高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第三册1.3 分子动理论 内能课时训练

【优选】第3节分子动理论内能-1同步练习

一．填空题

1．判断下列说法的正误。

（1）温度反映了每个分子热运动的剧烈程度。（____）

（2）温度是分子平均动能的标志。（____）

（3）分子的势能是由分子间相对位置决定的能量，随分子间距的变化而变化。（____）

（4）温度高的物体内能大。（____）

2．一定质量的气体，膨胀过程中对外做功135J，内能减少了220J。则此过程中气体____________（填“吸收”或“放出”）了____________J的热量。

3．分子势能：由分子间的_______决定的能。

4．（1）1千克10 ℃的水比10千克2 ℃的铁的分子的平均动能________；

（2）质量和体积一定的同种气体，温度高时气体的内能________。

5．一切物质分子都在做无规则运动，而这种运动与温度有关，所以我们把它叫做            

6．如果取分子间距离r=r0(r0=10-10m)时为分子势能的零势能点，则r<r0时，分子势能为    值；r>r0时，分子势能为     值。如果取r→∞远时为分子势能的零势能点，则r>r0时，分子势能为      值；r<r0时，分子势能可以为      值。（填“正”．“负”或“零”）

7．两分子间的斥力和引力的合力与分子间距离的关系如图中曲线所示，曲线与轴交点的横坐标为。相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近，若两分子相距无穷远时分子势能为零，则在阶段，做______功（填“正”或“负”）；在时，分子动能最______（填“大”或“小”）。

8．一定质量的气体，在从一个状态变化到另一个状态的过程中，吸收热量280 J，并对外做功120 J．试问：

(1)这些气体的内能发生了怎样的变化？

(2)如果这些气体又返回原来的状态，并放出了240 J热量，那么在返回的过程中是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做功多少？

9．如图，甲分子固定于坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力F与两分子间距离x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轴上的四个特定位置．现把乙分子沿x轴负方向从a处移动到d处，则  位置分子间作用力最小，在        位置分子势能最小．（两空均选填“a”．“b”．“c”或“d”）

10．思考判断（正确的打“√”，错误的打“×”）

（1）物体的温度升高时，物体每个分子的动能都增大。    （______）

（2）当分子力做正功时，分子势能一定减小。    （______）

（3）当分子间距离为r<r0时，分子力为斥力，这时减小分子间的距离，分子势能增大。    （______）

（4）物体的温度和体积变化时，内能一般会发生改变。    （______）

11．一定质量的气体，当它的体积保持不变时，如果对它进行冷却，那么它的压强就一定会____（填“增大”或“减小”）；当保持它的温度不变时，如果它的压强在不断减小，那么它一定在不断____（填“压缩”或“膨胀”）．

12．汽油的热值为4.6×107J/kg，按理论计算，完全燃烧_________ g汽油放出的热量就可以使10kg水的温度升高46℃。而实际加热时，所需要的汽油远比这个数值要大，由此可见，提高使用燃料的___________________是节约能源的重要途径。[水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)]

13．两分子间的斥力和引力的合力与分子间距离的关系如图中曲线所示，曲线与轴交点的横坐标为。相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远时的分子势能为零，则在阶段，做___________（选填“正”或“负”）功，分子势能___________（选填“增大”或“减小”）。

14．PM2.5是指空气中直径小于2.5微米的悬浮颗粒物，在无风状态下，其悬浮在空中做无规则运动。根据分子动理论可知：_________是分子平均动能大小的标志，所以气温________（选填“越高”或“越低”），PM2.5运动越剧烈。

15．两个完全相同．导热性能良好的密闭容器A和B，分别装有相同质量的氢气和氧气，两种气体均可视为理想气体，外界环境温度为27℃，则_________（填“A”或“B”）容器中气体分子数目较多，A容器中气体压强___________（填“大于”等于”或“小于”）B容器中气体的压强，A容器中的气体分子平均动能__________（填“大于”“等于”或“小于”）B容器中的气体分子平均动能。

16．中午时车胎内气体（视为理想气体）的温度高于清晨时的温度，若不考虑车胎体积的变化，则与清晨相比，中午时车胎内气体分子的平均动能___________，车胎内气体分子在单位时间内对车胎内壁单位面积的碰撞次数___________。（均选填“增大”．“减小”或“不变”）

17．下列三幅图涉及到热学的相关知识，甲图坐标原点同定一个分子A，当另个分子B从无穷远向A靠近到两者分子势能最小值的位置过程中，两者的分子力如何变化___________；乙图中展示的两条氧气分子的速率分布图像中__________（填①或者②）的温度较高：丙图中把玻璃管的裂口放在火焰上烧熔后，它的尖端就会变饨，是因为___________。

18．分子的平均动能：所有分子热运动动能的_______。

参考答案与试题解析

1．【答案】错误    正确    正确    错误   

【解析】

略

2．【答案】放出  85

【解析】

3．【答案】相对位置

【解析】

略

4．【答案】大    大   

【解析】

略

5．【答案】分子热运动

【解析】大量分子的无规则运动，叫热运动，分子热运动的速度和温度有关，温度越高，分子运动的越剧烈

6．【答案】正 ． 正 ． 负 ． 负或零或正

【解析】

试题分析：分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增加。取r=r0时为零势能点，r<r0时分子力表现为斥力，做负功，分子势能增加为正值；r>r0时，分子力为引力，分子力做负功，分子势能增加为正值。

