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，茶香越濃

C.茶香四溢是布朗運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，說明分子間存在著相互作用力

D.茶香四溢是布朗運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，說明分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)

【解析】選B。茶香四溢是擴(kuò)散現(xiàn)象,C、D錯(cuò)誤;茶香四溢是因?yàn)椴杷南阄斗肿硬煌５刈鰺o

規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，擴(kuò)散到空氣中,A錯(cuò)誤;物體溫度越高，分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈，所以茶水溫度越高,

分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，茶香越濃,B正確。

3.（6分）把墨汁用水稀釋后取出一滴放在高倍顯微鏡下觀察，可以看到懸浮在液體中的小炭粒

在不同時(shí)刻的位置，每隔一定時(shí)間把炭粒的位置記錄下來,最后按時(shí)間先后順序把這些點(diǎn)進(jìn)行

連線，得到如圖所示的圖像,對于這一現(xiàn)象，下列說法正確的是（）

A.炭粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，說明碳分子運(yùn)動(dòng)也是無規(guī)則的

B.越小的炭粒，受到分子的撞擊越少，作用力越小，炭粒的不平衡性表現(xiàn)得越不明顯

C.觀察炭粒運(yùn)動(dòng)時(shí),可能有水分子擴(kuò)散到載物片的玻璃中

D.將水的溫度降至零攝氏度，炭粒會(huì)停止運(yùn)動(dòng)

【解析】選C。圖中的折線是每隔一定的時(shí)間炭粒的位置的連線，是由于水分子撞擊做無規(guī)則

運(yùn)動(dòng)而形成的，說明水分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，不能說明碳分子運(yùn)動(dòng)也是無規(guī)則的,A錯(cuò)誤;炭粒越小,

在某一瞬間跟它相撞的水分子數(shù)越少，撞擊作用的不平衡性表現(xiàn)得越明顯,B錯(cuò)誤;擴(kuò)散可發(fā)生

在液體和固體之間，故觀察炭粒運(yùn)動(dòng)時(shí)，可能有水分子擴(kuò)散到載物片的玻璃中,c正確;將水的溫

度降低至零攝氏度，炭粒的運(yùn)動(dòng)會(huì)變慢，但不會(huì)停止,D錯(cuò)誤。

4.（6分）19世紀(jì)中葉，英國物理學(xué)家麥克斯韋創(chuàng)造性地運(yùn)用統(tǒng)計(jì)方法找到了氣體分子速率的分

布函數(shù)，從而確定了氣體分子速率分布的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。該分子速率分布函數(shù)/（切的圖像如圖所

示/（切為在速率v附近單位速率區(qū)間內(nèi)分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比。以下說法正確的是

（）

A.曲線I對應(yīng)的溫度比曲線II對應(yīng)的溫度高

B.說明單個(gè)分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)具有一定的規(guī)律性

C.說明大多數(shù)分子的速率都在某個(gè)峰值附近

D.圖中曲線與橫軸圍成圖形的面積表示分子速率所有區(qū)間內(nèi)分子數(shù)之和

【解析】選Co溫度越高,分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，速率大的分子比例越大，則曲線/對應(yīng)的溫度

比曲線〃對應(yīng)的溫度低，故A錯(cuò)誤;做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的大量分子的規(guī)律是用統(tǒng)計(jì)思想方法加以研

究得出的，說明大量分子的運(yùn)動(dòng)具有一定的規(guī)律性，故B錯(cuò)誤;氣體分子的速率各不相同,但大多

數(shù)分子的速率都在某個(gè)峰值附近，離這個(gè)數(shù)值越遠(yuǎn)，分子數(shù)越少，呈現(xiàn)出“中間多、兩頭少”的分布

特征，故C正確;曲線與橫軸圍成圖形的面積表示分子速率所有區(qū)間內(nèi)分子數(shù)的占比之和，故D

錯(cuò)誤。

5.（6分）（多選）（2023?長沙模擬）PM2.5是指空氣中直徑小于或等于2.5微米的懸浮顆粒物，其飄

浮在空中做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，很難自然沉降到地面,被人體吸入后會(huì)進(jìn)入血液對人體造成危害，在靜

穩(wěn)空氣中，下列關(guān)于PM2.5的說法，正確的是（）

A.在其他條件相同時(shí)，溫度越高,PM2.5的運(yùn)動(dòng)越劇烈

B.PM2.5在空氣中的運(yùn)動(dòng)屬于分子熱運(yùn)動(dòng)

