【教育资料】备战高考物理选修第七章分子动理论内能(含解析)学习精品

教育资源2019备战高考物理选修3-3第七章-内能（含解析）一、单选题1.只要知道下列哪一组物理量，就可以估算出气体分子间的平均距离（）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是（）①10℃等于283K②升高10℃就是升高283K③﹣10℃等于263K④降低到﹣10℃就是降低到263K．A.①②③B.①②④C.①③④D.②③④3.下列说法正确的是（）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.如图所示，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，现将乙分子从a移动到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bB.从b到cC.从b到dD.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教育资源教育资源7.下列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.下列说法中正确的是（）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则运动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，下列说法不正确的是（）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相同的粒子数，这个数量为称阿伏伽德罗常数NA。通过下列条件可以得出阿伏伽德罗常数的是（）A.已知水的密度和水的摩尔质量B.已知水分子体积和水分子质量C.已知水的摩尔质量和水分子质量D.已知水分子体积和水的摩尔质量11.1个铀235吸收1个中子发生核反应时，大约放出196MeV的能量，则235g纯铀235完全发生核反应放出的能量为（NA为阿伏加德罗常数）（）A.235NA×196MeVB.NA×196MeVC.235×196MeVD.×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℃，如果用热力学温度表示，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T、T两种不同温度下的分子速率分布图象如图所示，纵坐标f（υ）表示各速12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，T________T（选12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？进行低温研究时，热教育资源教育资源力学温度是2.5K，它是________摄氏度？17.已知氮气的摩尔质量为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V的氮气分子数为________，该氮气变为液体后的体积为V，则一个12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r时，分子势能为零.当分子距离由r增大时，分子势能________；当分00子距离由r减小时，分子势能________.020.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）来进行________（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，则V=1cm3的水中有________个水分子（保留一位有效数字）.三、解答题22.热力学温度的单位是？某人的体温为37℃，则热力学温度表示是？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水平放置，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：教育资源教育资源（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．(结果保留两位有效数字)25.已知地球到月球的平均距离为384400km，金原子的直径为3.48×10－9m，金的摩尔质量为197g/mol。若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，已知这滴油的体积为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，若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？（保留一位有效数字）答案解析部分一、单选题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已知，可以得到密度，但不知道摩尔体积和摩尔质量，故C错误；已知该气体的密度、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，气体分子间的平均距离等于球体的直径；求出分子体积即可以求出分子间的平均距离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；故选：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℃是相同的．3.【答案】D教育资源教育资源【考点】物体的内能【解析】【解答】A、布朗运动是悬浮微粒的运动，它间接反应了液体分子做无规则运动，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、分子势能随距离增大先减小后增加，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；故选：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；故选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．故选：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距离的减小而增大．故A错误；B、开始时由于两分子之间的距离大于r，分子力表现为引力，并且随距离的减小，先增0大后减小；当分子间距小于r，分子力为斥力，随分子距离的减小而增大．故B错误；0C、D、开始时由于两分子之间的距离大于r，因此分子力为引力当相互靠近时分子力做0正功，分子势能减少；当分子间距小于r，分子力为斥力，相互靠近时，分子力做负功，0分子势能增加，故C错误，D正确．故选：D．【分析】开始时由于两分子之间的距离大于r，因此分子力为引力当相互靠近时分子力0教育资源教育资源做正功，当分子间距小于r，分子力为斥力，相互靠近时，分子力做负功．07.【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；故选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则运动，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；故选：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则运动；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】已知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；已知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；已知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，故选项D错误；故选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，是解答本题的关键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；教育资源教育资源【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，萘的分子间距离要加大.此时，萘晶体要从外界吸收热量来破坏晶体的分子排列规则，所以吸热只是为了克服分子间的引力做功，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，温度相同的物体分子平均动能必然相同，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℃，如果用热力学温度表示，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；而结冰的过程则相反．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移动；故T＜T；12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】物体的内能教育资源教育资源【解析】【解答】已知t=27℃，则由T=t+273K得T=300K已知T=2.5K，则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V的氮气的质量为ρV，则物质的量为，则分子数为11，该氮气变为液体后的体积为V，则一个氮分子的体积约为。2【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】当分子距离由r增大时，分子间表现为引力，要增大距离需要克服引力作0功，所以分子势能增大，当分子距离由r减小时，分子间表现为斥力，要减小距离需要克0服斥力做功，所以分子势能增大.【分析】本题考查了分子势能与分子间的距离的关系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；教育资源教育资源故答案为：分子，类比．【分析】气体压强的产生：大量做无规则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则水分子个数为：（个）【分析】以g/mol为单位时，分子量和摩尔质量在数值上相等；m=ρV，n=三、解答题22.【答案】解答：热力学温度的单位是开尔文，用K表示；热力学温度与摄氏温度的换算关系是：T=t+273K．根据此式得，37℃合热力学温度是T=（37+273）K=310K．故答案为：开尔文（K），310K【考点】物体的内能【解析】【分析】科学研究表明，宇宙中存在着温度的下限：﹣273℃，以这个下限为起点的温度叫做热力学温度，用T表示，单位是开尔文，符号是K；热力学温度r与摄氏温度c的换算关系是：T=t+273K．23.【答案】①当用力压活塞时，活塞压缩玻璃筒内的空气体积，对气体做功，空气的内能增加，温度升高，当达到乙醚着火点时，筒内棉花就会燃烧起来．②当加热试管时，试管内的水汽化成水蒸气，随着水蒸气的温度逐渐升高，内能增大，最后气体会对木塞做功，把木塞冲出，水蒸气的内能转化为机械能；【考点】物体的内能教育资源教育资源【解析】【分析】（1）解决此题要结合温度与内能的关系和做功可以改变物体的内能角度分析解答问题．（2）解决此题要知道做功可以改变物体的内能，当外界对物体做功时，物体的内能增大，当物体对外界做功时，物体的内能就会减小．四、综合题24.【答案】（1）由理想气体状态方程知：V/T＝V/T，解得：V＝9.1mL11222（2）n＝，代入数据得n＝2.4×1020【考点】分子动理论【解析】【分析】①在环境温度变为0℃时，气体的压强不变，分析变化前后的，体积和温度，列方程即可求解．②用标准状况下的气体的体积与摩尔体积的比值，乘阿伏伽德罗常数即可得气体分子的数目25.【答案】（1）（2）总质量为【考点】分子动理论【解析】【分析】（1）根据N=s/d求解分子数；（2）先根据m=M/N求解分子的质量，再根0A据m=m•N求解质量026.【答案】（1）油分子的直径（m）（2）油的摩尔体积为，每个油分子的体积为，阿伏伽德罗常数可表示为，联立以上各式得，代入数值计算得mol-1【考点】分子动理论【解析】【分析】（1）根据油膜法测分子直径的原理可求出油分子的直径．（2）根据油的摩尔质量和密度算出其摩尔体积，然后求出每个油分子的体积，即可正确解答本题教育资源