取r→∞远时为分子势能的零势能点，把分子从无限远移到r>r0处，分子力表现为引力，分子力做正功，分子势能减小为负值；r<r0时，分子力表现为斥力，分子力做负功，势能增加但无法判断势能的增加量，所以无法判断分子势能的正负。

考点：分子势能，分子力做功

点评：分子力做功和分子势能的关系，类比重力做功和重力势能的关系，及电场力做功和电势能的关系。此外r=r0为临界点，大于此值分子力表现为引力，小于此值分子力表现为斥力。

7．【答案】正    大   

【解析】

[1][2]r0为分子间的平衡距离，大于平衡距离时分子间为引力，小于平衡距离时，分子间为斥力；在阶段，分子力表现为引力，相互靠近时F做正功，分子动能增加，势能减小，在时，分子势能最小，分子动能最大。

8．【答案】(1)增加了160 J　(2)外界对气体做功　80 J

【解析】(1)由热力学第一定律可得

ΔU＝W＋Q＝－120 J＋280 J＝160 J

内能增加了160 J

(2)由于气体的内能仅与状态有关，所以气体从②状态回到①状态的过程中内能的变化应等于从①状态到②状态过程中内能的变化，则从②状态到①状态的内能应减少160 J，即

ΔU′＝－160 J，又Q′＝－240 J

根据热力学第一定律得ΔU′＝W′＋Q′

所以W′＝ΔU′－Q′＝－160 J－(－240 J)＝80 J

即外界对气体做功80 J

9．【答案】C,C

【解析】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，把乙分子沿x轴负方向从a处移动到d处过程中，在C位置分子间作用力最小．乙分子由a到c一直受引力，随距离减小，分子力做正功，分子势能减小；从c到d分子力是斥力且不断增大，随距离减小分子力做负功，分子势能增大，故在C位置分子势能最小

10．【答案】×    √    √    √   

【解析】

(1)[1]物体的温度升高时，分子平均动能增大，但并不是每个分子的动能都增大，故错误；

(2)[2]根据功能关系可知，当分子力做正功时，分子势能增大，故正确；

(3)[3]当分子间距离为r<r0时，分子力表现为斥力，减小分子间的距离，斥力做负功，则分子势能增大，故正确；

(4)[4]影响物体内能的宏观因素是温度和体积，所以物体的温度和体积变化时，内能一般会发生改变，故正确。

11．【答案】减小；膨胀．

【解析】一定质量的气体，当它的体积V保持不变时，冷却时温度T降低，

保持它的温度T不变时，如果它的压强P在不断减小，由气态方程可知，其体积增大，气体在膨胀．　

12．【答案】42    利用率或效率   

【解析】

【详解】【来源】北京市2019-2020学年高一上学期开学考物理试题

[1]由热平衡方程得：

解得

[2]由于燃料的燃烧不充分而实际加热时，所需要的汽油远比这个数值要大由此可见，提高使用燃料的利用率（效率）是节约能源的重要途径．

13．【答案】    ①. 正    ②. 减小

【解析】

【分析】

【详解】[1][2] 当 时，分子力表现为引力，相互靠近时分子力F做正功，分子动能增加，势能减小

14．【答案】温度    越高   

【解析】【来源】2020届上海市浦东新区高三（下）二模物理试题

【分析】

【详解】

[1][2]根据分子动理论可知，温度是分子平均动能的标志，PM2.5是指直径小于等于2.5微米的颗粒物，是分子团的运动，属于布朗运动，故温度越高，运动越剧烈．

15．【答案】A    大于    等于   

【解析】

[1]1mol的任何物质都含有相同的粒子数，这个数量就是阿伏加德罗常数，因为氢气的摩尔质量小，所以相同质量的氢气和氧气，氢气的摩尔数多，分子数目多，即A容器中气体分子数目多 ；

[2][3]温度是分子平均动能的标志，由题知两种气体的温度相同，所以分子的平均动能相同，分子运动的激烈程度相同，而氢气的分子数目多，所以与容器壁碰撞时产生的压强大。

16．【答案】增大    增大   

【解析】【来源】2021届广东省湛江市高三（下）3月普通高考测试（一）物理试题

[1]当车胎内气体的温度升高时，车胎内气体分子的平均动能增大。

[2]在分子数和体积不变的情况下，由于气体分了的平均速率变大，气体分子在单位时间内对车胎内壁单位面积的碰撞次数增大。

17．【答案】    (1). 先增大，后减小    (2). ②    (3). 融化后由于液体的表面张力使尖端绷紧

【解析】

【分析】

【详解】[1][2][3]两分子距离较远时，分子力很小，在两者靠近的过程中，分子力增大，在分子势能最小的位置分子力为零，所以在二者靠近的过程中分子力先增大，后减小；气体的分子运动统计规律：“中间多，两头少”。温度越高，气体分子平均速率变大，平均动能增大，即分子中速率较大的分子数占总分子数比例较大，所以图像②的温度较高；融化后液体的表面张力使尖端绷紧。

18．【答案】平均值

【解析】

略