高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第三册1.3 分子动理论 内能课后复习题

【优质】第3节分子动理论内能-1课时练习

一．填空题

1．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。

2．两个完全相同的密闭容器中分别装有质量相等．温度相同的氢气和氮气，则氢气分子的平均动能______（填“大于”“小于”或“等于”）氮气分子的平均动能；容器中氢气分子的总动能______（填“大于”“小于”或“等于”）氮气分子的总动能；若已知理想气体状态方程可以写为，其中表示气体的压强，表示单位体积内的气体分子数，为常数，为温度，则氢气的压强______（填“低于”“高于”或“等于”）氮气的压强。

3．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。

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________。

5．两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________。

6．一定质量的气体，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”）．

7．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         。

8．两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”）。

9．在体积．温度．质量．阿伏加德罗常数四个量中，与分子平均动能有关的量是__________；与分子势能直接有关的量是__________；与物体内能有关的量是__________；联系微观量和宏观量的桥梁是__________。

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．通常情况下，认为固体分子间的距离为平衡距离r0，当固体被压缩时，其分子势能将_____；若膨胀时，其分子势能又将_____。（均选填“增大”或“减小”）

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”）。

14．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”）。

15．物体的内能：物体中_______的热运动_______与_______的总和，任何物体都具有内能。

参考答案与试题解析

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

【解析】

略

2．【答案】等于    大于    高于   

【解析】【来源】2021届吉林省通化市梅河口市第五中学高三（下）3月月考物理试题

[1] 理想气体忽略分子间的势能，氢气和氧气只有分子动能，而温度相同，它们的平均动能相同；

[2]分子的总动能为

氢气分子的摩尔质量小，则相等质量的氢气分子个数较多，总动能较大；

[3]气体压强是由大量的分子对容器壁的碰撞引起的，根据气体压强的微观解释，气体压强大小等于气体分子在单位时间内对器壁单位面积的总冲量大小，因为氢气分子密集程度大，故氢气压强高于氮气压强。

3．【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．

4．【答案】大    大   

【解析】

略

5．【答案】减小．增大．减小；正，负；减少，增加

【解析】

6．【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．　

7．【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

8．【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

9．【答案】温度    体积    体积．温度．质量    阿伏加德罗常数   

【解析】

[1]温度是分子热运动平均动能的标志，所以与分子平均动能有关的量是温度；

[2]分子势能是由分子间的分子力和分子间的相对位置决定的能，宏观上与物体的体积有关，所以与分子势能直接有关的量是体积；

[3]内能是物体中所有分子的热运动的动能与分子势能的总和，宏观上由物体的体积．温度．物质的量所决定，所以与物体内能有关的量是体积．温度．质量；

[4]联系微观量和宏观量的桥梁是阿伏加德罗常数。

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】增大    增大   

【解析】

[1][2] 通常情况下，认为固体分子间的距离为平衡距离r0，当固体被压缩时，间距变小，分子间作用力表现为斥力，斥力做负功，分子势能将增大；若膨胀时，间距变大，分子间表现为引力，引力做负功，分子势能将增大。

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】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。

14．【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。

15．【答案】所有分子    动能    分子势能   

【解析】

略