11.1 分子动理论 能量守恒与热力学定律
气体能够充满密闭容器，说明气体分子除相互碰撞的短暂时间外
( )．
A．气体分子可以做布朗运动
B．气体分子的动能都一样大
C．相互作用力十分微弱，气体分子可以自由运动
D．相互作用力十分微弱，气体分子间的距离都一样大
解析 布朗运动是悬浮在液体中的微粒的运动，布朗运动不是分子运动，选项A错误；
气体分子的速度不一定一样大，动能不一定一样大，选项B错误；气体分子可以自由运
动，相互作用力十分微弱，但距离不一定一样大，选项C正确、D错误．
答案 C
2．如图11－1－1所示为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r
的关系曲线．下列说法正确的是 ( )．
A．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力
B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力
C．当r等于r2时，分子间的作用力为零[
D．在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功
解析 分子间距等于r0时分子势能最小，即r0＝r2.当r小于r1时分子力表现为斥力；当r大于r1小于r2时分子力表现为斥力；当r大于r2时分子力表现为引力，A错，B、C对．在r由r1变到r2的过程中，分子斥力做正功，分子势能减小，D错误．
答案 BC
3．如图11－1－2所示为某种椅子与其升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动．设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的动程中 ( )．
图11－1－2
A．外界对气体做功，气体内能增大
B．外界对气体做功，气体内能减小
C．气体对外界做功，气体内能增大
D．气体对外界做功，气体内能减小
解析 筒内气体不与外界发生热交换，当气体体积变小时，则外界对气体做功，气体的内能增大，A正确．
答案 A
4．如图11－1－3所示，将两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来，下面的铅柱不脱落，主要原因是
( )．
A．铅分子做无规则热运动
B．铅柱受到大气压力作用
C．铅柱间存在万有引力作用
D．铅柱间存在分子引力作用
解析 由于铅柱较软，且接触面平滑，用力压紧，使得铅分子间的距离小到分子力起作用的距离，分子引力的作用使铅柱在钩码的拉力下未分开，D正确．
答案 D
5． (1)下列说法正确的是________．
A．由阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可以估算出该种气体分子的大小
B．悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显
C．分子间的引力随分子间距离的增大而增大，分子间的斥力随分子间距离的增大而减
小
D．根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体
(2)如图1－1－10所示，汽缸内封闭一定质量的某种理
想气体，活塞通过滑轮和一重物连接并保持平衡，已
知活塞距缸口0.2 m，活塞面积10 cm2，大气压强
1.0×105 Pa，物重50 N，活塞质量及一切摩擦不计，
缓慢升高环境温度，使活塞刚好升到缸口，封闭气体吸收了60 J的热量，则封闭气体的压强将________(选填“增加”、“减小”或“不变”)，气体内能变化量为________J.
解析 (1)由于气体分子间距离大，所以不能估算分子大小，A错．布朗运动的显著程度
与温度和颗粒大小有关，B正确．分子引力和斥力都是随分子间距离的增大而减小的，
则C错．热量不能自发地从低温物体传到高温物体，故D错．
(2)此时气体压强p＝p0－恒定．
由热力学第一定律ΔU＝W＋Q＝－pΔV＋Q＝50 J.
答案 (1)B (2)不变 50
6．(1)当密闭在气球内的空气(可视为理想气体)温度缓慢升高时________．
A．气体分子的体积增大
B．气体分子的动能增大
C．气体分子的平均动能增大
D．单位体积内分子数增多
(2)若只对一定质量的理想气体做1 500 J的功，可使其温度升高5 K．若改成只用热传递
的方式，使气体温度同样升高5 K，那么气体应吸收________ J的热量．如果对该气体
做了2 000 J的功，使其温度升高了5 K，表明在该过程中，气体还________(选填“吸收”
或“放出”)热量________J.
答案 (1)C (2)1 500 放出 500
7．(1)第一类永动机不可能制成是因为其违反了________________，第二类永动机不可能制成是因为其违反了_________________________________________________________．
(2)在一个大气压下，水在沸腾时，1 g水吸收2 263.8 J的热量后由液态变成同温度的气
态，其体积由1.043 cm3变成1 676 cm3，求：
①1 g水所含的分子个数；
②体积膨胀时气体对外界做的功；
③气体的内能变化．(大气压强p0＝1.0×105 Pa，水的摩尔质量为M＝18 g/mol，阿伏加
德罗常数NA＝6.0×1023 mol－1)
解析 (2)①1 g水所含的分子个数为n＝×6×1023＝3.3×1022(个)．
②气体体积膨胀时对外做的功为W＝p0×ΔV＝105×(1 676－1.043)×10－6 J＝167.5 J.
③根据热力学第一定律有：
ΔU＝W＋Q＝(2 263.8－167.5) J＝2 096.3 J.
