(时间：90分钟；满分：100分)
一、单项选择题(本大题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得4分，选错或不答的得0分)
1．关于分子热运动和布朗运动，下列说法中正确的是( )
A．悬浮微粒越大，同一时刻与之碰撞的液体分子越多，布朗运动越显著
B．布朗运动是分子无规则运动的反映
C．当物体的温度达到0 ℃时，物体分子的热运动就会停止
D．布朗运动的剧烈程度和温度有关，所以布朗运动也叫热运动
解析：选B.微粒越大，布朗运动越不显著，A错误；布朗运动间接反映了液体分子运动的无规则性，B正确；热运动在0 ℃不会停止，C错误；热运动是分子的无规则运动，布朗运动是悬浮微粒的运动，D错误．
2．已知阿伏加德罗常数为NA，某物质的摩尔质量为M，则该物质的分子质量和m kg水中所含氢原子数分别是( )
A.，mNA×103
B．MNA,9mNA
C.，mNA×103
D.，18mNA
解析：选A.某物质的摩尔质量为M，故其分子质量为；m kg水所含摩尔数为，故氢原子数为×NA×2＝，故A选项正确．
3．(2010年高考四川卷)下列现象中不能说明分子间存在分子力的是( )
A．两铅块能被压合在一起
B．钢绳不易被拉断
C．水不容易被压缩
D．空气容易被压缩
解析：选D.A、B选项说明分子间存在引力，C选项说明分子间存在斥力，D项说明气体分子间距大，故答案为D.
4．关于物体的内能，正确的说法是( )
A．温度、质量相同的物体具有相等的内能
B．物体的内能与物体的体积有关
C．机械能越大的物体，内能也一定越大
D．温度相同的物体具有相同的内能
解析：选B.物体内所有分子的动能与分子势能的总和叫物体的内能．温度相同，分子平均动能相同，质量相同，分子个数不一定相同，分子势能也不一定相同，故A、D错误；物体的内能与机械能没有必然的联系，内能与热运动相对应，机械能与机械运动相对应，内能由物体的温度、体积、分子数决定，而机械能由物体运动的速度、离地高度等条件决定，故C错误，B正确．
5．(2011年高考四川卷)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：选C.布朗运动是指悬浮颗粒因受分子作用力不平衡而引起的悬浮颗粒的无规则运动，选项A错误；气体分子因不断相互碰撞其动能瞬息万变，因此才引入了分子的平均动能，选项B错误；气体分子不停地做无规则热运动，其分子间的距离大于10r0，因此气体分子间除相互碰撞的短暂时间外，相互作用力十分微弱，分子的运动是相对自由的，可以充满所能达到的整个空间，故选项C正确；气体分子在不停地做无规则运动，分子间距离不断变化，故选项D错误．
6．2010年10月1日远在38万公里之外的嫦娥二号卫星要迎来月食考验，陷入黑暗和严寒当中，卫星在月食阶段的长时间阴影中，将直接面对太空零下270摄氏度(t1)的低温环境，也无法获得太阳红外和月球红外的加热．卫星经历月食后，卫星上设备的温度将大幅度降低，某些外露设备的温度甚至会降低到零下190摄氏度(t2)．与迎来月食之前相比，下列说法正确的是( )
A．嫦娥二号卫星上某一外露设备的每一个分子动能都增大
B．嫦娥二号卫星上某一外露设备的每一个分子动能都减小
C．嫦娥二号卫星上某一外露设备的所有分子的平均动能增大
D．嫦娥二号卫星上某一外露设备的所有分子的平均动能减小
解析：选D.温度降低，分子的平均动能减小，但有些分子的动能可能增大．
7．下列说法正确的是( )
A．分子间距离为r0时没有作用力，大于r0时只有引力，小于r0时只有斥力
B．分子间距离变大，分子势能可能变大，也可能变小
C．设两个分子相距无穷远时势能为零，则分子间距离变小时，分子势能一直变小，故分子势能在任何距离上都为负值
D．物体的内能仅由温度和体积决定
解析：选B.分子在相互作用的距离内既有引力，又有斥力，故A错；分子间距离r＞r0时，距离增大，克服分子力做功，分子势能变大，r＜r0时，距离增大，分子力做正功，分子势能减小，故B对；当分子间距离减小时，在r＞r0范围内，分子力做正功，分子势能减小，当r＜r0时，克服分子力做功，分子势能增加，故C错；物体的内能与物质的量、温度、体积都有关，D错．分子力做功是引起分子势能变化的原因，分子力做正功，分子势能减小，克服分子力做功，分子势能增加，无论选何处为零势能点，r＝r0时， 分子势能都最小．
二、双项选择题(本大题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有两个选项符合题目要求，全部选对的得6分，只选1个且正确的得3分，有选错或不答的得0分)
8．较大的颗粒不做布朗运动，是由于( )
A．液体分子不一定与颗粒相撞
B．各个方向的液体(或气体)分子对颗粒冲力的平均效果相互平衡
C．颗粒质量大，不易改变运动状态
D．颗粒本身的热运动缓慢
解析：选BC.较大的颗粒受更多的液体(或气体)分子的来自各方向的撞击，使颗粒趋于平衡，而且较大的颗粒质量大、惯性大，在相同撞击力作用下产生的加速度小，运动状态难以改变，所以选B、C.
图1－5
9．如图1－5是某一布朗微粒的运动路线图．若t＝0时刻它在O点，然后每隔30 s记录一次微粒的位置(依次为a、b、c、d、e、f)．最后将各位置按顺序连接而得到此图．下述分析中正确的是( )
A．线段ab是微粒在第30秒初至第60秒末的运动轨迹
B．t＝65 s时刻，微粒应该在bc线上
C．线段Oa的长度是微粒前30秒内的位移大小
D．虽然t＝180 s时刻微粒在f点，但它不一定是沿ef方向到达f点的
解析：选CD.布朗微粒的运动路线折线图是粗略描述布朗运动的示意图，而不是运动轨迹图，在依次连接的两时刻的中间某时刻，微粒不一定在两点连线上，因此A、B错误，C、D正确．
图1－6
10．如图1－6所示，两个绝热的、容积相同的球状容器A、B，用带有阀门K的绝热细管连通，相邻两球球心的高度差h＝1.00 m．初始时，阀门是关闭的，A中装有1 mol的氦(He)，B中装有1 mol的氪(Kr)，两者的温度和压强都相同．气体分子之间的相互作用势能可忽略．现打开阀门K，两种气体相互扩散，达到稳定状态时( )
A．系统的内能增加
B．系统的内能减少
C．氦分子的平均速率小于氪分子的平均速率
D．氦分子的平均速率大于氪分子的平均速率
解析：选BD.对两种气体组成的系统，由于气体的相互扩散，最终使系统的重心上升，绝热系统对外做功，内能减少，故温度降低，A错，B正确；混合后两气体温度最终相同，则分子的平均动能一样，氦分子的质量较小，故氦分子的平均速率大于氪分子的平均速率，C错，D正确．
三、非选择题(本大题共6小题，共54分．按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
11．(8分)(2011年高考大纲全国卷)在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
①往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上．
②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定．
③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小．
④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积．
⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上．
完成下列填空：
(1)上述步骤中，正确的顺序是________．(填写步骤前面的数字)
(2)将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液；测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴．现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13 m2.由此估算出油酸分子的直径为________m．(结果保留1位有效数字)
解析：(1)根据所学知识解答．
(2)d＝＝ m≈5×10－10 m.
答案：(1)④①②⑤③ (2)5×10－10
12．(8分)在“用油膜法估测分子的大小”实验中，现有按体积比为n∶m配制好的油酸酒精溶液置于容器中，还有一个盛有约2 cm深水的浅盘，一支滴管，一个量筒．
请补充下述估测分子大小的实验步骤：
图1－7
(1)________(需测量的物理量自己用字母表示)．
(2)用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘，等油酸薄膜稳定后，将薄膜轮廓描绘在坐标纸上，如图1－7所示．(已知坐标纸上每个小方格面积为S，求油膜面积时，半个以上方格面积记为S，不足半个舍去)则油膜面积为________．
(3)估算油酸分子直径的表达式为d＝________.
解析：(1)用滴管向量筒内加注N滴油酸酒精溶液，读出其体积V.
(2)利用补偿法，可查得面积为8S.
(3)1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为
V′＝×，油膜面积S′＝8S，由d＝，得
d＝.
答案：(1)见解析 (2)8S (3)
13．(10分)用长度放大600倍的显微镜观察布朗运动．估计放大后的小颗粒(炭)体积为0.1×10－9 m3，炭的密度是2.25×103 kg/m3，摩尔质量是1.2×10－2 kg/mol，阿伏加德罗常数为6.02×1023 mol－1，则该小炭粒含分子数约为多少个？(结果保留一位有效数字)
解析：小颗粒体积V＝ m3，
密度ρ＝2.25×103 kg/m3，
摩尔质量M＝1.2×10－2 kg/mol，
NA＝6.02×1023 mol－1.
该小炭粒含分子数N＝NA≈5×1010(个)．
答案：5×1010 个
14．(8分)钻石是首饰和高强度的钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为ρ(单位为kg/m3)，摩尔质量为M(单位为g/mol)，阿伏加德罗常数为NA，请写出a克拉钻石所含有的分子数和每个钻石分子直径的表达式(1克拉＝0.2克)．
解析：因为钻石的密度为ρ，a克拉＝0.2a克，那么它的体积＝0.2a/ρ
因为摩尔质量为M，所以它的摩尔数＝0.2a/M
阿伏加德罗常数为NA，所以共含有0.2a NA/M个分子
每个分子体积V0＝π3＝，
所以分子直径d＝.
答案：0.2aNA/M d＝
15．(10分)(2011年青岛二中高二统考)在标准状况下，有体积为V的水和体积为V的可认为是理想气体的水蒸气，已知水的密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，水的摩尔质量为MA，在标准状况下水蒸气的摩尔体积为VA，求：
(1)说明标准状况下水分子与水蒸气分子的平均动能的大小关系；
(2)它们中各有多少水分子；
(3)它们中相邻两个水分子之间的平均距离．
解析：(1)标准状况下，它们的温度均为0 ℃，所以水分子与水蒸气分子的平均动能相等．
(2)体积为V的水，质量为M＝ρV①
分子个数为N＝NA②
解①、②得N＝NA③
体积为V的水蒸气，分子个数为
N′＝NA.④
(3)设相邻的两个水分子之间的平均距离为d，将水分子视为球形，每个分子的体积为
V0＝＝πd3⑤
解③、⑤得：d＝⑥
设水蒸气中相邻的两个水分子之间距离为d′，将水分子占的空间视为正方体，则其体积为
V′0＝＝d′3⑦
解④、⑦得d′＝.
