高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第三册第三节 气体分子运动的统计规律精品一课一练

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1.3 气体分子运动的统计规律  同步练习一、单选题1．（2022·上海长宁·高二期末）关于温度与内能的说法正确的是（　　）A．每个分子的内能等于它的势能和动能的总和B．一个分子的运动速度越大，它的温度就越高C．物体内能变化时，它的温度可以不变D．同种物质，温度较高时的内能一定比温度较低时的内能大【答案】C【解析】A．组成物质的所有分子动能与分子势能之和是物体的内能，对单个分子不能谈内能，故A错误；B．分子的平均动能越大，物体的温度越高，单个分子的运动速度大小，对物体温度高低没有意义，故B错误；C．物体的内能与物质的量、温度和体积有关，物体内能变化时，它的温度可能不变，故C正确；D．物体的内能不光受温度的影响，还与物体的质量以及体积有关，所以温度高的物体内能不一定大，故D错误。故选C。2．以下所述现象中，属于通过热传递改变了物体内能的是（　　）A．将一段铁丝反复弯折，弯折处会发热 B．放在空气中的一杯热水会冷却C．在转动的砂轮上磨车刀，车刀发热 D．电流通过电阻丝【答案】B【解析】弯折铁丝是用力对物体做功，在转动的砂轮上磨车刀是摩擦力做功，电流通过电阻丝做功，三者都是通过做功改变物体的内能，热水放在空气中，通过热辐射等方式向外传递了热量，自身的内能减少，温度下降，是通过热传递方式改变的内能。故选B。3．（2021·吉林·希望高中高二期末）下列说法中正确的是（　　）A．布朗运动就是液体分子的无规则运动B．温度越高，扩散进行的越快C．若分子间距离增大，则引力增大，斥力减小D．温度高的物体内能一定比温度低的物体内能大【答案】B【解析】A．布朗运动是固体颗粒的运动，它间接反映了液体分子的无规则运动，故A错误；B．温度越高，分子运动的越剧烈，所以扩散进行的越快，故B正确；C．若分子间距离增大，则引力、斥力均减小，故C错误；D．内能大小与温度、质量、状态和材料等有关，故D错误。故选B。4．（2021·江苏·南京市第二十九中学高二）下列关于分子运动和热现象的说法正确的是（　　）A．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在势能的缘故B．一定质量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，其分子间势能增加C．一个气体分子的内能等于其热运动动能和分子势能的和D．如果气体温度升高，那么所有分子的速率都增加【答案】B【解析】A．气体分子之间的距离很大分子力近似为零，分子势能也近似为零，气体如果失去了容器的约束就会散开，是由于分子杂乱无章运动的结果，故A错误；B．一定量100℃的水变成100℃的水蒸气时，吸收热量，内能增加，由于分子平均动能不变，因此分子势能增加，故B正确；C．组成气体的所有分子的动能和分子之间势能的总和是气体的内能，内能是对大量分子而言的，内能不是对一个分子而言的，故C错误；D．如果气体温度升高，气体分子平均动能增大，气体分子平均速率增加，并不是所有分子的速率都增加，有的分子速率可能会减小，故D错误。故选B。5．（2021·江西·南昌市八一中学高二）下列说法正确的是（　　）A．布朗运动就是液体分子的无规则运动B．0℃的水和0℃的冰具有相同的内能C．当分子间的引力与斥力平衡时，分子势能最小D．温度越高，分子运动越剧烈，物体内所有分子动能都越大【答案】C【解析】A．布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，是液体分子的无规则运动的反映，选项A错误；B．0℃的冰化成同温度的水要吸收热量，可知0℃的水和0℃的冰具有的内能不相同，选项B错误；C．当分子间的引力与斥力平衡时，如果分子间距离增大则表现为引力，分子间作用力做负功，分子势能增大，当分子间距离减小时表现为斥力，做负功，分子势能也增加，因此分子势能最小，选项C正确；D．温度越高，分子运动越剧烈，物体内分子的平均动能越大，但非所有分子的动能都变大，选项D错误。故选C。6．（2021·黑龙江·双鸭山一中高二期中）对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是（　　）A．已知某种气体的密度为ρ（kg/m3），摩尔质量为M（kg/mol），阿伏加德罗常数为NA（mol-1），则该气体分子之间的平均距离可以表示为 B．温度高的物体其内能和分子平均动能一定大C．如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量是内能D．布朗运动是悬浮在液体中的固体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动【答案】A【解析】A．已知某种气体的密度为ρ（kg/m3），摩尔质量为M（kg/mol），阿伏加德罗常数为NA（mol-1），则该气体分子的体积分子之间的平均距离为选项A正确；B．温度高的物体其分子的平均动能一定大，但物体的内能不一定大，选项B错误；C．如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，热平衡的系统都具有相同的状态参量——温度，选项C错误；D．布朗运动是悬浮在液体中固体微粒的无规则运动，是由大量分子撞击引起的，反应了液体分子的无规则运动，选项D错误。故选A。7．（2021·江苏常州·高二）关于分子动理论和物体的内能，下列说法不正确的是（　　）A．