高考物理选修33第七章分子动理论内能（含解析）

.@:第11页2019备战高考物理选修3-3第七章-内能〔含解析〕一、单项选择题1.只要知道以下哪一组物理量，就可以估算出气体分子间的平均间隔〔

〕A.

阿伏加德罗常数，该气体的摩尔质量和体积

B.

阿伏加德罗常数，该气体的摩尔质量和密度

C.

阿伏加德罗常数，该气体的质量和体积

D.

该气体的密度、摩尔质量和体积2.关于摄氏温度和热力学温度的换算正确的选项是〔

〕

①10℃等于283K

②升高10℃就是升高283K

③﹣10℃等于263K

④降低到﹣10℃就是降低到263K．A.

①②③

B.

①②④

C.

①③④

D.

②③④3.以下说法正确的选项是〔

〕A.

布朗运动就是分子的热运动

B.

气体温度升高，分子的平均动能一定减小

C.

物体体积增大时，分子间距增大，分子势能也增大

D.

热量可以从低温物体传递到高温物体4.如下图，甲分子固定于坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲、乙两分子间的作用力与两分子间间隔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，现将乙分子从a挪动到d的过程中，两分子间的分子力和分子势能同时都增大的阶段是〔

〕

A.

从a到b

B.

从b到c

C.

从b到d

D.

从c到d5.能直接反映分子平均动能大小的宏观物理量是〔

〕A.

物体的温度

B.

物体的体积

C.

物体的压强

D.

物体所含分子数6.甲和乙两个分子，设甲固定不动，乙从无穷远处〔此时分子间的分子力可忽略，取无穷远时它们的分子势能为0〕逐渐向甲靠近直到不能再靠近的过程中〔

〕A.

分子间的引力和斥力都在减小

B.

分子间作用力的合力一直增大

C.

分子间的力先做负功后做正功

D.

分子势能先减小后增大7.以下各事例中通过热传递改变物体内能的是

〔

〕A.

车床上车刀切削工件后发热

B.

擦火柴时火柴头温度升高

C.

用肥皂水淋车刀后车刀降温

D.

搓搓手就会觉得手发热8.以下说法中正确的选项是〔

〕A.

气体的压强仅由温度决定

B.

分子间的引力和斥力总是同时存在

C.

布朗运动是指液体分子的无规那么运动

D.

物体的内能仅由质量和温度决定9.关于气体热现象的微观意义，以下说法不正确的选项是〔

〕A.

物体温度升高，每个分子的动能都增大

B.

物体温度升高，分子的平均动能增大

C.

气体对容器的压强是大量气体分子对容器的碰撞引起的

D.

气体压强的大小与气体分子的平均动能及分子的密集程度有关10.一般物质分子非常小，分子质量也非常小。科学家采用摩尔为物质的量的单位，实现了微观物理量与宏观物理量间的换算。1摩尔的任何物质都含有一样的粒子数，这个数量为称阿伏伽德罗常数NA。通过以下条件可以得出阿伏伽德罗常数的是〔

〕A.

水的密度和水的摩尔质量

B.

水分子体积和水分子质量

C.

水的摩尔质量和水分子质量

D.

水分子体积和水的摩尔质量11.1个铀235吸收1个中子发生核反响时，大约放出196MeV的能量，那么235g纯铀235完全发生核反响放出的能量为〔NA为阿伏加德罗常数〕〔

〕A.

235NA×196MeV

B.

NA×196MeV

C.

235×196MeV

D.

×196MeV12.萘的熔点为80℃，80℃的液态萘分子与80℃的固态萘分子相比，具有〔

〕A.

相等的平均动能和相等的势能

B.

相等的平均动能和较多的势能

C.

较多的平均动能和平均势能

D.

较少的平均动能和平均势能二、填空题13.273℃=________K，气体温度从﹣10℃升高到20℃，假如用热力学温度表示，气体温度升高了________K．14.当质量为1kg、温度为0℃的水结成0℃的冰后，它的体积会变大．此过程中所有水分子的总动能________〔选填：“增大〞、“不变〞或“减少〞〕，所有水分子势能的总和________〔选填：“增大〞、“不变〞或“减少〞〕．15.某气体在T1、T2两种不同温度下的分子速率分布图象如下图，纵坐标f〔υ〕表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，横坐标υ表示分子的速率．可见，T1________T2〔选填“＞〞或“＜〞〕，温度升高，分子的平均速率________〔选填“增大〞或“减小〞〕．