答案：(1)相等 (2) (3) 或
16．(10分)(1)已知某气体的摩尔体积VA，摩尔质量为MA，阿伏加德罗常数为NA，由以上数据能否估算出每个分子的质量、每个分子的体积、分子之间的平均距离？
(2)当物体体积增大时，分子势能一定增大吗？
(3)在同一个坐标系中画出分子力F和分子势能Ep随分子间距离的变化图象，要求表现出Ep最小值的位置及Ep变化的大致趋势．
解析：(1)可估算出每个气体分子的质量m0＝；由于气体分子间距较大，由V0＝，求得的是一个分子占据的空间而不是一个气体分子的体积，故不能估算每个分子的体积；由d＝＝可求出分子之间的平均距离．
(2)在r＞r0范围内，当r增大时，分子力做负功，分子势能增大；在r＜r0范围内，当r增大时，分子力做正功，分子势能减小，故不能说物体体积增大，分子势能一定增大，只能说当物体体积变化时，其对应的分子势能也变化．
(3)
答案：见解析
1．(单选)阿伏加德罗常数所表示的是( )
A．1 g物质内所含的分子数
B．1 kg物质内所含的分子数
C．单位体积的物质内所含的分子数
D．1 mol任何物质内所含的分子数
答案：D
2．(单选)从下列哪一组物理量可以算出氧气的摩尔质量( )
A．氧气的密度和阿伏加德罗常数
B．氧气分子的体积和阿伏加德罗常数
C．氧气分子的质量和阿伏加德罗常数
D．氧气分子的体积和氧气分子的质量
解析：选C.摩尔质量在数值上等于1 mol物质的质量，等于一个分子的质量与阿伏加德罗常数的乘积．
3．(单选)若以μ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为在标准状态下水蒸气的密度，NA为阿伏加德罗常数，m、V0分别表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式：
①NA＝ ②ρ＝V0 ③m＝ ④V0＝
其中正确的是( )
A．①和②都是正确的
B．①和③都是正确的
C．③和④都是正确的
D．①和④都是正确的
解析：选B.对于气体，宏观量μ、V、ρ之间的关系式仍适用，有μ＝ρV，宏观量与微观量之间的质量关系也适用，有NA＝μ/m，所以m＝μ/NA，③正确．NA＝μ/m＝，①式正确，由于气体的分子间有较大的距离，求出的是一个气体分子平均占有的空间，一个气体分子的体积远远小于该空间．所以④式不正确．而②式是将④式代入①式得出的，也不正确．
4．(单选)假如全世界60亿人同时数1 g水的分子个数，每人每小时可以数5000个，不间断地数，则完成任务所需时间最接近(阿伏加德罗常数NA取6.0×1023 mol－1)( )
A．10年
B．1千年
C．10万年
D．1千万年
解析：选C.1 g水所含水分子的个数为×6×1023，要数完所需时间为t＝年＝1×105年，所以答案为C。
5．铜的摩尔质量为6.35×10－2 kg/mol，密度为8.9×103 kg/m3，求：
(1)铜原子的质量和体积；
(2)1 m3铜所含的原子数；
(3)估算铜原子的直径．
解析：由宏观量通过阿伏加德罗常数做桥梁，便可求出微观量
(1)铜原子的质量m＝＝ kg
＝1.05×10－25 kg，
铜原子的体积V0＝＝
＝ m3
＝1.19×10－29 m3.
(2)1 m3铜的物质的量
n＝＝ mol＝1.4×105 mol.
1 m3铜中含铜原子数
n′＝nNA＝1.4×105×6.02×1023个＝8.4×1028个．
(3)把铜原子看成球体，设直径为D，由
V0＝πD3得
D＝ ＝ m＝2.8×10－10 m.
答案：(1)1.05×10－25 kg 1.19×10－29 m3
(2)8.4×1028个 (3)2.8×10－10m
一、单项选择题
1．分子大小的数量级是( )
A．10－3 cm
B．10－10 cm
C．10－3 m
D．10－10 m
解析：选D.分子大小的数量级是10－10 m，要注意单位．
2．从下列哪一组数据可以算出阿伏加德罗常数( )
A．水的密度和水的摩尔质量
B．水的摩尔质量和水分子的体积
C．水分子的体积和水分子的质量
D．水分子的质量和水的摩尔质量
解析：选D.A项：无论设水的体积、水的物质的量还是水的质量，都不能将ρ、Mmol与NA联系起来，故无法求出NA.
同理可判断B、C两项均不能求出NA.
D项：设取n摩尔水为研究对象，则其质量m＝nMmol，水的分子总数N＝＝，故NA＝＝，其中m0为水分子质量．
3．阿伏加德罗常数是NA，铜的摩尔质量为M，铜的密度是ρ，则下列判断正确的是( )
A．1 m3铜中含有原子数目是
B．1 kg铜含有原子数目是ρNA
C．一个铜原子的质量为
D．1个铜原子占有的体积是
答案：A
4．已知水银的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，则水银分子的直径是( )
A．()
B．()
C.
D.
解析：选A.水银的摩尔体积V＝，水银分子的体积V0＝＝，把水银分子看成球形，据V＝πD3得水银分子直径，直径D＝()＝().
5．地球到月球的平均距离为384400 km，如果把铁的分子一个紧挨一个地排列起来，筑成从地球通往月球的“分子大道”，试估算这条大道需要多少个铁分子( )
A．3×1018个
B．3×1019个
C．3×1020个
D．3×1021个
解析：选A.铁分子的直径数量级为：10－10 m，则N＝384400 km/10－10 m＝3×1018(个)．
6．只要知道下列哪一组物理量，就可以估算出气体分子间的平均距离( )
A．阿伏加德罗常数，该气体的摩尔质量和质量
B．阿伏加德罗常数，该气体的摩尔质量和密度
C．阿伏加德罗常数，该气体的质量和体积
D．该气体的密度、体积和摩尔质量
解析：选B.由摩尔质量M和气体密度算出摩尔体积Vmol＝，由摩尔体积和阿伏加德罗常数可算出每个气体分子所占体积V0＝，也可看做气体分子的平均活动空间，把这些空间看成一个个小立方体，其边长可认为是分子间平均距离．
7．下列说法正确的是( )
A．质量相同的氢气和氦气含有相同的分子数
B．物质的量相同的任何物质都含有相同的分子数
C．体积相同的水和冰含有相同的分子数
D．密度相同的不同物质，单位体积内的分子数一定相同
解析：选B.质量相同的氢气和氦气的物质的量不同，所以含有的分子数不同．体积相同的水和冰，由于它们的密度不同，由m＝ρV知，它们的质量不同，而它们的摩尔质量又相同，故它们的物质的量不同，所以含有的分子数不同．同样，密度相同的不同物质，单位体积的质量相同，但由于摩尔质量不同，所含的物质的量不同，分子数也就不同，故只有B项正确．
二、双项选择题
8．关于分子，下列说法中正确的是( )
A．分子看做球是对分子的简化模型，实际上分子的形状并不真的都是小球
B．所有分子的直径都相同
C．不同分子的直径一般不同，但数量级基本一致
D．分子直径多数为10－10 m
解析：选AC.10－10 m是分子直径的数量级，而不是所有分子的直径是10－10 m.
9．对于液体和固体来说，如果用Mmol表示摩尔质量，m表示分子质量，ρ表示物质密度，Vmol表示摩尔体积，V分子表示分子体积，NA表示阿伏加德罗常数，下列各式中能正确反映这些量之间关系的是( )
A．NA＝
B．NA＝
C．Vmol＝ρMmol
D．Vmol＝
答案：AD
10．关于分子的质量，下列说法中正确的是( )
A．质量相同的任何物质，其分子质量一定相同
B．摩尔数相同的物质，分子的质量一定相同
C．分子的质量之比一定等于它们的摩尔质量之比
D．密度大的物质，分子的质量不一定大
解析：选CD.由于1摩尔任何物质的微粒数都相同，分子的质量之比就等于它们的摩尔质量之比，分子的质量与分子的体积和密度有关，故答案选C、D.
三、非选择题
11．已知金刚石的密度为ρ＝3.5×103 kg/m3，现有体积为4.0×10－8 m3的一小块金刚石，它含有多少个碳原子？假如金刚石中的碳原子是紧密地挨在一起的，试估算碳原子的直径．(保留一位有效数字)
解析：这块金刚石的摩尔数为：
n＝＝ mol＝1.2×10－2 mol
则这块金刚石所含的碳原子数为：
n′＝nNA＝1.2×10－2×6.0×1023＝7×1021(个)
每个碳原子体积为：
V0＝＝ m3＝5.7×10－30 m3
把金刚石中碳原子看成球体，则由公式：
V0＝π3＝d3
可得d＝＝2.2×10－10 m.
答案：7×1021 2.2×10－10 m
??12.一间教室长a＝8 m，宽b＝7 m，高c＝4 m，假设教室里的空气处于标准状况．为了估算出教室里空气分子的数目，有两位同学各自提出了一个方案：
方案1 取分子直径D＝1×10－10 m，算出分子体积V1＝πD3，根据教室内空气的体积V＝abc，算得空气分子数为：N＝＝.
方案2 根据化学知识，1 mol空气在标准状况下的体积V0＝22.4 L＝22.4×10－3 m3.由教室内空气的体积，可算出教室内空气的摩尔数n＝＝；再根据阿伏加德罗常数，算得空气分子数为：N＝nNA＝NA.
请对这两种方案做一评价，并估算出你们教室里空气分子的数目．
解析：方案1 把教室里的空气分子看成是一个个紧挨在一起的，没有考虑空气分子之间的空隙，不符合实际情况．通常情况下气体分子间距的数量级为10－9 m，因此分子本身体积只是气体所占空间的极小一部分，常常可以忽略不计．方案2的计算方法是正确的．请根据方案2完成计算．由方案2知：n＝＝，解得n＝100 mol，代入N＝nNA，得N＝6.02×1025个．
答案：6.02×1025个
1．(双选)扩散现象说明了( )
A．物质是由大量分子组成的
B．物质内部分子间存在着相互作用力
C．分子间存在着空隙
D．分子在做无规则运动
解析：选CD.扩散现象是一种物质的分子进入另一种物质内部的现象，因而说明了分子间存在着空隙；而物质混合达到均匀，则表明分子的运动是无规则的．
2．(单选)关于热运动的说法中，下列正确的是( )
A．热运动是物体受热后所做的运动
B．温度高的物体中的分子的无规则运动
C．单个分子的永不停息的无规则运动
D．大量分子的永不停息的无规则运动
解析：选D.物体的温度高低与内部分子无规则运动的剧烈程度直接相关，温度越高，分子的无规则运动越剧烈，因此，物理学中把物体内部大量分子的无规则运动称为热运动．
图1－3－1
3．(单选)在观察布朗运动时，从微粒在a点开始计时，每隔30 s记下微粒的一个位置，得到b，c，d，e，f，g等点，然后依次连接，如图1－3－1所示，则微粒在75 s末时的位置( )
A．一定在c，d连线的中点
B．一定在c，d的连线上，但不一定在cd的中点
C．一定不在c，d连线的中点
D．可能在c，d连线以外的某点
解析：选D.根据布朗运动的特点可知，微粒在75 s末的位置不能确定．故正确答案为D.