物体的温度升高时，分子的平均动能一定增大，但内能不一定增大B．当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力都增大但引力增大的更快，所以分子力表现为引力C．10g100℃水的内能小于10g100℃水蒸气的内能D．两个铝块挤压后能紧连在一起，说明分子间有引力【答案】B【解析】A．温度是分子平均动能的标志，故物体的温度升高时，分子的平均动能一定增大，内能的多少还与物质的多少有关，所以但内能不一定增大，故A正确；B．当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力均减小且斥力减小得快，分子力表现为引力还是斥力要看分子间的距离是大于还是小于平衡距离。故B错误；C．温度是分子平均动能的标志，所以10g100℃的水的分子平均动能等于10g100℃的水蒸气的分子平均动能，同样温度的水变为同样温度的水蒸气要吸收热量，所以10g 100℃水的内能小于10g 100℃水蒸气的内能，故C正确；D．两个铅块相互紧压后，它们会黏在一起，说明了分子间有引力，故D正确。故选B。8．（2021·河南·高二）下列说法中正确的是（　　）A．两个分子在相互远离的过程中分子势能一定增大B．1K表示的温度变化大于1°C表示的温度变化C．温度升高时，速率大的分子占分子总数的比例增大，同时每个分子的速率都增大D．布朗运动反应了液体分子的无规则运动【答案】D【解析】A．在两个分子相互远离的过程中，当体现引力时，一定克服分子力做功，分子势能增大；当体现斥力时，分子力做正功，分子势能减小，故A错误；B．1K表示的温度变化和1°C表示的温度变化相等，故B错误；C．温度升高时，速率大的分子占分子总数的比例增大，分子的平均速率增大，但不是每个分子的速率都增大，故C错误；D．固体微粒在液体中受到的液体分子撞击力不平衡，从而引起微粒的无规则运动，它反应了液体分子的无规则运动，故D正确；故选D。9．（2021·甘肃·舟曲县第一中学高二期末）两相同容器a、b中装有可视为理想气体的氦气，已知a中氦气的温度高于b中氦气的温度，a中氦气压强低于b中氦气的压强，由此可知（　　）A．a中氦气分子的平均动能大于b中氦气分子的平均动能B．a中每个氦分子的动能一定都大于b中每个氦分子的动能C．a中氦气分子间的距离较小D．a中氦气的内能一定大于b中氦气的内能【答案】A【解析】A．温度是分子平均动能的标志，a中氦气的温度高于b中氦气的温度，则a中氦气分子的平均动能一定大于b中氦气分子的平均动能，A正确；B．a中氦气分子的平均动能一定大于b中氦气分子的平均动能，由于分子的运动是无规则的，并不是每个分子的动能都大，B错误；C．a中氦气压强低于b中氦气的压强，a中氦气分子间的距离较大，C错误；D．a中氦气的内能不一定大于b中氦气的内能，D错误。故选A。10．（2021·江苏·海门中学高二）氧气分子在0℃和100℃温度下单位速率间隔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。下列说法错误的是（　　）A．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目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．与0℃时相比，100℃时氧气分子速率出现在0~400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小【答案】A【解析】A．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目占总分子数的百分比，由于不知道总分子数，所以不能确定任意区间的氧气分子数，故A错误；B．图中虚线所对应的最大比例速率区间为300~400m/s，实线所对应的最大比例速率区间为400~500m/s，所以虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形，实线对应于氧气分子平均动能较高的情形，故B正确；C．温度是分子平均动能的标志，由对B项的分析可知，虚线对应于氧气分子温度较低（即0℃）的情形，实线对应于氧气分子温度较高（即100℃）的情形，故C正确；D．与0℃时相比，100℃时氧气分子速率出现在0~400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小，故D正确。故选A。11．（2021·吉林·长春十一高高二）对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法错误的是（　　）A．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大B．温度越高，布朗运动越显著C．当分子间的距离增大时，分子间作用力就一直减小D．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大【答案】C【解析】A．温度高的物体分子平均动能一定大，但是内能不一定大，故A正确，不符合题意；B．温度越高，布朗运动越显著，故B正确，不符合题意；C．当分子间的距离增大时，分子间作用力可能先增大后减小，故C错误，符合题意；D．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大，故D正确，不符合题意；故选C。12．（2021·黑龙江·大庆中学高二）关于分子动理论，下列说法正确的是（　　）A．同温度的氢气与氧气（可视为理气体）两者气体分子的平均速率相等B．