16.天气预报说某地某日的最高气温是27℃，它是________开尔文？进展低温研究时，热力学温度是2.5K，它是________摄氏度？17.氮气的摩尔质量为M，在某状态下氮气的密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，在该状态下体积为V1的氮气分子数为________，该氮气变为液体后的体积为V2，那么一个氮分子的体积约为________．18.用分子动理论〔压强的微观形成〕解释一定质量的理想气体等容升温的过程中压强变化的原因________用分子动理论〔压强的微观形成〕解释一定质量的理想气体等温膨胀的过程中压强变化的原因________．19.两个分子相距为r0时，分子势能为零.当分子间隔由r0增大时，分子势能________；当分子间隔由r0减小时，分子势能________.20.气体的压强是由于组成气体的________向各个方向运动，撞击器壁而产生的；对此，我们可以通过小钢球自由落下不断撞击托盘后弹出，并使磅秤上有一持续示数的实验〔如图〕来进展________〔选填“观察〞“类比〞“分析〞或“综合〞〕．

21.水的摩尔质量为M=18g/mol，水的密度为103kg/m3，阿伏伽德罗常数为，那么V=1cm3的水中有________个水分子〔保存一位有效数字〕.三、解答题22.热力学温度的单位是？某人的体温为37℃，那么热力学温度表示是？23.如图〔a〕所示,在一个配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小团蘸了乙醚的棉花，把活塞迅速压下去，会看到什么现象？这个现象说明了空气被压缩时内能什么现象？如图〔b〕所示，当塞子从试管口喷出时，水蒸气的什么能转化为塞子的机械能？

〔a〕

〔b〕四、综合题24.如图，一端开口、另一端封闭的细长薄壁玻璃管程度放置，内有用水银柱封闭的体积为10mL的某种理想气体．外界大气压为1标准大气压，环境温度为27℃，阿伏伽德罗常数约为6×1023mol－1，标准状况下1mol该气体体积约为22.4L．求：

〔1〕当环境温度降为0℃时〔设大气压强不变〕气体的体积；〔2〕估算管中气体分子数目．〔结果保存两位有效数字〕25.地球到月球的平均间隔为384400km，金原子的直径为3.48×10－9m，金的摩尔质量为197g/mol。假设将金原子一个接一个地紧挨排列起来，筑成从地球通往月球的“分子大道〞，试问：〔1〕该“分子大道〞需要多少个原子？〔2〕这些原子的总质量为多少？26.利用油膜法可以粗略测出阿伏加德罗常数。把密度ρ＝0.8×103kg/m3的某种油，用滴管滴一滴在水面上形成油膜，这滴油的体积为V＝0.5×10－3cm3，形成的油膜面积为S＝0.7m2，油的摩尔质量M＝9×10－2kg/mol，假设把油膜看成单分子层，每个油分子看成球形，那么：〔1〕油分子的直径是多少？〔2〕由以上数据可粗略测出阿伏加德罗常数NA是多少？〔保存一位有效数字〕答案解析部分一、单项选择题1.【答案】B【考点】分子动理论【解析】【解答】知道该气体的摩尔质量和质量，可以得到摩尔数，不知道体积，故A错误；知道阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度，用摩尔质量除以摩尔密度可以得到摩尔体积，再除以阿伏加德罗常数得到每个分子平均占有的体积，用正方体模型得到边长，即为分子间距，故B正确；阿伏加德罗常数、该气体的质量和体积，可以得到密度，但不知道摩尔体积和摩尔质量，故C错误；该气体的密度、体积和摩尔质量，可以得到摩尔体积，但缺少阿伏加德罗常数，故D错误；

【分析】气体分子的体积〔气体分子所占据的空间〕看成球体，气体分子间的平均间隔等于球体的直径；求出分子体积即可以求出分子间的平均间隔2.【答案】C【考点】物体的内能【解析】【解答】热力学温度与摄氏温度的关系是T=t+273K，热力学温度的单位是开尔文，用K表示，10℃换算成热力学温度是T=〔10+273〕K=283K．热力学温度与摄氏温度的换算关系是：T=t+273K．根据此式得到△T=△t，所以温度每变化10°C，对应的热力学温度升高10K．故①正确，②错误；

﹣10℃换算为热力学温度T=273﹣10=263K；因此降低到﹣10℃就是降低到263K；故③④正确；

应选：C．

【分析】热力学温度r与摄氏温度c的换算关系是：T=t+273K．每一开与每一℃是一样的．3.【答案】D【考点】物体的内能【解析】【解答】A、布朗运动是悬浮微粒的运动，它间接反响了液体分子做无规那么运动，故A错误；

B、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．故B不正确；

C、分子势能随间隔增大先减小后增加，再减小，故两个分子的间距减小，分子间的势能可能减小，故C错误；

D、热量在一定的条件下，可以从低温物体传递到高温物体，例如电冰箱，故D正确；

应选：D．

【分析】布朗运动就是悬浮微粒的运动；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．正确应用热力学第一定律和热力学第二定律解答．4.【答案】D【考点】分子动理论【解析】【解答】解：A、乙分子由a到b一直受引力，分子力增大，分子力做正功，分子势能减小，故A错误；