4．(双选)下列现象中，能说明分子无规则运动的剧烈程度跟温度有关的是( )
A．扩散现象中，温度越高，扩散得越快
B．随着温度的升高，微粒的布朗运动愈加剧烈
C．温度越低，湿衣服干得越快
D．在某些条件下，不发生沸腾的水中分子的热运动可能比沸腾水中分子的热运动更为剧烈
解析：选AB.扩散现象和布朗运动都说明了分子做无规则运动，它们都与温度有关，温度越高，扩散得越快，布朗运动越剧烈．
5．用长度放大600倍的显微镜观察布朗运动，估计放大后的小颗粒(碳)体积为0.1×10－9 m3，碳的密度是2.25×103 kg/m3，摩尔质量是1.2×10－2 kg/mol，阿伏加德罗常数为6.02×1023 mol－1，则该小碳粒含分子约为________个(取一位有效数字)．
解析：实际碳颗粒的体积为
V＝ m3
碳颗粒的质量为
m＝ kg
碳颗粒的物质的量为
n＝ mol
碳颗粒的个数为
N＝×6.02×1023个．
≈5×1010个．
答案：5×1010
一、单项选择题
1．(物理与日常生活)通常把萝卜腌成咸菜需要几天，而把萝卜炒成熟菜，使之具有相同的咸味，只需几分钟，造成这种差别的主要原因是( )
A．盐分子太小，很容易进入萝卜中
B．萝卜分子和盐分之子间在温度高时吸引力大
C．萝卜分子间有间隙，易扩散
D．炒菜时温度高，分子热运动剧烈
解析：选D.食盐分子进入萝卜的过程为扩散运动，而扩散运动的快慢和温度的高低有关，而且是温度越高盐分子扩散得越快．
2．下列说法中正确的是( )
A．热的物体中的分子有热运动、冷的物体中的分子无热运动
B．气体分子有热运动、固体分子无热运动
C．高温物体的分子热运动比低温物体的分子热运动激烈
D．运动物体中的分子热运动比静止物体中的分子热运动激烈
解析：选C.不论物体处于何种状态以及温度高低，分子都是不停地做无规则运动，只是剧烈程度与温度有关．
3．在一杯清水中滴入一滴墨汁，经过一段时间后墨汁均匀地分布在水中，这是由于( )
A．水分子和碳分子间引力与斥力的不平衡造成的
B．碳分子的无规则运动造成的
C．水分子的无规则运动造成的
D．水分子间空隙较大造成的
解析：选C.墨汁中含有大量炭粒，而炭粒又是由很多碳分子组成的，碳粒的尺寸远比水分子间空隙大得多；炭粒在水分子的无规则撞击下，均匀地分布在水中，故C选项正确．
图1－3－2
4．做布朗运动实验，得到某个观测记录如图1－3－2.图中记录的是( )
A．分子无规则运动的情况
B．某个微粒做布朗运动的轨迹
C．某个微粒做布朗运动的速度—时间图线
D．按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线
解析：选D.布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，而非分子的运动，故A项错误；既然无规则所以微粒没有固定的运动轨迹，故B项错误，对于某个微粒而言，在不同时刻的速度大小和方向均是不确定的，所以无法确定其在某一个时刻的速度，故也就无法描绘其速度—时间图线，故C项错误；D项正确．
5．关于布朗运动，下列说法正确的是( )
A．布朗运动反映了分子运动，布朗运动停止了，分子运动也会暂时停止
B．固体微粒做布朗运动，充分说明了微粒内部分子在不停地做无规则的运动
C．布朗运动是无规则的，说明大量液体分子的运动也是无规则的
D．布朗运动的无规则性是由温度、压强无规则的不断变化而引起的
解析：选C.分子的热运动永不停息，A错；固体微粒做布朗运动，说明了液体分子在做无规则的运动，不能说明微粒内部分子的运动情况，B错；布朗运动的无规则性是由于液体分子运动的无规则，C对，D错．
6．花粉在水中做布朗运动的现象说明( )
A．花粉的分子在做无规则热运动
B．水分子在做无规则的热运动
C．水分子之间是有空隙的
D．水分子之间有分子力作用
解析：选B.布朗运动是小颗粒的运动，而不是分子的运动，物体小颗粒的布朗运动是液体分子无规则运动撞击小颗粒的结果，它只能间接说明水分子在做无规则的热运动，并不能说明花粉分子在做无规则热运动．另外，花粉颗粒的布朗运动的直接原因并不是水分子之间有空隙和水分子之间的作用力，所以A、C、D选项错，B选项正确．
7．关于布朗运动的剧烈程度，下列说法不正确的是( )
A．固体微粒越小，布朗运动越显著
B．液体温度越高，布朗运动越显著
C．与固体微粒相碰撞的液体分子数目越多，布朗运动越明显
D．与固体微粒相碰撞的液体分子数目越少，布朗运动越显著
解析：选C.布朗运动的剧烈程度取决于颗粒的大小和液体的温度及微粒周围分子数目的多少．
二、双项选择题
8.
图1－3－3
如图1－3－3所示，一个装有无色空气的广口瓶倒扣在装有红棕色二氧化氮气体的广口瓶上，中间用玻璃板隔开，当抽去玻璃板后所发生的现象，下列说法正确的是(已知二氧化氮的密度比空气密度大)( )
A．当过一段时间可以发现上面瓶中的气体变成淡红棕色
B．二氧化氮由于密度大，不会跑到上面的瓶中，所以上面瓶不会出现淡红棕色
C．上面的空气由于重力作用会到下面的瓶中，于是将下面瓶中的二氧化氮排出了一小部分，所以会发现上面瓶中的瓶口处显淡红棕色，但在瓶底处不会出现淡红棕色
D．由于气体分子在运动着，所以上面的空气会运动到下面的瓶中，下面的二氧化氮也会自发地运动到上面的瓶中，所以最后上下两瓶气体的颜色变得均匀一致
解析：选AD.因为分子运动是永不停息的，所以相互接触的两种物质分子会彼此进入对方，也就是扩散，最终空气和二氧化氮分子均匀混合，整体是淡红棕色，所以A、D正确．
9．把墨汁用水稀释后取出一滴放在显微镜下观察如图1－3－4所示，下列说法中正确的是( )
图1－3－4
A．在显微镜下既能看到水分子也能看到悬浮的小炭粒，且水分子不停地撞击炭粒
B．小炭粒在不停地做无规则运动，这就是所说的布朗运动
C．越小的炭粒，运动越明显
D．在显微镜下看起来连成一片的液体，实际上就是由许许多多的静止不动的水分子组成的
答案：BC
10．较大的粒子不做布朗运动是因为( )
A．液体分子停止运动
B．液体温度太低
C．跟粒子碰撞的分子数较多，各方向的撞击作用相互平衡
D．分子冲击力很难改变大颗粒的运动状态
解析：选CD.粒子越大，质量越大，由牛顿第一定律知其惯性越大，运动状态越难改变．
三、非选择题
11．请解释下列物理现象：
(1)将樟脑球放入衣箱里，过一段时间后，衣箱里充满了樟脑味；
(2)将盐放入水中，水逐渐变咸，而且热水比冷水容易变咸；
(3)给气球吹足气，虽然用细线将口扎紧，但过三两天后，气球仍然瘪了．
答案：(1)樟脑球放入衣箱，由于分子的热运动，樟脑分子进入箱内空气中，因此衣箱内充满樟脑味．
(2)盐放入水中，发生扩散现象，故水变咸，且分子的热运动与温度有关，温度越高，分子运动越激烈，因此热水比冷水容易变咸．
(3)气球分子间有间隙，而且球内气压大，因此球内气体分子可由空隙运动到球外，气球会慢慢瘪掉．
12．放在光滑水平面上的物体，受到一个水平方向的作用力而做匀加速直线运动．有人说：“随着物体运动加快，物体内分子的运动也加快，因此分子的平均动能增大，物体的温度升高．”这种说法是否正确？为什么？
解析：热运动是物体内分子的无规则运动，这种无规则的运动是相对于物体本身的运动．物体运动时，物体中所有分子在无规则运动的基础上又叠加了一个“整体有序”的运动，这个“整体有序”的运动就是物体的机械运动．而物体的温度跟无规则运动有关，无规则运动越激烈，物体的温度越高，所以把这种运动叫热运动．物体的机械运动不会影响物体的温度，所以物体的温度不会因物体的运动速度增大而升高．
答案：这种说法是错误的．分子的热运动和物体的机械运动是两种不同形式的运动．简单说，热运动是物体内大量分子的无序运动，而机械运动则是由大量分子组成的整体有序运动．这两种运动形式可以相互转化，这对应与它们的两种形式的能量之间的转化，即内能和机械能之间的转化．
1．(双选)油膜法粗略测定分子直径的实验基础是( )
A．把油酸分子视为球形，其半径即为油膜的厚度
B．让油酸在水面上充分散开，形成单分子油膜
C．油酸分子的直径等于滴到水面上的油酸体积除以油膜的面积
D．油酸分子直径的数量级是10－15 m
解析：选BC.油膜法测分子直径实验中，首先建立模型——球形，然后让油酸在水面上形成单分子油膜，故A错、B正确．油酸分子直径的数量级是10－10 m，故D错．
2．(双选)为了尽可能准确地估测出油膜分子的大小，下列哪些措施是可行的( )
A．油酸浓度适当大一些
B．油酸浓度适当小一些
C．油酸扩散后立即绘出轮廓图
D．油酸扩散并待其收缩稳定后再绘出轮廓图
解析：选BD.为能形成单分子油膜，油酸浓度应适当小些；绘制轮廓图应在油酸扩散稳定后进行，B、D选项正确．
3．(单选)用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，只需要知道油滴的( )
A．摩尔质量
B．摩尔体积
C．体积
D．密度
解析：选B.知道油酸分子的直径，就可以得出油酸分子的体积，知道摩尔体积，除以油酸分子的体积就是阿伏加德罗常数，故选B.
4．(单选)利用油膜法可粗略地测定分子的大小和阿伏加德罗常数．若已知n滴油的总体积为V，一滴油形成的油膜面积为S，这种油的摩尔质量为μ，密度为ρ，则每个油分子的直径D和阿伏加德罗常数NA分别为( )
A．D＝，NA＝
B．D＝，NA＝
C．D＝，NA＝
D．D＝，NA＝
解析：选A.因为n滴油的总体积为V，则一滴油的体积为V/n，根据公式D＝V/S可知D＝V/(nS)，把油酸分子看成球体，由宏观量和微观量之间的关系可知A选项正确．
5．(单选)用油膜法估测分子直径的实验中，下列操作正确的有( )
A．将纯油酸直接滴在水面上
B．向量筒中滴100滴油酸酒精溶液，读出其体积
C．用试管向水面倒油酸溶液少许
D．在计算油膜面积时，凡是占到方格一部分的都计入方格的总数
解析：选B.油酸应先稀释成油酸酒精溶液，然后取一滴溶液滴在浅盘里，目的是形成单分子油膜，故A、C错，B正确，计算油膜面积时应是占到方格一半以上的计为一个，少于半个的忽略，故D错．
6．(单选)某种油剂的密度为8×102 kg/m3，若不慎将0.8 kg这种油剂漏到湖水中并形成单分子油膜，则湖面受污染面积约为( )
A．10－3m2
B．107 cm2
C．10 km2
D．10－10 m2
解析：选C.根据m＝ρ·SD得湖面受污染面积S＝＝ m2＝107 m2＝10 km2，故选C.
7．(单选)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，需要测量的物理量是( )
A．一滴油的质量和它的密度
B．一滴油的体积和它的密度
C．一滴油的体积和它散成油膜的最大面积
D．散成油膜的厚度和它的密度
解析：选C.把一滴油酸(事先测出其体积V)滴在水面上，在水面上形成的油膜认为是单分子油膜，且把分子看成球形，油膜的厚度认为是油酸分子的直径D.测出油膜面积S.则分子直径D＝V/S(类比：取一定量的小米粒，测出其体积V，将米粒平摊在桌面上，上下不重叠，一粒紧挨一粒，量出米粒占据桌面的面积S，从而L＝D/S)．所以C对．
8．“用油膜法估测分子的大小”实验的简要步骤如下：
A．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去，多于半个的算一个)，再根据方格的边长求出油膜的面积S.
B．将一滴酒精油酸溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上．
C．用浅盘装入约2 cm深的水．
D．用公式D＝，求出薄膜厚度，即油酸分子的大小．
E．根据酒精油酸溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V.
上述步骤中有步骤遗漏或步骤不完全，请指出：
(1)________________________________________________________________________．
(2)________________________________________________________________________．
上述实验步骤的合理顺序是________________________________________________________________________．
解析：在滴入油酸酒精溶液之前，应将痱子粉或细石膏粉均匀地撒在水面上，这样可以清楚地看出油酸的轮廓，另外，在实验过程中，必须记下一滴油酸的体积．
答案：(1)C步骤中，要在水面上撒上痱子粉或石膏粉
(2)实验时，还需要：F.用注射器或滴管将事先配制好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数 C、F、B、A、E、D
图1－2－3
9．在做用油膜法估测分子大小的实验中，油酸酒精溶液的浓度约为每104 mL溶液中有纯油酸6 mL，用注射器测得1 mL上述溶液为75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图1－2－3所示，坐标中正方形方格的边长为1 cm.试求：
(1)油酸膜的面积是多少cm2?
(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积；
(3)按以上实验数据估测出油酸分子的直径．
解析：(1)由题图知，其中正方形方格87个，补偿法近似处理，可补19个整小方格，实际占小方格87＋19＝106，那么油膜面积S＝106×1 cm2＝106 cm2.
(2)由1 mL溶液中有75滴，1滴溶液的体积为 mL，又每104 mL溶液中有纯油酸6 mL， mL溶液中纯油酸的体积V＝ mL＝8×10－6 mL.
(3)油酸分子直径
d＝＝ cm＝7.5×10－8 cm＝7.5×10－10 m.