物体的温度升高时，每个分子的动能增加，故物体的内能增加C．当分子间距离为平衡距离r0时，分子力和分子势能均最小D．当分子间距离r大于分子间的平衡距离r0时，分子力仅有引力，分子势能随分子间距增大而增大【答案】C【解析】A．同温度的氢气与氧气（可视为理气体）两者气体分子的平均动能相等，但是因为氢气分子质量较小，所以氢气分子的平均速率较大。A错误；B．物体的温度升高时，分子的平均动能增大，但不是每个分子的动能增大。物体的内能不仅与温度有关，还与体积有关，所以内能变化不确定。B错误；C．当分子间距离为平衡距离r0时，分子力为零，此时分子距离增大时，分子力表现为引力，引力做负功，分子间距离减小时，分子力表现为斥力，斥力做负功，所以势能均增加。故此位置分子力及分子势能最小。C正确；D．当分子间距离r大于分子间的平衡距离r0时，分子间既有引力又有斥力，但是引力大于斥力，所以合力表现为引力，分子间距离增大时，引力做负功，分子势能增大。D错误。故选C。二、多选题13．（2021·江苏省苏州实验中学高二）下列说法正确的是（　　）A．把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面，这是由于针受到了浮力B．一定质量的理想气体，内能只与温度有关与体积无关C．能量在转化和转移过程中，其总量保持不变，故节约能源没有必要D．处于热平衡的两个系统温度一定相同【答案】BD【解析】A．把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面，这是由于针受到表面张力的作用，选项A错误；B．一定质量的理想气体的分子势能可以忽略不计，只包含分子动能，其内能只与温度有关，与体积无关，选项B正确；C．能量在转化和转移过程中，其总量保持不变，但是能够直接利用的能源越来越少，则必须要节约能源，选项C错误；D．处于热平衡的两个系统温度一定相同，选项D正确。故选BD。14．（2021·河北·唐山市第十一中学高二期中）关于物体的内能、温度和分子的平均动能，下列说法正确的是（　　）A．温度低的物体分子平均动能一定小B．相对地面静止的物体不具有内能C．外界对物体做功时，物体的内能不一定增加D．物体自由下落时速度增大，所以物体分子的平均动能也增大【答案】AC【解析】A．温度是分子平均动能的标志，温度低的物体分子平均动能一定小， A正确；B．物体的内能与物体的运动状态无关，相对地面静止的物体仍然具有内能，B错误；C．外界对物体做功时，若物体同时放热，则物体的内能不一定增加，C正确；D．物体分子的平均动能与物体的机械能无关，D错误。故选AC。15．（2021·湖南省邵东市第一中学高二期中）下面的说法中不正确的有（　　）A．布朗运动的实质反映了液体分子在不停地做无规则热运动B．布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动也叫做热运动C．温度和质量都相同的水、冰和水蒸气，它们的内能相等D．某理想气体的摩尔体积为V0，阿伏加德罗常数为NA，则该理想气体单个的分子体积为【答案】BCD【解析】A．布朗运动的实质反映了液体分子在不停地做无规则热运动，选项A正确，不符合题意；B．布朗运动的激烈程度跟温度有关，但是布朗运动是固体颗粒的无规则运动，不叫热运动，选项B错误，符合题意；C．温度和质量都相同的水、冰和水蒸气，它们的分子平均动能相同，但是分子势能不同，则内能不相等，选项C错误，符合题意；D．某理想气体的摩尔体积为V0，阿伏加德罗常数为NA，则该理想气体单个的分子运动占据的空间的体积为，选项D错误，符合题意；故选BCD。16．（2021·山东省泰安第四中学高二）当氢气和氧气的质量和温度都相同时，下列说法中正确的是（　　）A．两种气体分子的平均动能相等B．氢气分子的平均速率大于氧气分子的平均速率C．氢气分子的平均动能大于氧气分子的平均动能D．两种气体分子热运动的总动能不相等【答案】ABD【解析】AC．温度相同，两种气体分子的平均动能相等，故A正确，C错误；B．因两种气体分子的质量不同，而分子的平均动能相等，所以分子质量大的（氧气）分子平均速率小，故B正确；D．由于两种气体的摩尔质量不同，物质的量不同（质量相同），分子数目就不等，故总动能不相等，故D正确。故选ABD。17．（2021·甘肃·卓尼县柳林中学高二期末）摄氏温标：在1954年以前，标准温度的间隔是用两个定点确定的。它们是水在标准大气压下的沸点（汽化点）和冰在标准大气压下与饱和空气的水相平衡时的熔点（冰点）。摄氏温标（以前称为百分温标）是由瑞典物理学家摄尔修斯设计的。如图所示，以冰点定为0℃，汽化点定为100℃，因此在这两个固定点之间共为100℃，即一百等份，每等份代表1度，用1℃表示，用摄氏温标表示的温度叫作摄氏温度，摄氏温标用度作单位，常用t表示。热力学温标由英国科学家威廉·汤姆逊（开尔文）创立，把作为零度的温标，叫作热力学温标（或绝对温标），热力学温标用K表示单位，常用T表示。则（1）热力学温标与摄氏温标之间的关系为：________。（2）如果可以粗略地取为绝对零度，在一标准大气压下，冰的熔点为________℃，即为________K。（3）如果物体的温度升高1℃，那么，物体的温度将升高________K。【答案】          0     273     1【解析】（1）[1]摄氏温标冰点温度为0℃，汽化点温度作为100℃。且用t表示，而热力学温标是把作为0K的，用K表示，所以热力学温标与摄氏温标之间的关系为（2）[2][3]如果取为绝对零度，则T与t的关系为显然，在标准大气压下，冰的熔点为0℃，即为273K；（3）[4]因为，所以当t由1℃增加到2℃时，T就由增加到显然物体的温度升高了1℃，温度升高了1K。