第十二章熱學第1講分子動理論內能一、選擇題(每小題6分,共60分)1.(多選)下列關于布朗運動的敘述中正確的是 (AD)A.懸浮小顆粒的運動是雜亂無章的B.液體的溫度越低,懸浮小顆粒的運動越緩慢,當液體的溫度到0℃時C.被凍結在冰塊中的小碳粒不能做布朗運動,是因為冰中的水分子不運動D.做布朗運動的固體顆粒越小,布朗運動越明顯【解析】據布朗運動的特點知分子運動永不停息,不論在固體還是液體中,分子都在永不停息地做無規則運動,A項正確,B、C項錯誤;當顆粒越小時,各方向上的受力越不平衡,布朗運動越明顯,D項正確。2.清晨,草葉上的露珠是由空氣中的水汽凝結成的水珠。這一物理過程中,水分子間的 (D)A.引力消失,斥力增大 B.斥力消失,引力增大C.引力、斥力都減小 D.引力、斥力都增大【解析】當水汽凝結成水珠時,水分子之間的距離減小,分子間的引力和斥力同時增大,只是斥力比引力增加得更快一些,D項正確。3.(2015·廣州質檢)下列有關溫度的各種說法中正確的是(D)A.溫度低的物體內能小B.溫度低的物體,其分子運動平均速率也必然小C.做加速運動的物體,由于速度越來越大,因此物體分子的平均動能越來越大D.0℃的鐵和0℃的冰,它們的分子平均動能相同【解析】決定物體內能的有質量、溫度和體積三個因素,溫度是分子平均動能的標志,溫度低只能表明分子的平均動能小,而比較分子平均速率的大小時還要看分子的質量,A、B項錯誤;做加速運動的物體,其宏觀動能逐漸增大,但是物體的溫度未必升高,所以分子的平均動能變化情況不能確定,C項錯誤;溫度表征了分子的平均動能,鐵和冰的溫度既然相同,則分子的平均動能必然相等,D項正確。4.(2016·綿陽一診)(多選)如圖所示,甲分子固定在坐標原點O,乙分子位于x軸上,甲分子對乙分子的作用力與兩分子間距離的關系如圖中曲線所示,F>0為斥力,F<0為引力,a、b、c、d為x軸上四個特定的位置,現把乙分子從a處由靜止釋放,則 (BCD)A.乙分子從a到b做加速運動,由b到c做減速運動B.乙分子從a到c做加速運動,到達c時速度最大C.乙分子由a到b的過程中,兩分子間的分子勢能一直減少D.乙分子由c到d的過程中,兩分子間的分子勢能一直增加【解析】乙分子從a到b再到c的過程中,分子間的作用力一直表現為引力(F<0),所以該過程由于分子力的作用會使乙分子做加速運動,到c點速度最大,分子力做正功,分子勢能減少,A項錯誤,B、C項正確;乙分子從c到d的過程中,分子力表現為斥力,由于分子力的作用會使乙分子做減速運動,該過程分子力做負功,分子勢能增加,分子動能減少,D項正確。5.(多選)圖為兩分子系統的勢能Ep與兩分子間距離r的關系曲線。下列說法中正確的是 (BC)A.當r大于r1時,分子間的作用力表現為引力B.當r小于r1時,分子間的作用力表現為斥力C.當r等于r2時,分子間的作用力為零D.在r由r1變到r2的過程中,分子間的作用力做負功【解析】由圖象可知r2對應的分子間距為分子的平衡距離r0,在此距離分子力為零,C項正確;當分子間距r>r2時分子力表現為引力,當r<r2時,分子力表現為斥力,A項錯誤,B項正確;當r由r1變到r2的過程中,分子間的作用力表現為斥力,做正功,D項錯誤。6.(多選)一滴油酸酒精溶液含質量為m的純油酸,滴在液面上擴散后形成的最大面積為S。已知純油酸的摩爾質量為M、密度為ρ,阿伏加德羅常數為NA,下列表達式中正確的有 (BC)A.油酸分子的直徑d=B.油酸分子的直徑d=C.