答案：(1)106 cm2 (2)8×10－6 mL (3)7.5×10－10 m
10．油酸分子大小的理论值是1.12×10－9 m．你认为自己的实验是否准确测出了油酸分子的大小？产生误差的主要原因是什么？对实验结果关注的是测出的数值还是数量级？
解析：本实验不能准确测出油酸分子的大小．产生误差的主要原因是：(1)油酸厚度不是单层分子；(2)纯油酸体积的计算可能产生误差；(3)油酸面积计算可能存在误差；(4)分子间有间隙．
对实验结果关注的是数量级．
答案：见解析
1．(双选)下列说法正确的是( )
A．在10 ℃时，一个氧气分子的分子动能为Ek，当温度升高到20 ℃时，这个分子的分子动能为Ek′，则Ek′＜Ek
B．在10 ℃时，每一个氧气分子的温度都是10 ℃
C．在10 ℃时，氧气分子平均速率为1，氢气分子平均速率为2，则1＜2
D．在任何温度下，各种气体分子的平均速度都为零
解析：选CD.单个分子的动能、速率是随时变化的，因而是没有意义的，温度是大量分子做热运动时分子平均动能的标志，对个别分子也是没有意义的．
氧气与氢气温度相同，分子平均动能相等：k1＝k2，又因m1＞m2，则1＜2，C选项正确．
速度是矢量，大量气体分子向各个方向运动的机会均等，所有分子的速度矢量和为零，故任何温度下，气体分子的平均速度都为零，故D选项正确．
2．(双选)有两个分子，它们之间的距离大于10 r0，其中一个分子以一定的初动能向另一个分子趋近，在两个分子间的距离逐渐减小的过程中，下列说法正确的是( )
A．r＞r0时，分子势能不断减小，分子动能不断增大
B．r＝r0时，分子势能为零，分子动能最大
C．r＜r0时，分子势能增大，分子动能减小
D．r具有最小值时，分子动能最小，分子温度最低
解析：选AC.错解：在r＞r0这区间内，分子力表现为引力，做正功，分子势能减小，动能增大．当r＝r0时，分子势能为零，动能最大，A、B两项正确．在r＜r0时，分子力为斥力，距离减小．分子力做负功，分子势能增大，动能减小，C项也正确．当分子间距离最小时，分子动能减小到最小，温度最低．故本题的答案为A、B、C、D.本题最易错的两点是：r＝r0时分子势能最小与分子势能为零不是一回事；对单个分子，温度是没有意义的．故B、D两项是错的，错解中对A、C两项的分析是正确的．
3．(双选)在温度相同的条件下，下列有关氧气、氢气分子说法正确的是( )
A．每一个氧分子和每一个氢分子的动能相同
B．1克氧气分子动能之和与1克氢气分子动能之和相等
C．1摩尔氧气分子动能总和与1摩尔氢气分子动能总和相等
D．1毫升氧气分子动能总和与1毫升氢气分子动能总和相同
解析：选CD.温度相同，表明氧气和氢气分子平均动能相等，若质量相同则氢气分子数多，氢气分子总动能大，故B错；每个氧分子和每个氢分子动能无法比较，分子平均动能是对系统而言，对单个分子无意义，故A错；在相同条件下，体积相等的气体摩尔数相同，故C、D正确．
4．(双选)把一个物体竖直下抛，下列哪种情况是在下落的过程中发生的(不考虑空气阻力)( )
A．物体的动能增加，分子的平均动能也增加
B．物体的重力势能减少，分子势能却增加
C．物体的机械能保持不变
D．物体的内能保持不变
解析：选CD.物体下落的过程，不考虑空气阻力，只有系统内的重力做功，机械能不变；物体下落过程中，物体的温度和体积也没有发生变化，所以分子热运动的平均动能和分子势能都保持不变，因此，选项A和B是错误的．
5．一颗炮弹在高空中以某一速度v飞行，有人说：由于炮弹中所有分子都具有这一速度，所以分子具有动能；又由于所有分子都在高处，所以分子具有势能．因此，所有分子的上述动能和势能的总和就是炮弹的内能．这些说法是否正确？为什么？
解析：这种说法不对．因为机械能与内能是两个不同的概念，与机械能相关的是物体宏观上的机械运动，其大小因素由物体的质量、速度及相对高度h决定，上面题中炮弹的机械能增加了，但是物体的内能是由它的分子数目、温度、体积决定，上面题中炮弹的体积、分子数目不变，温度也没明确怎么变，故不能说它的分子动能增加了，分子势能增加了，内能增加了．
答案：见解析
一、单项选择题
1．关于分子的动能和势能，下列说法中正确的是( )
A．同种物质的两个物体，温度高的物体中每个分子的动能都大于温度低的物体中每个分子的动能
B．分子的势能总是随着分子间距离的减小而增大
C．当分子间斥力和引力大小相等时，分子的势能最小
D．在相同温度下，质量相同的同一种物质组成的两个物体，体积大的物体中的分子势能大于体积小的物体中的分子势能
解析：选C.温度是分子平均动能大小的标志，对单个分子没有意义；同种物质的两个物体，体积大的分子势能不一定大(例如相同质量的0 ℃的冰和水)．
2．当分子间距离大于10r0(r0是分子平衡位置间距离)时，分子力可以认为是零，规定此时分子势能为零．当分子间距离是平衡距离r0时，下面的说法中正确的是( )
A．分子力是零，分子势能也是零
B．分子力是零，分子势能不是零
C．分子力不是零，分子势能是零
D．分子力不是零，分子势能不是零
解析：选B.根据分子力随分子间距的变化关系知，r＝r0时分子力为零．根据分子势能和分子力做功的关系知，当r＞10r0时分子势能为零．在分子间距离由10r0减到r0过程中，分子力表现为引力，分子力做正功，分子势能减小并且小于零，故B对．
3．在两个分子间的距离由r0(平衡位置)变为10r0的过程中，关于分子间的作用力F和分子间具有的势能Ep的说法中，正确的是( )
A．F不断减小，Ep不断减小
B．F先增大后减小，Ep不断增大
C．F不断增大，Ep先减小后增大
D．F、Ep都是先减小后增大
解析：选B.分子间距r＝r0时，分子力F＝0；随r的增大，分子力表现为引力，F≠0；当r＝10r0时，F＝0，所以F先增大后减小．分子在由间距r0→10r0的过程中，始终克服分子引力做功，所以分子势能一直增大．所以选项B正确．
4．以下说法正确的是( )
A．机械能可以为零，内能永不为零是一定的
B．温度相同、质量相同的物体具有相同的内能
C．温度越高，物体的内能越大
D．0 ℃的冰的内能与等质量的0 ℃的水的内能相等
解析：选A.机械能是宏观能量，当物体的动能和势能均为零时，物体的机械能就为零；而物体内的分子做不停息的无规则热运动，且相互间存在作用力，所以物体的内能永不为零，A项对；物体的内能与物体的分子数目、体积和温度有关，B、C、D选项中都有些片面，是错误的．
5．一定质量的0 ℃的冰熔化成0 ℃的水时，其分子动能之和Ek和分子势能之和Ep的变化情况为( )
A．Ek变大，Ep变大
B．Ek变小，Ep变小
C．Ek不变，Ep变大
D．Ek不变，Ep变小
解析：选C.因为冰熔化时温度不变，所以分子的平均动能不变，再考虑到分子的总数不变，所以可以判断Ek不变；注意到熔化过程中要吸热，同时由于冰熔化为水时体积将减小，外界对系统做功，做功和热传递都使内能增加，由此可以判断Ep必增大，故正确选项为C.
6．下列说法正确的是( )
A．熔融的铁块化成铁水的过程中，温度不变，内能也不变
B．物体运动的速度增大，则物体中分子热运动的平均动能增大，物体的内能增大
C．A、B两物体接触时有热量从物体A传到物体B，这说明物体A的内能大于物体B的内能
D．A、B两物体的温度相同时，A、B两物体的内能可能不同，分子的平均速率也可能不同
解析：选D.本题的关键是对温度和内能这两个概念的理解，温度是分子平均动能的标志，内能是所有分子动能和分子势能的总和，故温度不变时，内能可能变化．两物体温度相同时，内能可能不同，分子的平均动能相同，但平均速率可能不同，故A项错误，D项正确．最易错的是认为有热量从A传到B，肯定A的内能大．其实有热量从A传到B只能说明A的温度高，但内能还要看它们的总分子数和分子势能这些因素，故C项错误．机械运动的速度增大与分子热运动的动能无关，故B项错误．
7．雨滴下落，温度逐渐升高，在这个过程中( )
A．雨滴内分子的势能在减小，动能在增加
B，雨滴内每个分子的动能都在不断增加
C．雨滴内水分子的平均速率不断增大
D．雨滴内水分子的势能在不断增大
解析：选C.雨滴下落，温度升高，温度是分子平均动能大小的标志，所以雨滴分子的平均动能增加，分子的平均速率也增大．而分子的势能由分子间的相互作用力和相对位置决定．故仅选项C正确．
二、双项选择题
8．对于热量、功、内能三个物理量，下列说法中正确的是( )
A．热量、功、内能三者的物理意义等同
B．热量、功都可以作为物体内能改变的量度
C．热量、功、内能的单位各不相同
D．热量和功由过程决定的，而内能是由物体状态决定的
解析：选BD.热量、功为过程量，内能为状态量，且热量、功都可表示物体能量的变化，而内能是表示物体具有能量的一种表达方式，且三者的国际制单位都为焦耳．
9．对于20 ℃的水和20 ℃的水银，下列说法正确的是( )
A．两者的平均分子动能相同
B．水银的分子平均动能比水的大
C．两者的分子平均速率相同
D．水银分子的平均速率比水分子的平均速率小
解析：选AD.温度相同的任何物体，内部的分子平均动能都相等，所以A对B错；分子平均动能相同，平均速率不一定相同，还与分子质量有关，水银的分子质量大，平均速率小，所以C错D对．
图1－5－4
10．如图1－5－4所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子沿x轴运动，两分子间的分子势能Ep与两分子间距离的关系如图中曲线所示．图中分子势能的最小值为－E0.若两分子所具有的总能量为0，则下列说法中正确的是( )
A．乙分子在P点(x＝x2)时，加速度最大
B．乙分子在P点(x＝x2)时，其动能为E0
C．乙分子在Q点(x＝x1)时，处于平衡状态
D．乙分子的运动范围为x≥x1
解析：选BD.分子处于r0位置时所受分子合力为零，加速度为零，此时分子势能最小，分子的动能最大，总能量保持不变．由图可知x2位置即是r0位置，此时加速度为零，A错；x＝x2位置，势能为－E0，因总能量为零则动能为E0，B项正确；在Q点，Ep＝0但分子力不为零，分子并非处于平衡状态，C项错；在乙分子沿x轴向甲分子靠近的过程中，分子势能先减小后增大，分子动能先增大后减小，即分子的速度先增大后减小，到Q点分子的速度刚好减为零，此时由于分子斥力作用，乙分子再远离甲分子返回，即乙分子运动的范围为x≥x1，D项正确．
三、非选择题
图1－5－5
11．如图1－5－5所示为两种不同温度气体分子的麦克斯韦速率分布曲线，其横坐标为速率，纵坐标为对应这一速率的分子个数，可以看出，在任一温度下，既有速率很小的分子，也有速率很大的分子．温度升高，只是分子的平均速率增大，并不能说明温度高的物体所有分子速率都比温度低的物体分子速率大，如图1－5－5所示，你能判断T1、T2的大小吗？
解析：据麦克斯韦气体分子分布规律知，温度升高，气体分子速率大的占的比率要增大，速率小的所占的比率要减小，这也就是我们前边学过的温度越高分子运动越剧烈，所以T2要大于T1.