C.周圍大量分子對PM2.5碰撞的不平衡使其在空中做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)

D.減少工業(yè)污染的排放對減少“霧霾”天氣的出現(xiàn)沒有影響

【解析】選A、C°PM2.5的運(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng)，不是分子的熱運(yùn)動(dòng)，是空氣分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)對PM2.5

微粒的撞擊不平衡造成的,B錯(cuò)誤,C正確;溫度越高，空氣分子無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)越劇烈，對PM2.5微

粒的撞擊不平衡越明顯,PM2.5的運(yùn)動(dòng)越劇烈,A正確;減少工業(yè)污染的排放可減少PM2.5的排

放，進(jìn)而減少“霧霾”天氣的出現(xiàn),D錯(cuò)誤。

6.（6分）（生產(chǎn)生活情境）（2023?南京模擬）霧霾天氣是一種大氣污染狀態(tài)，霾粒子的分布比較均勻,

而且霾粒子的尺度比較小，從0.001微米到10微米，平均直徑在1~2微米,肉眼看不到空中飄浮

的顆粒物。從物理學(xué)的角度認(rèn)識(shí)霧霾，下列說法正確的是（）

A.霧霾天氣中霾粒子的運(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng)

B.霾粒子的運(yùn)動(dòng)是分子的運(yùn)動(dòng)

C.霾粒子的擴(kuò)散形成霾

D.霾粒子的運(yùn)動(dòng)與溫度無關(guān)

【解析】選Ao霧霾天氣中霾粒子的運(yùn)動(dòng)是由氣體分子撞擊霾粒子的不平衡性而產(chǎn)生的布朗

運(yùn)動(dòng)，不是分子的運(yùn)動(dòng)，故A正確,B錯(cuò)誤;霾粒子的布朗運(yùn)動(dòng)形成霾，故C錯(cuò)誤;霾粒子的運(yùn)動(dòng)與

溫度有關(guān)，溫度越高,霾粒子的運(yùn)動(dòng)越劇烈，故D錯(cuò)誤。

【綜合應(yīng)用練】

7.（6分）（2024.沈陽模擬）如圖所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)。，乙分子沿x軸運(yùn)動(dòng)，兩分子間的分

子勢能EP與兩分子間距離的變化關(guān)系如圖中曲線所示。圖中分子勢能的最小值為-E。,若兩分

子所具有的總能量為0,下列說法正確的是（）

A.乙分子的運(yùn)動(dòng)范圍為x>xi

B.乙分子在Q點(diǎn)(x=xi)時(shí)，其動(dòng)能最大

C.乙分子在Q點(diǎn)(x=xi)時(shí),處于平衡狀態(tài)

DZ分子在P點(diǎn)(X=X2)時(shí)，加速度最大

【解析】選A。兩分子的能量包括分子勢能與分子的動(dòng)能，由于兩分子所具有的總能量為0,而

分子的動(dòng)能不可能為負(fù)值，可知在運(yùn)動(dòng)過程中，分子的勢能為0或者為負(fù)值，即乙分子的運(yùn)動(dòng)范

圍為它孫故A正確;乙分子在。點(diǎn)(x=xi)時(shí)，分子勢能為0,根據(jù)上述可知其動(dòng)能為0,故B錯(cuò)誤;

乙分子在P點(diǎn)時(shí)，分子勢能最小,則該位置為平衡位置，乙分子在Q點(diǎn)(x=xi)時(shí)，間距小于平衡位

置間距，分子力表現(xiàn)為斥力，故C錯(cuò)誤;乙分子在尸點(diǎn)時(shí)，分子勢能最小,則該位置為平衡位置，此

時(shí)分子的加速度為0,故D錯(cuò)誤。

8.(6分)(2023?上海靜安區(qū)模擬)一定質(zhì)量的乙醛液體全部蒸發(fā)，變?yōu)橥瑴囟鹊囊宜釟怏w,在這一

過程中()

A.分子間作用力增大

B.分子引力、分子斥力均減小

C.分子平均動(dòng)能增大

D.分子勢能減小

【解析】選Bo乙醛液體在蒸發(fā)過程中，分子間的距離變大，分子間的作用力先增大，后減小,A

錯(cuò)誤;乙醴液體在蒸發(fā)過程中，分子間的距離變大，分子引力和分子斥力都會(huì)減小,B正確;由于溫

度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，乙醴液體在蒸發(fā)變?yōu)橐胰怏w時(shí)，溫度不變,所以分子平均動(dòng)能不

