高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第三册1.3 分子动理论 内能巩固练习

【优质】第3节分子动理论内能-1课堂练习

一．填空题

1．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”）

2．两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”）。

3．在对于温度精度要求不高的工业测温中，经常使用压力表式温度计。该温度计是利用一定容积的容器内，气体压强随温度变化的性质制作的。当待测物体温度升高时，压力表式温度计中的气体分子的平均动能___________（选填“增大”．“减小”或“不变”），单位时间内气体分子对容器壁单位面积的碰撞次数___________（选填“增加”“减少”或“不变”）。

4．一定质量的气体，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。

5．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”）

6．（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________。

7．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___________。

8．一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            

9．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。    （______）

10．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”）

11．一定质量的气体，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？

12．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。（____）

13．分子势能的决定因素

（1）宏观上：分子势能的大小与物体的_______有关；

（2）微观上：分子势能的大小与分子之间的_______有关。

14．一定质量的气体，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”）．

15．两个分子之间的距离由r＜r0开始向外移动，直至相距无限远的过程中：分子力的大小变化的情况是先________，后________，再________；分子力做功的情况是先做________功，后做________功；分子势能变化的情况是先________，后________。

16．相同温度下氢气和氧气分子热运动分子平均动能    （填“相同”或“不同”），平均速率之比为         。

17．分子势能：由分子间的_______决定的能。

18．物体内能的相关因素

（1）物体所含的分子总数由_______决定；

（2）分子热运动的平均动能与_______有关；

（3）分子势能与物体的_______有关；

故物体的内能由_______．_______．_______共同决定，同时受物态变化的影响。

参考答案与试题解析

1．【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。

2．【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。

3．【答案】增大    增加   

【解析】

[1]根据温度是分子平均动能的标志，所以当待测物体温度升高时，压力表式温度计中的气体分子的平均动能增大。

[2]根据理想气体的状态方程可知，在一定容积的容器内，体积不变，温度升高，则气体的压强增大，根据气体分子压强的微观解释可知单位时间内气体分子对容器壁单位面积的碰撞次数增加。

4．【答案】放出  85

【解析】

5．【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

6．【答案】大    大   

【解析】

略

7．【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。

8．【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

9．【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。

10．【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。

11．【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

12．【答案】错误    正确    正确    错误   

【解析】

略

13．【答案】体积    距离   

【解析】

略

14．【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．　

15．【答案】减小．增大．减小；正，负；减少，增加

【解析】

16．【答案】相同，4:1

【解析】

试题分析：温度是物体分子平均动能的标志，同温度的氢气和氧气，它们的分子平均动能相同；根据，因为m氧=16m氢，故平均速率之比为4:1．

考点：分子平均动能

【名师点睛】温度是物体分子平均动能的标志，温度越高，物体分子的平均动能越大

17．【答案】相对位置

【解析】

略

18．【答案】物质的量    温度    体积    体积    温度    体积   

【解析】

略