答案：T2的温度大
12．用质量为0.5 kg的铁锤去打击质量为50 g的工件，已知铁锤打击工件时的速度为12 m/s，且每次打击后铁锤不再弹起．如果打击时有80%的能量变成内能，并且这些热量有50%被工件吸收，现要使工件温度升高10 ℃，问要打多少次工件？[不计工件的体积变化，工件成分为铁，其比热容为460 J/(kg·℃)]
解析：设工件温度升高Δt＝10 ℃需打击n次，则有：
nη1η2·m1v2＝cm2Δt，
n＝＝16次．
答案：16次
1．(单选)下列现象不能说明分子间存在引力的是( )
A．打湿了的两张纸很难分开
B．磁铁吸引附近的小铁钉
C．用斧子劈柴，要用很大的力才能把柴劈开
D．用电焊把两块铁焊在一起
解析：选B.本题的关键是要理解分子间的引力必须使分子间的距离小到一定程度才能发生作用．纸被打湿后，水分子填充了两张纸之间的凹凸部分，使水分子与两张纸的分子接近到分子引力作用范围而发生作用．电焊也是使两块铁熔化后使铁分子达到引力作用范围而发生作用．这都说明分子间存在引力．木柴是固体，其分子间距离很近，要使木柴分开就必须用很大的力来克服大量木柴分子的引力，这也说明分子间存在引力．磁铁对小铁钉的吸引力在较大距离内都可发生，这是磁力的作用．
2．(单选)当两个分子间的距离为r0时，正好处于平衡状态，下列关于分子间作用力与分子间距离的关系的说法正确的是( )
A．当分子间的距离r
B．当分子间的距离r＝r0时，分子处于平衡状态，不受力
C．当分子间的距离从0.5r0增大到10r0的过程中，分子间的引力和斥力都在减小，且斥力比引力减小得快
D．当分子间的距离从0.5r0增大到10r0的过程中，分子间相互作用力的合力在逐渐减小
解析：选C.分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的，当r＝r0时，F引＝F斥，每个分子所受的合力为零，并非不受力；当rF引，合力为斥力，并非只受斥力，故A、B错误．当分子间的距离从0.5r0增大到10r0的过程中，分子间的引力和斥力都减小，而且斥力比引力减小得快，分子间作用力的合力先减小到零，再增大再减小到零，故C正确，D错误．
3．(双选)两个分子从相距较远(分子力可忽略)开始靠近，直到不能再靠近的过程中( )
A．分子力先做负功后做正功
B．分子力先做正功后做负功
C．分子间的引力和斥力都增大
D．两分子从r0处再靠近，引力比斥力增加得快
解析：选BC.分子间的相互作用可用弹簧连起来的一个个小球的模型来帮助想像，拉长时，各小球相吸引，压缩时，各小球相排斥．所以当两个分子由远及近时，分子力先做正功后做负功．当分子间距离等于r0时，引力和斥力恰好相等，分子处于平衡状态．物体被压缩时，分子间引力和斥力都增大，但斥力比引力增大得快，结果斥力大于引力；物体被拉伸时，分子间引力和斥力都减小，但斥力比引力减小得快，结果引力大于斥力．
4．(单选)关于分子间相互作用的引力F引、斥力F斥及引力和斥力的合力F随分子间距离r的变化情况，下列说法中正确的是( )
A．r越大，F引越大，F斥越小，F越大
B．r越大，F引越小，F斥越小，F越小
C．r越小，F引越大，F斥越大，F越大
D．以上说法都不对
解析：选D.分子间的作用力F引和F斥随分子距离r的增大而减小，而分子力F随r的增大是先减小后增大再减小，分子力F的变化不是单调的．
图1－4－5
5．(1)如图1－4－5所示，把一块洁净的玻璃板吊在橡皮筋的下端，使玻璃板水平地接触水面，如果你想使玻璃板离开水面，必须用比玻璃板重力______的拉力向上拉橡皮筋，原因是水分子和玻璃的分子间存在______作用．
(2)往一杯清水中滴入一滴红墨水，一段时间后，整杯水都变成了红色，这一现象在物理学中称为__________现象，是由于分子的________而产生的．
解析：(1)由于玻璃板除受竖直向下的重力外还受向下的水分子和玻璃分子间的分子引力，故向上的拉力应大于重力．(2)题目中的现象是由于分子无规则运动而引起的扩散现象．
答案：(1)大 分子引力 (2)扩散 无规则运动(热运动)
一、单项选择题
1．下列物理现象中，不能说明分子间存在引力的是( )
A．物体是由大量分子组成的，分子间存在空隙，但物体并未四分五裂
B．用毛皮摩擦过的橡胶棒能吸引轻小的纸屑
C．拉断一根绳子要花力气
D．两块纯净的铅块压紧后连接在一起
解析：选B.带负电的橡胶棒吸引小纸屑的力是电场力而不是分子间的引力．
2．关于分子力，下列说法正确的是( )
A．分子引力不等于斥力时，违背了牛顿第三定律
B．两个物体分子间引力的合力等于万有引力
C．分子间相互作用的引力和斥力不是一对作用力和反作用力
D．浮力等于固体与液体表面分子间作用力的合力
解析：选C.分子间的引力和斥力是同时存在的、遵守各自规律的两种力．不是作用力和反作用力，故选项A错误，选项C正确．分子间的引力与万有引力是不同性质的两种力，故选项B错误．浮力是固体受到的压力差，与分子间作用力无关，故选项D错误．综上所述，该题的正确选项是C.
3．固体和液体都很难被压缩的本质原因是( )
A．分子都做无规则运动
B．分子间的空隙小
C．分子本身不能被压缩
D．分子间斥力随距离的减小而剧增
解析：选D.当固体或液体被压缩时，引力和斥力都变大，斥力增加的快，合力表现为斥力．
4．关于分子间相互作用力，以下说法正确的是( )
A．分子力是分子引力和斥力的合力，当分子间距离r＝r0时分子力为零，说明此时分子引力和斥力均为零
B．分子力随分子间距离r的大小而变化，当r>r0时，分子引力和斥力都随r增大而增大，但引力比斥力增加得快，也就是引力大于斥力，故分子力表现为引力
C．分子力随分子间距离r的大小而变化，当rD．分子力实质上是分子间的万有引力
解析：选C.分子力是分子引力和斥力的合力，分子间距离减小，分子的引力和斥力均增大，分子间距离增大，分子的引力和斥力均减小，在r＝r0时，引力和斥力大小相等，但斥力和引力并不为零，故A、B错误，C正确；分子力和万有引力是不同性质的力，二者本质不一样，D错误．
5．酒精和水混合以后的体积小于原来酒精和水的体积之和，这个实验说明了( )
A．物质是由分子组成的
B．分子在永不停息地做无规则运动
C．分子间存在着相互作用的引力
D．分子间存在着空隙
解析：选D.酒精和水混合后总体积变小，是因为它们的分子间有空隙，混合以后，它们的分子互相进入到对方的空隙内，引起混合后总体积减小．
图1－4－6
6．如图1－4－6所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子间的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法正确的是( )
A．ab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为10－10 m
B．ab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为10－10 m
C．若两个分子间距离大于e点的横坐标，则分子间作用力表现为斥力
D．以上说法均不对
解析：选B.e点横坐标等于分子平衡距离r0，应为10－10 m，因平衡距离之内，分子斥力大于分子引力，分子力表现为斥力，则ab为引力曲线，cd为斥力曲线，所以A错误，B正确；两分子间距离大于e点的横坐标，即r>r0表现为引力，C错误，故选B.
图1－4－7
7．如图1－4－7所示，甲分子固定于坐标原点O，乙分子从无穷远处由静止释放，在分子力的作用下靠近甲．图中b点是引力最大处，d点是分子靠得最近处，则乙分子加速度最大处可能是( )
A．a点
B．b点
C．c点
D．d点
解析：选D.由图象可知乙分子距离甲分子距离为d时，所受分子力最大，因而加速度最大，所以D正确．
二、双项选择题
8．下列说法中正确的是( )
A．分子力发生作用的范围大约为10－10 m
B．分子体积大约为10－23 cm3
C．分子直径大约为10－10 m
D．分子质量大约为10－26 kg至10－27 kg
解析：选CD.分子力的作用范围大约为10r0＝10－9 m以内，故A错．分子的体积约为(10－10)3 m3＝10－24 cm3，B错．分子的直径数量级约为10－10 m，C正确．除一些有机物质的大分子外，分子质量数量级大约是10－26 kg至10－27 kg，D对．
9．关于分子间作用力，下列说法中正确的是( )
A．当分子间的距离为r0时，它们之间既没有引力，也没有斥力
B．分子间引力和斥力都随它们之间的距离的增大而减小
C．分子间的距离大于r0时，分子间只有引力
D．分子间的平衡距离r0，可以看做分子直径的大小，其数量级为10－10 m
解析：选BD.分子间同时存在着相互作用的引力和斥力，当两个分子间距离为r0时，每个分子受另一个分子的引力和斥力的大小相等、方向相反、合力为零，而不是既无引力也无斥力．
从上图中分子力随分子间距离变化的规律可以看出，无论分子引力还是分子斥力，都是随距离r增大而单调减小，当分子间距离r＞r0时，分子引力和斥力都随距离r增大而减小，但斥力减小得更快些，所以分子力的合力表现为引力，而不是只有引力．
10．当物质分子间距离为r0时，恰好分子间作用力为零，以下说法中正确的是( )
A．当分子间距离由r0增大到10r0的过程中，分子间作用力逐渐变大
B．当分子间距离由r0增大到10r0的过程中，分子间的作用力逐渐减小
C．当分子间距离由r0增大到10r0的过程中，分子间的引力逐渐变小
D．当分子间距离由r0增大到10r0的过程中，分子间的斥力逐渐变小
解析：选CD.当分子间距为r0时分子力为零，且当分子间距r0＜r＜10r0时表现为引力，且先增大后减小，而分子间的引力和斥力都随距离的增大而减小．
三、非选择题
11．玻璃打碎以后，为什么不能把它们拼在一起，利用分子力使其复原呢？
解析：分子间的引力只有在距离小于10－9 m时才会比较显著．碎玻璃拼在一起，由于接触面错落起伏，绝大多数的分子间距离远大于10－9 m，所以，总的分子引力非常小，根本不足以使它们连在一起．
答案：见解析
12．利用所学的热学知识，回答下列问题：
(1)我们知道分子热运动的速率是比较大的，常温下能达到几百米每秒．生活中一些污染企业排放刺激性废气，同时发出噪声，声波在空气中传播速度约为340 m/s.按说离得较远的人闻到气味和听到噪声应差不多同时发生，而实际上往往是听到噪声较长时间后才会闻到气味，为什么？
(2)随着科学技术的不断发展，近几年来，出现了许多新的焊接方式，如摩擦焊接、爆炸焊接等，摩擦焊接是使焊件的两个接触面高速地向相反方向旋转．同时加上很大的压力(约每平方厘米加几千到几万牛顿的力)，瞬间就焊接成一个整体了．试用所学知识分析摩擦焊接的原理．
解析：(1)分子热运动速率虽然较大，但分子之间的碰撞是很频繁的．由于频繁的碰撞使分子的运动不再是匀速直线运动，分子到鼻孔前走过了一段曲折的路程．况且引起人的嗅觉需要一定量的分子；声波传播速度与分子热运动速率差不多，但声波在空气中沿直线传播，到达接收者的时间较短，所以听到噪声较长时间后，才会闻到发出的气味．
(2)摩擦焊接是利用分子引力作用．焊件的两个接触面高速地向相反方向旋转且加上很大的压力，就可以使两个接触面发生熔化使大多数分子之间的距离达到分子力发生明显作用的范围，当大量分子距离达到引力距离范围时，两个焊件成为一个整体．
答案：见解析
(时间：90分钟；满分：100分)
一、单项选择题(本大题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得4分，选错或不答的得0分)
图2－7
1．某种材料制成的厚度均匀的长方形透明体，测得某单色光沿AB和CD方向穿过透明体时，折射率不相同，如图2－7所示，则说明该材料( )
A．一定是单晶体
B．一定是多晶体
C．一定是非晶体
D．可能是多晶体
解析：选A.透明体在不同方向上表现为各向异性，故一定是单晶体，选A.