變,C錯(cuò)誤;乙醛液體蒸發(fā)過程中，乙醛分子要克服分子間的引力做功，分子勢能增加,D錯(cuò)誤。

9.（6分）（2023?北京通州區(qū)模擬）如圖所示是一種自熱火鍋，加熱時(shí)既不用火也不插電，主要利用

發(fā)熱包內(nèi)的物質(zhì)與水接觸,釋放出熱量。自熱火鍋的蓋子上有一個(gè)透氣孔，如果透氣孔堵塞，容

易造成爆炸，非常危險(xiǎn),下列說法中正確的是（）

A.自熱火鍋爆炸的瞬間，盒內(nèi)氣體的內(nèi)能增大

B.自熱火鍋爆炸的短時(shí)間內(nèi)，單位時(shí)間單位面積上分子撞擊容器壁的次數(shù)增多

C.爆炸短時(shí)間內(nèi)，溫度迅速降低，分子平均速率減小

D.能夠聞到自熱火鍋內(nèi)食物的香味是布朗運(yùn)動(dòng)

【解析】選Co在自熱火鍋爆炸的瞬間，盒內(nèi)氣體對外做功，且來不及與外界進(jìn)行熱量交換，根

據(jù)熱力學(xué)第一定律可知盒內(nèi)氣體內(nèi)能減小，溫度降低，故A錯(cuò)誤;爆炸短時(shí)間內(nèi)，溫度迅速降低,

分子平均速率減小，氣體體積迅速膨脹，分子數(shù)密度減小，故單位時(shí)間單位面積上分子撞擊容器

壁的次數(shù)減少，故B錯(cuò)誤,C正確;能夠聞到自熱火鍋內(nèi)食物的香味是因?yàn)榉肿訜徇\(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的擴(kuò)

散現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。

10.（6分）（2023?沈陽模擬）設(shè)甲分子在坐標(biāo)原點(diǎn)。處不動(dòng)，乙分子位于「軸上，甲、乙兩分子間作

用力與分子間距離關(guān)系如圖中曲線所示f>0表現(xiàn)為斥力尸<0表現(xiàn)為引力。a、b、。為「軸上

三個(gè)特定的位置,現(xiàn)把乙分子從a處由靜止釋放（設(shè)無窮遠(yuǎn)處分子勢能為零），則（）

A.乙分子從a到分子力先減小后增大

B.乙分子運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)，動(dòng)能最大

C.乙分子從a到c,分子力先做正功后做負(fù)功

D.乙分子運(yùn)動(dòng)到。點(diǎn)時(shí)，分子力和分子勢能都是零

【解析】選Bo由圖可知，乙分子從a到。，分子力先增大后減小,A錯(cuò)誤;從a到c,分子間作用力

表現(xiàn)為引力，引力做正功，動(dòng)能一直增加,當(dāng)兩分子間距離小于。時(shí)，表現(xiàn)為斥力，斥力做負(fù)功，所

以乙分子運(yùn)動(dòng)到。點(diǎn)時(shí)，動(dòng)能最大,B正確;乙分子從a到c,分子力一直做正功,C錯(cuò)誤;乙分子運(yùn)

動(dòng)到。點(diǎn)時(shí)，分子力為零，但由于分子力一直做正功，所以分子勢能應(yīng)小于零,D錯(cuò)誤。

11.（14分）（2023?焦作模擬）大氣層是地球最外部包圍著海洋和陸地的氣體圈層，可分為對流層、

平流層和高層大氣,厚度在1000千米以上，與液體中的壓強(qiáng)類似,地球表面的大氣壓可認(rèn)為是

對流層空氣受到地球的引力而產(chǎn)生的。地球可看作半徑氏=6400km的均質(zhì)球體，測得地球表

面的大氣壓川=1.0x105Pa,空氣的平均分子量為29,對流層空氣的平均密度2=0.9kg/nR已知阿

伏加德羅常數(shù)M=6.02xl023mol」,重力加速度大小g取10m/s2,求：

（1）對流層的厚度〃（保留兩位有效數(shù)字）；

答案1x104m

【解析】⑴由于大氣壓與液體中的壓強(qiáng)類似，所以