B、从b到c分子力逐渐变小但仍为引力，分子力做正功，分子势能减小，故B错误；

C、从b到d分子力先减小后增大，分子力先是引力后是斥力，分子势能先减少后增大，故C错误；

D、从c到d分子力是斥力，增大，分子力做负功，分子势能增大，故D正确；

应选D

【分析】根据图象可以看出分子力的大小变化，在横轴下方的为引力，上方的为斥力，分子力做正功分子势能减小，分子力做负功分子势能增大．5.【答案】A【考点】物体的内能【解析】【解答】解：温度是分子平均动能的标志，温度高的物体分子平均动能大，这是统计规律，能直接反映分子平均动能大小的宏观物理量是物体的温度，故A正确，BCD错误．

应选：A．

【分析】温度在宏观上反映物体的冷热程度，理解温度是分子平均动能的标志的含义，是对大量分子而言的，对单个分子无意义6.【答案】D【考点】物体的内能【解析】【解答】A、分子间的引力和斥力都随分子之间间隔的减小而增大．故A错误；

B、开场时由于两分子之间的间隔大于r0，分子力表现为引力，并且随间隔的减小，先增大后减小；当分子间距小于r0，分子力为斥力，随分子间隔的减小而增大．故B错误；

C、D、开场时由于两分子之间的间隔大于r0，因此分子力为引力当互相靠近时分子力做正功，分子势能减少；当分子间距小于r0，分子力为斥力，互相靠近时，分子力做负功，分子势能增加，故C错误，D正确．

应选：D．

【分析】开场时由于两分子之间的间隔大于r0，因此分子力为引力当互相靠近时分子力做正功，当分子间距小于r0，分子力为斥力，互相靠近时，分子力做负功．7.【答案】C【考点】物体的内能【解析】【分析】车床上车刀切削工件后发热、擦火柴时火柴头温度升高、搓搓手就会觉得手发热都是通过做功改变内能的，ABD错；应选C

【点评】难度较小，改变内能的两种方式：做功和热传递8.【答案】B【考点】物体的内能【解析】【解答】A、气体的压强宏观上由温度和体积决定，故A错误；

B、分子间同时存在斥力和引力，故B正确；

C、布朗运动是悬浮微粒的运动，反映了液体分子的无规那么运动，故C错误；

D、内能是值所有分子动能和势能之和，温度决定物体的分子平均动能的大小，物体的分子动能还与物体的质量有关，体积决定物体的分子势能的大小，所以D错误；

应选：B．

【分析】气体的压强由温度和体积决定；分子间同时存在斥力和引力，布朗运动是悬浮微粒的运动，反映了液体分子的无规那么运动；物体的内能由物质的量、温度和体积共同决定．9.【答案】A【考点】物体的内能【解析】【解答】由于温度是分子平均动能的反映，故温度升高，分子的平均动能增大，但每个分子的动能却不一定都增大，也许个别的分子动能还减小，但整体的分子平均动能是增大的，所以A错误，B正确；

气体对容器的压强是大量气体分子对容器的碰撞引起的，C正确；气体压强的大小与气体分子的平均动能及分子的密集程度有关，D也正确。

【分析】由于温度是分子平均动能的反映，故温度升高，分子的平均动能增大，但每个分子的动能却不一定都增大，也许个别的分子动能还减小10.【答案】C【考点】分子动理论【解析】【解答】水的密度和水的摩尔质量,只能得到水的摩尔体积，选项A错误；水分子体积和水分子质量不能得出阿伏伽德罗常数，选项B错误；用水的摩尔质量除以水分子质量，可得阿伏伽德罗常数，选项C正确；水分子体积和水的摩尔质量，求阿伏伽德罗常数还缺少水的密度，应选项D错误；应选C.

【分析】明确阿伏伽德罗常数的含义以及有关阿伏伽德罗常数的运算，是解答此题的关键11.【答案】B【考点】分子动理论【解析】【解答】的摩尔质量为：，235g纯含有的原子个数为：，故放出的能量为：，B正确；

【分析】根据铀235的摩尔质量求出235g纯U235含有的原子个数，故求出放出的能量12.【答案】B【考点】物体的内能【解析】【分析】萘的熔化过程是在80℃时温度保持相当长时间不变化，此时它吸热只造成了萘的状态变化，这个温度就是熔点.温度不变意味着萘分子的平均动能没有发生变化，因为温度是分子平均动能的标志.而由于在这一过程中萘分子由固态向液态转化，萘的分子间间隔要加大.此时，萘晶体要从外界吸收热量来破坏晶体的分子排列规那么，所以吸热只是为了抑制分子间的引力做功，只增加了分子的势能.因此，80℃的液态萘分子与同温固态萘分子相比，有相等的平均动能和较多的分子势能。