2．在完全失重状态下的宇宙飞船中，液体表面的形状将是( )
A．椭球形表面
B．球形表面
C．和容器形状有关
D．不能确定
解析：
选B.液体表面张力的作用效果，是使液体表面具有收缩到最小表面积的趋势．在体积相等的各种形状的物体中，球形物体的表面积最小．在地球上，液滴因所受重力的影响不能忽略而呈扁平形状，表面近似于椭球形，如图所示，若在完全失重状态下的宇宙飞船中，无论液体多大，在表面张力的作用下都将呈球形，故正确选项为B.
3．下列关于湿度的说法中不正确的是( )
A．绝对湿度大，相对湿度一定大
B．相对湿度是100%，表明在当时温度下，空气中水汽已达饱和状态
C．相同温度下绝对湿度越大，表明空气中水汽越接近饱和
D．露水总是出现在夜间和清晨，是因为气温的变化使空气里原来饱和的水蒸气液化的缘故
解析：选A.相对湿度是空气中水蒸气的压强与同温度下水蒸气的饱和汽压的比值，所以A错，B、C对；当绝对湿度不变的情况下，温度降低，饱和汽压降低，所以相对湿度变大，当达到饱和以后，随着温度的继续降低，水蒸气将液化为水，即露水，D对．故选A.
图2－8
4．如图2－8所示，一环形金属丝布满一层肥皂膜，环上系三根松弛棉线，中间连在一起，用热针刺破B面皂膜，则A和C部分皂膜形状变为下图2－9中的( )
图2－9
解析：选D.当用热针刺破B面皂膜时，A、C区域的皂膜失去B皂膜的表面张力，而A、C的皂膜表面张力使皂膜收缩，因各点受力特点相同，则皂膜形状应为D图，故D正确．
图2－10
5．一定质量的理想气体，经历一膨胀过程，这过程可以用图2－10上的直线ABC来表示，在A、B、C三个状态上，气体的温度TA、TB、TC相比较，大小关系为( )
A．TB＝TA＝TC
B．TA＞TB＞TC
C．TB＞TA＝TC
D．TB＜TA＝TC
解析：选C.由图中各状态的压强和体积的值可知：pA·VA＝pC·VC＜pB·VB，因为＝恒量，可知TA＝TC＜TB.另外从图中也可知A、C处在同一等温线上，而B处在离原点更远的一条等温线上，所以TB＞TA＝TC.
6．一定质量的气体，原来处于状态S1，现保持其体积不变，而令其经历一加热升温的过程，然后令其经历一温度不变体积减小的过程，最后达到状态S2，则( )
A．状态S2的压强一定比状态S1的压强大
B．状态S2的压强一定比状态S1的压强小
C．状态S2的压强一定和状态S1的压强相同
D．状态S2的压强可能和状态S1的压强相同
解析：选A.根据一定质量气体的温度、压强、体积的关系可知，第一阶段，体积不变，温度升高，压强一定增大；第二阶段，温度不变而体积减小时，压强仍增大，故状态S2的压强一定比状态S1的压强大．
图2－11
7．如图2－11所示，A、B两个大容器中装有同种气体，容器间用一根玻璃管连接，管中有一水银滴D做活塞，当左边容器的温度为－10 ℃，右边容器的温度为10 ℃时，水银滴刚好在玻璃管的中央保持平衡，两个容器的温度都下降10 ℃时，下列判断正确的是( )
A．水银滴将不移动
B．水银滴将向右移动
C．水银滴将向左移动
D．水银滴将向哪个方向移动无法判断
解析：选C.假设水银滴D不动，由Δp＝ΔT知，在A、B两部分气体初态压强p相等，ΔT相同，初温TA＜TB情况下，ΔpA＞ΔpB，即A部分气体压强减少得多，故水银滴向左移动，C项正确．
二、双项选择题(本大题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有两个选项符合题目要求，全部选对的得6分，只选1个且正确的得3分，有选错或不答的得0分)
8．一定质量的理想气体被等温压缩时，压强增大，从微观来分析是因为( )
A．气体分子每次碰撞器壁的平均动能增大
B．器壁单位面积上在单位时间内受到分子碰撞的次数增多
C．气体分子数增加
D．气体分子数密度增大
解析：选BD.理想气体被等温压缩，因温度不变，所以分子的平均动能不变，该气体分子的平均速率不变；而压缩后，气体的体积变小，分子数密度增大，所以单位时间、单位面积器壁上碰撞的分子数增多，故选项B、D正确，A、C错误．
图2－12
9．如图2－12所示，活塞质量为m，缸套质量为M，通过弹簧吊在天花板上，汽缸内封住一定质量的空气，缸套与活塞无摩擦，活塞截面积为S，大气压强为p0，则( )
A．汽缸内空气的压强等于p0－Mg/S
B．汽缸内空气的压强为p0＋mg/S
C．内外空气对缸套的作用力为(M＋m)g
D．内外空气对活塞的作用力为Mg
解析：
选AD.对缸套受力分析如图．
由力的平衡：
p0S＝pS＋Mg，所以p＝p0－
A对B错，内外空气对活塞的作用力为p0S－pS＝Mg，所以D对C错．
图2－13
10．如图2－13所示，玻璃管A和B同样粗细，A的上端封闭，两管下端用橡皮管连通，两管中水银柱高度差为h，若将B管慢慢地提起，则( )
A．A管内空气柱将变长
B．A管内空气柱将变短
C．两管内水银柱高度差将增大
D．两管内水银柱高度差将减少
解析：选BC.将B管慢慢提起，可以认为气体温度不变，在气体的压强增大时，所以A管内气柱将变短，而pA＝p0＋ph，所以高度差增大．
三、非选择题(本大题共6小题，共54分．按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
图2－14
11．(6分)某同学在夏天游玩时，看到有一些小昆虫可以在水面上停留或能跑来跑去而不会沉入水中，尤其是湖水中鱼儿戏水时吐出小气泡的情景，觉得很美，于是画了一幅鱼儿戏水的图画如图2－14.但旁边的同学考虑到上层水温较高和压强较小的情况，认为他的画有不符合物理规律之处，请根据你所掌握的物理知识指出正确的画法(用简单的文字表述，不要画图)，并指出这样画的物理学依据．
(1)正确的画法应为：________________________________________________________________________.
(2)物理学依据：________________________________________________________________________.
(3)试分析小昆虫在水面上不会沉入水中的原因________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
解析：(1)正确画法应为：上面的气泡体积比下面的气泡体积要大．
(2)物理学依据：由理想气体状态方程得V2＝V1.因为p1＞p2，T2＞T1，所以V2＞V1.
(3)由于水面的表面张力作用，当昆虫在水面上时，液体的表面向下凹，像张紧的橡皮膜，小昆虫受到向上的弹力与重力平衡，所以昆虫可以在水面上停留或能跑来跑去而不会沉入水中．
答案：见解析
图2－15
12．(4分)在利用特制的注射器做“探究气体等温变化的规律”实验中，某小组同学通过压力连杆上拉或下压活塞得到了a、b、c、d四组实验数据．如图2－15是压力表记录b组数据时的状态．通过记录对应的四个封闭气柱的长度值L(单位：cm)算出体积，已知封闭气柱的截面积S＝2 cm2，且V＝LS，若测c组数据时，读出空气柱的长度为2.0 cm.记录数据见下表
次数
a
b
c
d
压强p(×105 Pa)
0.8
1.0
1.6
1.9
体积V(cm3)
8
6.4
4.0
3.4
体积倒数(cm－3)
0.125
0.156
0.25
0.30
试根据上表数据作p－图象并得出结论．
实验结论：质量一定的理想气体________．
解析：作出的图象如图所示
结论是：质量一定的理想气体在温度不变的情况下，压强与体积成反比(或与体积的倒数成正比)．
答案：见解析图 在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比
13．(10分)测得室温为20 ℃时，空气的绝对湿度p＝0.799 kPa.求此时空气的相对湿度是多少？(20 ℃时水的饱和汽压ps＝2.34 kPa)
解析：由已知条件：p＝0.799 kPa、ps＝2.34 kPa代入相对湿度公式B＝×100%＝×100%＝34%，即此时空气的相对湿度是34%.
答案：34%
14．(10分)用打气筒向容积为2 L，贮有1.5 atm空气的球内充气，若每次充气打入1 atm的空气250 cm3，要使球内气压增至2.5 atm，需向球内打气多少次(设充气过程中温度不变)?
解析：设需向球内打气n次，则对打入球内的n次气体，有
p1＝1 atm，V1＝250n cm3
对球内原有气体有：
p2＝1.5 atm，V2＝2×103 cm3
打气后球内的气体有p＝2.5 atm，
V＝V2＝2×103 cm3
因充气过程中温度不变，由玻意耳定律得p1V1＋p2V2＝pV.
即：1×250n＋1.5×2×103＝2.5×2×103，n＝8次．
答案：8次
15．(12分)(2011年高考海南卷)如图2－16，容积为V1的容器内充有压缩空气．容器与水银压强计相连，压强计左右两管下部由软胶管相连．气阀关闭时，两管中水银面等高，左管中水银面上方到气阀之间空气的体积为V2.打开气阀，左管中水银面下降；缓慢地向上提右管，使左管中水银面回到原来高度，此时右管与左管中水银面的高度差为h.已知水银的密度为ρ，大气压强为p0，重力加速度为g；空气可视为理想气体，其温度不变．求气阀打开前容器中压缩空气的压强p1.
图2－16
解析：选容器内和左管内空气为研究对象，根据玻意耳定律，得p1V1＋p0V2＝(p0＋ρgh)(V1＋V2)
所以p1＝p0＋.
答案：p0＋
图2－17
16．(12分)(2011年高考新课标全国卷)如图2－17所示，一上端开口，下端封闭的细长玻璃管，下部有长l1＝66 cm的水银柱，中间封有长l2＝6.6 cm的空气柱，上部有长l3＝44 cm的水银柱，此时水银面恰好与管口平齐．已知大气压强为p0＝76 cmHg.如果使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢地转动一周，求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度．封入的气体可视为理想气体，在转动过程中没有发生漏气．
解析：设玻璃管开口向上时，空气柱的压强为
p1＝p0＋ρgl3 ①
式中，ρ和g分别表示水银的密度和重力加速度．
玻璃管开口向下时，原来上部的水银有一部分会流出，封闭端会有部分真空．设此时开口端剩下的水银柱长度为x，则
p2＝ρgl1，p2＋ρgx＝p0 ②
式中，p2为管内空气柱的压强．由玻意耳定律得
p1(Sl2)＝p2(Sh) ③
式中，h是此时空气柱的长度，S为玻璃管的横截面积，由①②③式和题给条件得
h＝12 cm④
从开始转动一周后，设空气柱的压强为p3，则
p3＝p0＋ρgx ⑤
由玻意耳定律得
p1(Sl2)＝p3(Sh′) ⑥
式中，h′是此时空气柱的长度．
由①②③⑤⑥式得h′≈9.2 cm.
答案：12 cm 9.2 cm
1．(双选)关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是( )
A．晶体和非晶体都有固定的熔点
B．晶体有固定的熔点，而非晶体没有固定的熔点
C．所有晶体都是各向异性的
D．多晶体没有确定的几何形状
解析：选BD.晶体有固定的熔点，而非晶体没有固定的熔点，所以选项A错，选项B对．晶体中的单晶体是各向异性的，多晶体是各向同性的，所以选项C错．单晶体有确定的几何形状，多晶体、非晶体没有确定的几何形状，所以选项D对．
2．(双选)某球形固体物质，其各向导热性能相同，则该物体( )
A．一定是非晶体
B．可能具有确定的熔点
C．一定是单晶体，因为它有规则的几何外形
D．一定不是单晶体，因为它具有各向同性的物理性质
解析：选BD.该固体物质各向导热性能相同，说明物理性质具有各向同性，因此可能是多晶体，也可以是非晶体，但一定不是单晶体，所以A、C错．多晶体有一定的熔点，而非晶体则没有一定的熔点，所以B、D对．
图2－1－2
3．(单选)如图2－1－2所示是一块密度、厚度均匀的矩形被测样品，长AB为宽CD的两倍，若用多用电表分别沿两对称轴测其电阻都为R，这块样品可能是( )
A．金属
B．多晶体
C．单晶体
D．非晶体
解析：选C.设导体厚度为h，由电阻定律可得RAB＝，RCD＝.又RAB＝RCD＝R，lAB＝2lCD，可以得出：ρCD＝4ρAB，说明沿AB方向比沿CD方向的导电性能好，表现出各向异性，因而该样品是单晶体，故选C.
