2018版高考物理一轮复习 第十二章 热学 第1节 分子动理论 内能(选修3-3)

[解析] 温度高低反映分子平均动能的大小，但由于物体不同，分子数目不同，所处状态不同，无法反映内能的大小，选项A错误；由于分子都在做无规则运动，因此，任何物体内能不可能为零，选项B正确；内能相同的物体，它们的分子平均动能不一定相同，选项C错误；内能不同的两个物体，它们的温度可以相同，即它们的分子平均动能可以相同，选项D正确；物体的内能与物体的温度、体积、物态和分子数有关，故选项E正确。

[答案] BDE [方法规律]

分析物体的内能问题的四点提醒

(1)内能是对物体的大量分子而言的，不存在某个分子内能的说法。 (2)决定内能大小的因素为温度、体积、分子数，还与物态有关系。 (3)通过做功或热传递可以改变物体的内能。

(4)温度是分子平均动能的标志，相同温度的任何物体，分子的平均动能相同。

[集训冲关]

1．若某种实际气体分子的作用力表现为引力，则一定质量的该气体内能的大小与气体体积和温度的关系是( )

A．如果保持其体积不变，温度升高，内能增大 B．如果保持其体积不变，温度升高，内能减少 C．如果保持其温度不变，体积增大，内能不变 D．如果保持其温度不变，体积增大，内能减少

解析：选A 若保持气体的体积不变，则分子势能不变，温度升高，分子的平均动能变大，故气体的内能增大，A正确，B错误；若保持气体的温度不变，气体分子的平均动能不变，体积增大，分子间的引力做负功，分子势能增大，故气体的内能增大，C、D均错误。

2．(2014·北京高考)下列说法中正确的是( ) A．物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大 B．物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大 C．物体温度降低，其内能一定增大 D．物体温度不变，其内能一定不变

解析：选B 根据温度是分子平均动能的标志知，温度升高，分子热运动的平均动能增大；温度降低，分子热运动的平均动能减小，选项A错误，B正确；影响物体内能的因素有温度、体积、物质的量及物态，所以只根据温度变化情况无法判断内能的变化情况，选项C、D错误。

对点训练：微观量的估算

1．(多选)若以M表示水的摩尔质量，V表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ表示在标准状态下水蒸气的密度，NA表示阿伏加德罗常数，m0、V0分别表示每个水分子的质量和体积，下面关系正确的有( )

ρVA．NA＝

m0

B．ρ＝

M NAV0

C．ρ<

M NAV0

D．m0＝ MNA

MρVM解析：选ACD 由于M＝ρV，则NA＝＝，变形得m0＝，故A、D正确；由于水蒸

m0

m0

NA

气分子之间空隙大，所以NAV0

2．(多选)(2017·大连模拟)某气体的摩尔质量为Mmol，摩尔体积为Vmol，密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为m和V0，则阿伏加德罗常数NA不可表示为( )

A．NA＝C．NA＝Mmol

mVmol

V0

ρVmol

B．NA＝ mD．NA＝ ρV0

Mmol

解析：选CD 阿伏加德罗常数NA＝

MmolρVmolVmol

＝＝，其中V为每个气体分子所占有的mmV体积，而V0是气体分子的体积，故C错误；D中ρV0不是气体分子的质量，因而也是错误的。

3．(2017·郑州模拟)很多轿车为了改善夜间行驶时的照明问题，在车灯的设计上选择了氙气灯，因为氙气灯灯光的亮度是普通灯灯光亮度的3倍，但是耗电量仅是普通灯的一半，氙气灯使用寿命则是普通灯的5倍，很多车主会选择含有氙气灯的汽车，若氙气充入灯头后的容积V＝1.6 L，氙气密度ρ＝6.0 kg/m。已知氙气摩尔质量M＝0.131 kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6×10 mol。试估算：(结果保留一位有效数字)