故B正确。

【点评】温度是分子平均动能的标志，温度一样的物体分子平均动能必然一样，萘熔化过程中温度保持不变，吸收的热量全部用来增加分子的势能。二、填空题13.【答案】546；30【考点】物体的内能【解析】【解答】273℃=273+273K=546K，气体温度从﹣10℃升高到20℃，假如用热力学温度表示，气体温度升高20﹣〔﹣10〕=30K；

故答案为：546；30．

【分析】根据热力学温度与摄氏温度的关系分析答题．14.【答案】不变；减少【考点】物体的内能【解析】【解答】当质量为1kg、温度为0℃的水结成0℃的冰的过程中，温度保持不变，故分子平均动能不变，但结冰的过程要放热，所以内能减小，分子势能减小．

故答案为：不变，减少．

【分析】冰是晶体，在融化过程中，温度保持不变，但吸热，内能增大，体积增大，分子势能增大；而结冰的过程那么相反．15.【答案】＜；增大【考点】物体的内能【解析】【解答】气体的分子的运动的统计规律：中间多，两头少；

温度高，最可几速率向速度较大的方向挪动；

故T1＜T2；

温度升高，分子热运动的平均动能增加，故平均速率增加；

故答案为：＜，增大．

【分析】温度是分子热运动平均动能的标志；气体的分子的运动的统计规律：中间多，两头少；即大多数的分子的速率是比较接近的，但不是说速率大的和速率小的就没有了，也是同时存在的，但是分子的个数要少很多．16.【答案】300；﹣270.5【考点】物体的内能【解析】【解答】t=27℃，那么由T=t+273K得T=300KT=2.5K，那么t=T﹣273=〔2.5﹣273〕℃=﹣270.5℃

【分析】根据热力学温度与摄氏温度的关系T=t+273K求解即可．17.【答案】；【考点】分子动理论【解析】【解答】体积为V1的氮气的质量为ρV1，那么物质的量为，那么分子数为，该氮气变为液体后的体积为V2，那么一个氮分子的体积约为​。

【分析】物质的摩尔数等于物体的质量与摩尔质量的比值，物体的分子数等于摩尔数与阿伏加德罗常数的乘积18.【答案】气体体积不变，分子数密度不变，单位撞击器壁的分子数不变，气体温度升高，分子平均动能增大，分子撞击器壁的作用力变大，气体压强变大；；气体温度不变，分子平均动能不变，分子对器壁的撞击力不变，气体体积变大，分子数密度变小，单位时间内撞击器壁的分子数减少，气体压强变小．【考点】分子动理论【解析】【解答】一定质量的理想气体等容升温的过程中，气体体积不变，分子数密度不变，单位撞击器壁的分子数不变，气体温度升高，分子平均动能增大，分子撞击器壁的作用力变大，气体压强变大；一定质量的理想气体等温膨胀的过程中，气体温度不变，分子平均动能不变，分子对器壁的撞击力不变，气体体积变大，分子数密度变小，单位时间内撞击器壁的分子数减少，气体压强变小．故答案为：气体体积不变，分子数密度不变，单位撞击器壁的分子数不变，气体温度升高，分子平均动能增大，分子撞击器壁的作用力变大，气体压强变大；气体温度不变，分子平均动能不变，分子对器壁的撞击力不变，气体体积变大，分子数密度变小，单位时间内撞击器壁的分子数减少，气体压强变小．

【分析】气体压强由分子的平均动能与单位时间内撞击器壁的分子数决定，据此分析答题．19.【答案】增大；增大【考点】分子动理论，物体的内能【解析】【解答】当分子间隔由r0增大时，分子间表现为引力，要增大间隔需要抑制引力作功，所以分子势能增大，当分子间隔由r0减小时，分子间表现为斥力，要减小间隔需要抑制斥力做功，所以分子势能增大.【分析】此题考察了分子势能与分子间的间隔的关系20.【答案】分子；类比【考点】分子动理论【解析】【解答】气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力；

类比的思想，用台秤示数类比气体压力，是抽象问题形象化；

故答案为：分子，类比．

【分析】气体压强的产生：大量做无规那么热运动的分子对器壁频繁、持续地碰撞产生了气体的压强．单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的，但是大量分子频繁地碰撞器壁，就对器壁产生持续、均匀的压力．所以从分子动理论的观点来看，气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力．21.【答案】个【考点】分子动理论【解析】【解答】水的质量为

水分子的物质量

那么水分子个数为：〔个〕

【分析】以g/mol为单位时，分子量和