4．(单选)下列关于晶体空间点阵的说法，不正确的是( )
A．构成晶体空间点阵的物质微粒，可以是分子，也可以是原子或离子
B．晶体的物质微粒之所以能构成空间点阵，是由于晶体中物质微粒之间相互作用力很强，所以物质微粒都被牢牢地束缚在空间点阵的结点上不能动
C．所谓空间点阵与空间点阵的结点，都是抽象的概念；结点是指组成晶体的物质微粒做永不停息的微小振动的平衡位置；物质微粒在结点附近的微小振动，就是热运动
D．相同的物质微粒，可以构成不同的空间点阵，也就是同一种物质能够生成不同的晶体，从而能够具有不同的物理性质
解析：选B.组成晶体的物质微粒可以是分子、原子或离子，这些物质微粒也就是分子动理论所说的分子．显然，组成晶体的物质微粒处在永不停息的无规则的热运动之中，物质微粒之间还存在相互作用．晶体的物质微粒之所以能构成空间点阵，是由于晶体中物质微粒之间的相互作用很强，物质微粒的热运动不足以克服这种相互作用而彼此远离，所以选项B的说法错误．故答案为B.
5．有一块物质薄片，某人为了检验它是不是晶体，做了一个实验．他以薄片的正中央O为坐标原点，建立xOy平面直角坐标系，在两个坐标轴上分别取两点x1和y1，使x1和y1到O点的距离相等．在x1和y1上分别固定一个测温元件，再把一个针状热源放在O点，发现x1点和y1点的温度在缓慢升高，但两点温度的高低没有差别．于是得出结论，这块薄片是非晶体．显然，以上结论存在着科学性问题．
请你具体说明：以上实验结论的形成，存在着什么科学性问题？
解析：以上实验说明该物质薄片在x、y两个方向上导热性能相同．说明该物质导热性能为各向同性，则该物质可能是非晶体，也可能是多晶体．
答案：见解析
一、单项选择题
1．一固体外形是规则的六面体，则它( )
A．一定是单晶体
B．一定是多晶体
C．一定是非晶体
D．可能是晶体，也可能是非晶体
解析：选A.单晶体具有天然规则的几何外形，选项A正确．
2．下列说法中正确的是( )
A．黄金可以切割加工成任意形状，所以是非晶体
B．同一种物质只能形成一种晶体
C．单晶体的所有物理性质都是各向异性的
D．玻璃没有确定的熔点，也没有规则的几何形状
解析：选D.所有的金属都是晶体．因而黄金也是晶体．只是因为多晶体内部小晶粒的排列杂乱无章，才使黄金没有规则的几何形状，故A错．
同一种物质可以形成多种晶体，如碳可以形成金刚石和石墨两种晶体，故B错．
单晶体的物理性质各向异性是某些物理性质各向异性，有些物理性质各向同性，故C项错．
玻璃是非晶体，因而没有确定的熔点和规则的几何形状，D项对．故本题正确答案为D.
3．关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是( )
A．具有各向同性的物体一定没有明显的熔点
B．晶体熔化时，温度不变，则内能也不变
C．通常的金属材料在各个方向上的物理性质都相同，所以这些金属都是非晶体
D．晶体和非晶体在适当条件下可相互转化
解析：选D.多晶体显示各向同性，但具有确定的熔点，A错；晶体熔化时，其温度虽然不变，但其体积和内部结构可能发生变化，则内能就可能发生变化，故B错；金属材料虽然显示各向同性，并不意味着一定是非晶体，可能是多晶体，故C错，D对．
4．由同种物质微粒组成但微观结构不同的两种晶体，这两种晶体一定是( )
A．物理性质相同，化学性质不相同
B．物理性质不相同，化学性质相同
C．物理性质相同，化学性质相同
D．物理性质不相同，化学性质不相同
解析：选D.同种物质构成的不同晶体叫同素异形体，因其分子结构不同，所以其物理性质和化学性质都不相同．所以D对．
5．在一块长方形的铜条，有关它的三种说法：①这是一块单晶体，因为它有规则的几何形状；②这是一块多晶体，因为它内部的分子排列是不规则的；③这是一块非晶体，因为它的物理性质是各向同性的．这三种说法中( )
A．①②是错的
B．②③是错的
C．①③是错的
D．都是错的
解析：选D.铜条虽具有规则的几何形状，但它是多晶体，它是由许多单晶体颗粒组合而成的，每个单晶体颗粒内部分子排列是规则的，但构成多晶体的单晶颗粒的排列是不规则的，所以选D.
6．晶体在熔化过程中所吸收的热量，主要用于( )
A．破坏空间点阵结构，增加分子动能
B．破坏空间点阵结构，增加分子势能
C．破坏空间点阵结构，增加分子势能，同时增加分子动能
D．破坏空间点阵结构，但不增加分子势能和分子动能
解析：选B.晶体熔化时温度保持不变，分子的平均动能不变，晶体熔化过程中吸收的热量使分子间的距离增大，全部用来增加分子的势能，因为物体的内能是所有分子动能和分子势能的总和，所以晶体熔化时的内能增大．因而，只有选项B正确．
7．关于石墨和金刚石的区别，下面说法正确的是( )
A．石墨和金刚石是同种物质微粒组成的空间结构相同的晶体
B．金刚石晶体结构紧密，所以质地坚硬，石墨晶体是层状结构，所以质地松软
C．石墨与金刚石是不同的物质的微粒组成的不同晶体
D．石墨导电、金刚石不导电是由于组成它们的化学元素不同
解析：选B.由化学知识知道，石墨和金刚石是碳的同素异构体，其化学性质相同．它们的分子的空间结构不同，石墨中的碳原子排列为层状结构，层与层间距离很大，所以其质地松软；金刚石中的碳原子排列紧密，相互间作用力很强，所以其质地坚硬．显然A、C、D错误，B正确．
二、双项选择题
8．下列说法中，正确的是( )
A．只要是具有各向异性的物体必定是晶体
B．只要是不显示各向异性的物体必定是非晶体或多晶体
C．只要是具有确定的熔点的物体必定是多晶体
D．只要是不具有确定的熔点的物体必定是非晶体或多晶体
解析：选AB.多晶体和非晶体都具有各向同性，只有单晶体具有各向异性，故A、B正确；晶体一定有确定的熔点，而非晶体无确定的熔点，故C、D错误．
9．在云母薄片和玻璃片上分别涂一层很薄的石蜡，然后用烧热的钢针去接触云母薄片及玻璃片的反面，石蜡熔化，如图2－1－3所示，那么( )
图2－1－3
A．熔化的石蜡呈圆形的是玻璃片
B．熔化的石蜡呈圆形的是云母片
C．实验说明玻璃片有各向同性，可能是非晶体
D．实验说明云母片有各向同性，是晶体
解析：选AC.玻璃是非晶体，具有各向同性，各个方向的传热能力相同，因此熔化的石蜡呈圆形；云母片是晶体，呈各向异性，不同方向传热能力不同，因此熔化的石蜡呈椭圆形．
10．下列关于白磷与红磷的说法中，正确的是( )
A．它们是由不同的物质微粒组成的
B．它们有不同的晶体结构
C．它们具有相同的物理性质
D．白磷的燃点低，红磷的燃点高
答案：BD
三、非选择题
11．下列物质：①塑料；②明矾；③松香；④玻璃；⑤CuSO4·5H2O；⑥冰糖；⑦糖果；⑧单晶硅；⑨铝块；⑩橡胶．其中________属于晶体；________属于非晶体；其中________属于单晶体；而________属于多晶体．
解析：明矾是KAl(SO4)2·12H2O，而CuSO4·5H2O是硫酸铜的水合物，又称为蓝矾(胆矾)，所以明矾、CuSO4·5H2O、冰糖、单晶硅、铝块是晶体；塑料、松香、玻璃、糖果、橡胶是非晶体；在晶体中明矾、CuSO4·5H2O、单晶硅是单晶体；冰糖、铝块是多晶体．
答案：③⑤⑥⑧⑨ ①③④⑦⑩ ②⑤⑧ ⑥⑨
12．用沥青铺成的路面，冬天变硬，夏天变软，沥青是晶体材料还是非晶体材料？列举生活中的晶体和非晶体例子．
答案：沥青冬天变硬，夏天变软，说明它没有一定的熔点，所以沥青是非晶体．食盐、味精、冰糖为晶体，蜡烛、玻璃为非晶体．
1．(单选)放飞的氢气球上升到一定高度会胀破，是因为( )
A．球内氢气温度升高
B．球内氢气压强增大
C．球外空气压强减小
D．以上说法全不正确
解析：选C.气球上升时，由于高空处空气稀薄，球外气体的压强减小，球内气体要膨胀，到一定程度时，气体就会胀破．
图2－7－8
2．(双选)某同学用同一个注射器做了两次验证玻意耳定律的实验，操作完全正确．根据实验数据却在p－V图上画出了两条不同的双曲线，如图2－7－8所示．造成这种情况的可能原因是( )
A．两次实验中空气质量不同
B．两次实验中温度不同
C．两次实验中保持空气质量、温度相同，但所取的气体压强的数据不同
D．两次实验中保持空气质量、温度相同，但所取的气体体积的数据不同
解析：选AB.实验时若两次所封气体的质量不同，在同一坐标系上会画出不同的等温线，A对．在质量一定的情况下，温度不同，得出的等温线也不同，B对．质量、温度都不变，压强与体积成反比，得到的是同一条等温线，C、D错．
3．(单选)大气压强p0＝1.0×105 Pa.某容器容积为20 L，装有压强为20×105 Pa的理想气体，如果保持气体温度不变，把容器的开关打开，待气体达到新的平衡时，容器中剩下的气体质量与原来质量之比为( )
A．1∶19
B．1∶20
C．2∶39
D．1∶18
解析：选B.由p1V1＝p2V2得，
p1V0＝p0V0＋p0V，V0＝20 L．得V＝380 L.
即容器中剩余20 L、1大气压的气体，而同样大气压下气体的总体积为400 L，所以剩下气体的质量与原来质量之比等于同压下气体的体积之比：＝，B项正确．
图2－7－9
4．(双选)如图2－7－9所示，图线1和2分别表示一定质量的气体在不同温度下的等温线，下述说法正确的有( )
A．图线1对应的温度高于图线2
B．图线1对应的温度低于图线2
C．气体由状态A沿图线1变化到状态B的过程中，分子间平均距离增大
D．气体由状态A沿图线1变化到状态B的过程中，分子间平均距离减小
解析：选AC.p－V图中，图线1在图线2外侧，其对应温度较高．图线1中，气体由状态A变为B为等温膨胀过程，体积增大，气体分子间的平均距离将增大，故选A、C.
图2－7－10
5．如图2－7－10所示，两端封闭的U形管，内径均匀，两边水银柱等高．水银柱上方封闭的空气柱长度L1＝30 cm，L2＝38 cm.现从阀门C处注入水银，结果左管中水银面上升5 cm，右管中水银面上升6 cm，求封闭端气体原来的压强．
解析：设原来两部分气体压强都为p0(因水银面等高)，初状态左管中气体的体积V1＝L1S，右管中气体体积V2＝L2S.末状态左管的气体压强为p1′，体积为V1′＝(L1－5)S，右管中气体体积V2′＝(L2－6)S，压强为p2′＝p1′－1 cmHg，
根据玻意耳定律：
左管中气体 p0L1S＝p1′(L1－5)S
右管中气体 p0L2S＝(p1′－1)(L2－6)S
即30p0＝25p1′①
38p0＝32p1′－32②
①/②，得p1′＝96 cmHg.