油酸所含的分子數N=NAD.油酸所含的分子數N=NA【解析】設油酸分子的直徑為d,則有dS=NA,C項正確,D項錯誤。7.已知銅的摩爾質量為M(kg/mol),密度為ρ(kg/m3),阿伏加德羅常數為NA(mol-1)。下列判斷錯誤的是 (B)A.1B.1C.1個銅原子的質量為(kg)D.1個銅原子的體積為(m3)【解析】1kg銅所含的原子數N=A3AA008.(多選)根據分子動理論和熱力學定律,下列說法正確的是 (BC)A.布朗運動是懸浮在液體中固體顆粒的分子無規則運動的反映B.固體被壓縮撤力后恢復原狀,是由于分子間存在著斥力C.使密閉氣球內氣體的體積減小,氣體的內能可能增加D.可以利用高科技手段,將散失在環境中的內能重新收起來加以利用而不引起其他變化【解析】布朗運動是液體分子無規則運動的反映,A項錯誤;固體被壓縮撤力后,分子間距離減小,分子間的作用力表現為斥力,因此撤力后能恢復原狀,B項正確;氣體體積減小,對氣體做功,如果外界對氣體做的功大于氣體向外界放出的熱量,則內能可能增加,C項正確;能量轉化具有方向性,因此不可能散失在環境中的內能重新收起來加以利用而不引起其他變化,D項錯誤。9.(2015·惠州模擬)下列說法中正確的是 (D)A.物體自由下落時速度增大,所以物體內能也增大B.物體的機械能為零時,內能也為零C.物體的體積減小、溫度不變時,物體內能一定減小D.氣體體積增大時,氣體分子勢能一定增大【解析】物體的機械能和內能是兩個完全不同的概念。物體的動能由物體的宏觀速率決定,而物體內分子的動能由分子熱運動的速率決定,A項錯誤;分子動能不可能為零(溫度不可能達到絕對零度),而物體的動能可能為零,B項錯誤;物體體積減小時,分子間距離減小,但分子勢能不一定減小,溫度不變,分子總動能不變,所以內能有可能增大,C項錯誤;由于氣體分子間距離一定大于r0,體積增大時分子間距離增大,分子力做負功,分子勢能增大,D項正確。10.(多選)如圖所示是分子間引力或斥力大小隨分子間距離變化的圖象,由此可知 (AC)A.ab表示引力圖線B.cd表示引力圖線C.當分子間距離r等于兩圖線交點e的橫坐標時,分子勢能一定最小D.當分子間距離r等于兩圖線交點e的橫坐標時,分子勢能一定為零【解析】在F-r圖象中,隨r增加,斥力變化快,所以ab為引力圖線,cd為斥力圖線,A項正確,B項錯誤;兩圖象相交點e為分子所受的引力和斥力大小相等,即分子間相互作用的受力平衡位置,分子力為0,分子勢能最小,但不一定為0,C項正確,D項錯誤。二、計算題(每小題20分,共40分)11.(2015·蘇北四市聯考)(1)已知汞的摩爾質量M=0.20kg/mol,密度ρ=1.36×104kg/m3,阿伏加德羅常數NA=6.0×1023mol-1,將體積V0=1.0cm3的汞變為V=3.4×103cm3(2)鐵的密度ρ=7.8×103kg/m3,摩爾質量M=5.6×10-2kg/mol,阿伏加德羅常數NA=6.0×1023mol-1。若將鐵原子視為球體,求鐵原子的直徑(保留一位有效數字)解:(1)1.0cm31cm3的汞蒸氣所含的分子數N=nN解得N=1.2×1019個(2)取1mol的鐵,則NA代入數據得D=3×10-1012.(2015·山東濰坊質檢)空調在制冷過程中,室內空氣中的水蒸氣接觸蒸發器(銅管)液化成水,經排水管排走,空氣中水分越來越少,人會感覺干燥。某空調工作一段時間后,排出液化水的體積V=1.0×103cm3。已知水的密度ρ=1.0×103