(1)灯头中氙气分子的总个数N； (2)灯头中氙气分子间的平均距离。

ρV解析：(1)设氙气的物质的量为n，则n＝，

23

－1

3

MρV22

氙气分子的总数N＝NA≈4×10个。

M(2)每个氙气分子所占的空间为V0＝ 设氙气分子间平均距离为a， 则有V0＝a，

3V－9

即a＝ ≈3×10 m。

3

VNN答案：(1)4×10个 (2)3×10 m

对点训练：扩散现象、布朗运动与分子热运动

4．(多选)(2015·山东高考)墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀。关于该现象的分析正确的是( )

A．混合均匀主要是由于碳粒受重力作用

B．混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动 C．使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速 D．墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的

解析：选BC 墨滴入水，最后混合均匀，是扩散现象，碳粒做布朗运动，水分子做无规则的热运动；碳粒越小，布朗运动越明显，混合均匀的过程进行得越迅速，选项B、C正确。

5．(多选)(2017·随州调考)下列说法正确的是( )

A．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性

B．分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大 C．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大

D．在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素 E．当温度升高时，物体内每一个分子热运动的速率一定都增大

解析：选ACD 布朗运动是固体颗粒在液体中的运动，反应液体分子的运动，故显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性，故选项A正确；分子间距离r

6．(多选)(2017·邯郸一中一模)近期我国多个城市的PM2.5数值突破警戒线，受影响最严重的是京津冀地区，雾霾笼罩，大气污染严重。PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5微米的悬浮颗粒物，飘浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后危害人体健康，矿物燃料的燃烧是形成PM2.5的主要原因。下列关于PM2.5的说法中正确的是( )

A．PM2.5的尺寸与空气中氧分子的尺寸的数量级相当 B．PM2.5在空气中的运动属于布朗运动 C．温度越低PM2.5活动越剧烈

D．倡导低碳生活，减少煤和石油等燃料的使用能有效减小PM2.5在空气中的浓度 E．PM2.5中小一些的颗粒的运动比大一些的颗粒更为剧烈

22－9

解析：选BDE “PM2.5”是指直径小于等于2.5微米的颗粒物，其尺寸远大于空气中氧分子的尺寸的数量级，故A错误；PM2.5在空气中的运动是固体颗粒的运动，属于布朗运动，故B正确；大量空气分子对PM2.5无规则碰撞，温度越高，空气分子对颗粒的撞击越剧烈，则PM2.5的运动越激烈，故C错误；导致PM2.5增多的主要原因是矿物燃料的燃烧，故应该提倡低碳生活，并可有效减小PM2.5在空气中的浓度，故D正确；PM2.5中小一些的颗粒，空气分子对其撞击更不均衡，故运动比大一些的颗粒更为剧烈，故E正确。

对点训练：分子力、分子势能与分子间距离的关系

7.(2017·石家庄质检)如图所示，用细线将一块玻璃板水平地悬挂在弹簧测力计下端，并使玻璃板贴在水面上，然后缓慢提起弹簧测力计，在玻璃板脱离水面的一瞬间，弹簧测力计读数会突然增大，主要原因是( )

A．水分子做无规则热运动 B．玻璃板受到大气压力作用 C．水与玻璃间存在万有引力作用 D．水与玻璃间存在分子引力作用

解析：选D 弹簧测力计读数会突然增大的主要原因是：水与玻璃间存在分子引力作用，选项D正确。

8．(2017·焦作二模)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

解析：选D 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；开始时由于两分子之间的距离大于r0，分子力表现为引力，并且随距离的减小，先增大后减小；当分子间距小于r0时，分子力为斥力，随分子距离的减小而增大，故B错误；开始时由于两分子之间的距离大于r0，因此分子力为引力，当相互靠近时分子力做正功，分子势能减少；当分子间距小于r0时，分子力为斥力，相互靠近时，分子力做负功，分子势能增加，故C错误，D正确。

9．(2017·福州质检)根据分子动理论，分子间同时存在着相互作用的引力和斥力，并具有分子势能。当分子间距离减小时，下列说法正确的是( )

A．分子间引力一定增大 C．分子势能一定增大

B．分子间斥力一定减小 D．引力和斥力的合力一定增大

解析：选A 分子之间的引力和斥力都随分子间距离的减小而增大，故A正确，B错误；