答案 (1)能量守恒定律 热力学第二定律
(2)①3.3×1022 ②167.5 J ③增加 2 096.3 J
8．(1)下列说法中正确的是________．
A．气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对
器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大
B．把两块纯净的铅压紧，它们会“粘”在一起，说明分子间存在引力
C．破碎的玻璃不能重新拼接在一起是因为其分子间存在斥力作用
D．分子a从远处趋近固定不动的分子b，只受分子之间作用力，当a到达受b的作用力
为零处时，a的动能一定最大
(2)目前，环境污染已非常严重，瓶装纯净水已经占领柜台．再严重下去，瓶装纯净空气
也会上市．设瓶子的容积为500 mL，空气的摩尔质量M＝29×10－3 kg/mol.按标准状况
计算，NA＝6.0×1023 mol－1，试估算：
①空气分子的平均质量是多少？
②一瓶纯净空气的质量是多少？
③一瓶中约有多少个气体分子？
解析 (1)气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁
时对器壁的作用力增大，但是气体的压强不一定增大，还要看分子的密集程度，A项错
误；把两块纯净的铅压紧，它们会“粘”在一起，是分子间引力的作用，B项正确；玻
璃断面凹凸不平，即使用很大的力也不能使两断面间距接近分子引力作用的距离，所以
碎玻璃不能接合，若把玻璃加热，玻璃变软，则可重新接合，所以C项错误；分子a从
远处趋近固定不动的分子b，只受分子之间作用力，先是引力做正功，当a到达受b的
作用力为零处时，a的动能一定最大，D项正确．
(2)①m＝＝ kg＝4.8×10－26 kg
②m空＝ρV瓶＝＝ kg＝6.5×10－4 kg
③分子数N＝nNA＝ ·NA＝＝1.3×1022个
答案 (1)BD (2)①4.8×10－26 kg ②6.5×10－4 kg
③1.3×1022个
9．(1)下列说法正确的是 ( )．
A．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映
B．没有摩擦的理想热机可以把吸收的能量全部转化为机械能
C．知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏加德罗常数
D．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同
(2)一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功1.7×105 J，气体内能减少
1.3×105 J，则此过程中气体________(填“吸收”或“放出”)的热量是________ J．此后，
保持气体压强不变，升高温度，气体对外界做了5.0×105 J的功，同时吸收了6.0×105 J
的热量，则此过程中，气体内能增加了________ J
解析 (1)布朗运动是指悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，并不是指颗粒分子的运动，
所以A错误．热能不可能全部转化为机械能而不引起其他变化，所以B错误．知道摩尔
质量和密度可求摩尔体积，求不出阿伏加德罗常数，所以C错误．内能不同的物体它们
分子运动的平均动能可能相同，因为只要物体的温度相同，分子平均动能就相同，所以
D项正确．
(2)根据热力学第一定律得：W＝1.7×105 J，ΔU＝－1.3×105 J，代入ΔU＝W＋Q可得，
Q＝－3.0×105 J，Q为负值，说明气体要放出热量，放出的热量为3.0×105 J；同理W
＝－5×105 J，Q＝6×105 J，ΔU＝W＋Q＝1.0×105 J，即内能增加了1.0×105 J.
答案 (1)D (2)放出 3.0×105 1.0×105
10．(1)关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是 ( )．
A．教室内看到透过窗子的“阳光柱”里粉尘颗粒杂乱无章的运动，这种运动是布朗运
动
B．热量只能从高温物体向低温物体传递，不可能由低温物体传给高温物体
C．用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功2.0×105 J，若空气向外界放出热量1.5×105 J，
则空气内能增加5×104 J
D．一定质量的理想气体，如果保持温度不变，体积越小压强越大
(2)1 mL水用注射器能滴50滴，水的密度ρ＝103 kg/m3，则1滴水中有多少个水分子？(阿
伏加德罗常数NA＝6.02×10－23 mol－1)
解析 (1)布朗运动是由液体分子撞击固体小颗粒而引起的，而教室内粉尘颗粒杂乱无章
的运动是由于空气流动引起的，A项错误；在一定条件下，热量可以从低温物体传给高
温物体，例夏天空调工作时，不断地将热量从低温的室内传到高温的室外，B项错误；
根据热力学第一定律可知，C项正确；根据＝恒量可知，对于一定质量的气体，温度
不变，体积越小，压强越大，D项正确．
(2)1滴水的体积为
V＝ m3＝2×10－8 m3
1滴水的质量为m＝Vρ＝2×10－8×103 kg＝2×10－5 kg
所以1滴水中水分子的个数为
n＝NA＝×6.02×1023＝6.69×1020个．
答案 (1)CD (2)6.69×1020个
【点此下载】