答案：96 cmHg
一、单项选择题
1．在一个上下温度相同的水池中，一个小气泡缓慢向上浮起时，下列对气泡内气体分子的描述正确的是( )
A．气体分子的平均速率不变
B．气体分子数密度增加
C．气体分子数密度不变
D．气体分子无规则运动加剧
解析：选A.气泡内的空气温度未变，所以气体分子的平均动能不变，平均速率不变．分子运动的剧烈程度未变，故A对，D错．空气被封闭在气泡内，气体分子的总个数未变，随着气泡的逐渐上升，气体压强减小，气体体积增加，气体分子数密度减小，所以B、C错．
2．一个气泡由湖面下20 m深处上升到湖面下10 m深处，它的体积约变为原来体积的(温度不变)( )
A．3倍
B．2倍
C．1.5倍
D．0.7倍
解析：选C.水下深20 m处，压强为3p0(p0为大气压强)，10 m深处，压强为2p0，由玻意耳定律，得3p0V1＝2p0V2，V2＝1.5V1，故C项对．
3．如图2－7－11所示，p表示压强，V表示体积，T为热力学温度，各图中正确描述一定质量的气体不是等温变化的是( )
图2－7－11
答案：D
图2－7－12
4．如图2－7－12所示，一端封闭的玻璃管开口向下竖直倒插在水银槽中，其位置保持固定．已知封闭端内有少量空气．若大气压强变小一些，则管中在水银槽水银面上方的水银柱高度h和封闭端内空气的压强p将如何变化( )
A．h变小，p变大
B．h变大，p变大
C．h变大，p变小
D．h变小，p变小
解析：选D.极限分析法：设想大气压强变为零，则易知，气体体积V变大，h变为零，p变小，选D.假设法：大气压强变小，假设h不变，因为p0＝p＋h，所以p减小，由玻意耳定律知V变大，故h不可能不变，h要减小，V变大，p变小，选D.
5.
图2－7－13
如图2－7－13所示是一定质量的某种气体状态变化的p?V图象，气体由状态A变化到状态B的过程中，气体分子平均速率的变化情况是( )
A．一直保持不变
B．一直增大
C．先减小后增大
D．先增大后减小
解析：选D.由图象可知，pAVA＝pBVB，所以A、B两状态的温度相等，在同一等温线上．由于离原点越远的等温线温度越高，所以从状态A到状态B温度应先升高后降低，分子平均速率先增大后减小．
6．用活塞气筒向一个容积为V的容器内打气，每次能把体积为V0、压强为p0的空气打入容器内．若容器内原有空气的压强为p，打气过程中温度不变，则打了n次后容器内气体的压强为( )
A.
B．p＋np0
C．p＋n()
D．p＋()n·p0
解析：选C.将n次打气的气体和容器中原有气体看成是初态，将打气后容器内的气体看成是末态，利用等温状态公式，有pV＋np0V0＝p′V，得n次打气后容器内气体的压强p′＝p＋，即C项正确．
7.
图2－7－14
氧气瓶在储存过程中，由于密封不严，其瓶内氧气的压强和体积变化如图2－7－14A到B所示(变化过程缓慢)，则瓶内氧气的温度( )
A．一直升高
B．一直下降
C．先升高后降低
D．不变
解析：
选D.错解为B，错误原因是只简单地对A、B及A到B的过程进行分析后，作出各状态下的等温线，如图所示，从图中可以看出tA＞t1＞t2＞tB，从而误选B.而忽略了只有一定质量的气体才满足tA＞t1＞t2＞tB.
正确答案应为D，密封不严说明漏气，说明气体质量变化，B不正确；“缓慢”说明氧气瓶中氧气可充分同外界进行热交换，隐含与外界“等温”．
二、双项选择题
8．钢瓶中装有一定量的气体，现在用两种方法抽钢瓶中的气体，第一种方法用小抽气机，每次抽1 L气体，共抽取3次；第二种方法是用大抽气机，一次抽取3 L气体，下列说法正确的是( )
A．两种抽法抽去的气体质量一样多
B．第一种抽法抽去的气体质量多
C．第一种抽法中每次抽去的质量一样多
D．第一种抽法中，每次抽去的质量逐渐减少
解析：选BD.第一种抽法中：三次抽取时，设钢瓶中气体压强分别为p1、p2、p3，则：pV＝p1(V＋V0)，p1V＝p2(V＋V0)，p2V＝p3(V＋V0)，p3＝p·()3，第二种抽法中，设抽取后，瓶中气体压强为p′，则：pV＝p′(V＋3V0)，p′＝p·，其中V0＝1 L，p为钢瓶中气体开始时的压强，V为钢瓶的容积；因p3＜p′，故第一种抽法抽去的气体质量多，B正确；第一种抽法中，每次抽取的气体的压强是逐渐降低的，D项正确．
图2－7－15
9．如图2－7－15是医院为病人输液的部分装置，图中A为输液瓶，B为滴壶，C为进气管，与大气相通．则在输液过程中(瓶A中尚有液体)，下列说法正确的是( )
A．瓶A中上方气体的压强随液面的下降而增大
B．瓶A中液面下降，但A中上方气体的压强不变
C．滴壶B中的气体压强随A中液面的下降而减小
D．在瓶中药液输完以前，滴壶B中的气体压强保持不变
解析：选AD.进气管C端的压强始终是大气压p0，设输液瓶A内的压强为pA，可以得到pA＝p0－ρgh，因此pA将随着h的减小而增大．滴壶B的顶端液面与进气管C顶端的高度差不受输液瓶A内液面变化的影响，因此压强不变．选A、D.
10.
图2－7－16
如图2－7－16所示，在一端封闭的玻璃管中，用一段水银将管内气体与外界隔绝，管口向下放置，若将管倾斜，则呈现的物理现象是( )
A．封闭端内气体的压强增大
B．封闭端内气体的压强减小
C．封闭端内气体的压强不变
D．封闭端内气体的体积减小
答案：AD
三、非选择题
11.
图2－7－17
一圆柱形汽缸，内部截面积为S，其活塞可在汽缸内无摩擦地滑动，汽缸内密封有理想气体，外部大气压强为p0，当汽缸卧放在水平面上时，活塞距缸底为L0，如图2－7－17所示．若汽缸质量为M，活塞质量为m.当对活塞施以水平恒力F向右拉时，汽缸及活塞以共同加速度a向右运动，且此时活塞距缸底为L0，求力F多大？
解析：以气体为研究对象，p0L0S＝p·L0S，所以p＝p0，若以活塞为研究对象，其受力分析如图所示，根据牛顿第二定律ma＝pS＋F－p0S，所以F＝ma＋p0S.
答案：ma＋p0S
12．一个足球容积V＝2.5×10－3 m3，原来装满1.0×105 Pa的空气；现用打气筒给这个足球打气，每次可把V′＝1.25×10－4 m3，压强为1.0×105 Pa的空气打入球内，要使足球内部的压强增为2.0×105 Pa，应打气多少次？(设足球容积和空气温度在打气过程中不变)
解析：据玻意耳定律有
p2V＝p1(V＋ΔV)
ΔV＝＝2.5×10－3 m3
n＝＝20(次)．
答案：20次
1．(单选)下列哪些因素不影响蒸发的快慢( )
A．绝对湿度
B．相对湿度
C．表面积
D．温度
解析：选A.相对湿度越小，飞出去的水分子数目比跑回来的水分子数目越多，故B对，还跟液体的表面积和温度有关，表面积越大，温度越高，蒸发得越快，答案是A.
2．(单选)将未饱和汽转化成饱和汽，下列方法不可行的是( )
A．保持温度不变，减小体积
B．保持温度不变，减小压强
C．保持体积不变，降低温度
D．保持体积不变，减小压强
解析：选B.保持温度不变，减小体积，可以增大水蒸气压强，使未饱和汽达到饱和汽压成为饱和汽，A可行；降低温度，饱和汽压降低，也可以使未饱和汽的压强达到饱和汽压，C可行；体积不变，减小压强，就是让水蒸气的温度降低，从而使饱和汽压降低，D可行，故选B.
3．(单选)印刷厂里为使纸张好用，主要应控制厂房内的( )
A．绝对湿度
B．相对湿度
C．温度
D．大气压强
答案：B
4．(双选)某日白天的气温是20 ℃，空气中水蒸气的压强是1.1×103 Pa；夜间，空气中水蒸气的压强不变，气温降到10 ℃.白天水蒸气的饱和汽压是2.3×103 Pa，夜间水蒸气的饱和汽压是1.2×103 Pa，则我们感觉到的潮湿与干爽情况是( )
A．夜间干爽
B．白天潮湿
C．白天干爽
D．夜间潮湿
解析：选CD.潮湿还是干爽取决于相对湿度的大小．
白天相对湿度＝
晚上相对湿度＝.
所以白天干爽，晚上潮湿．
5．气温为10 ℃时，测得空气的绝对湿度p＝800 Pa，则此时的相对湿度为多少？如果绝对湿度不变，气温升至20 ℃，相对湿度又为多少？(已知10 ℃时水的饱和汽压为p1＝1.228×103 Pa,20 ℃时水的饱和汽压为p2＝2.338×103 Pa)
解析：10 ℃时水的饱和汽压为p1＝1.228×103 Pa，由相对湿度公式得此时的相对湿度：
B1＝＝×100%＝65.1%.
20 ℃时水的饱和汽压为p2＝2.338×103 Pa，同理得相对湿度：
B2＝＝×100%＝34.2%.
答案：65.1% 34.2%
一、单项选择题
1．对饱和蒸汽，下面说法正确的是( )
A．液面上的蒸汽分子的密度不断增大
B．液面上的蒸汽分子的密度不断减小
C．液面上的蒸汽分子的密度不变
D．液面上没有蒸汽分子
解析：选C.达到饱和蒸汽时，液体与气体之间达到了动态的平衡，即相同时间内回到水中的分子数等于从水面飞出的分子数，液面上蒸汽分子的密度不再改变．
2．下列说法正确的是( )
A．空气的绝对湿度跟水的饱和汽压的百分比，叫做空气的相对湿度
B．人们的有些病症与空气的相对湿度有关
C．干湿球湿度计上，两温度计的示数的差值越大，说明空气就越潮湿
D．只要气温不高，人们就一定不会感到闷热
解析：选B.A中的饱和汽压应是“同一温度”下的饱和汽压(因为不同温度下的饱和汽压的值不等)，故A不正确．B中所述的情况，就是相对湿度对人的生活造成影响的一个例子，B正确．两温度计示数差值越大，说明干湿球湿度计上的水蒸发越快，空气越干燥，C不正确．若空气相对湿度大，尽管气温不高人们也会感到闷热，D不正确．本题答案为B.
3．对动态平衡说法不正确的是( )
A．当气态分子数密度增大到一定程度时就会达到这样的状态
B．在相同时间内回到液体中的分子数等于从液面飞出去的分子数
C．此时，蒸气的密度不再增大，液体也不再减少
D．蒸发的速度不再改变，以恒速蒸发
解析：选D.根据对水的蒸发过程的分析进行判断：当达到动态平衡时，可认为蒸发停止，故D项错误．
4．冬天戴眼镜的人从温度较低的室外进入温度较高的室内，眼镜片往往会突然变得模糊起来，这是由于( )
A．室内空气混浊
B．室内气温降低，出现了雾
C．室内空气达到了饱和
D．眼镜片接触的薄层空气中所含水蒸气达到了饱和
解析：选D.温度降低，水的饱和汽压减小，与镜片接触的薄层空气所含水汽达到饱和而液化．
5．有的空调带有除湿功能，除湿的目的是( )
A．使相对湿度适中
B．使绝对湿度适中
C．使饱和汽压适中
D．减少大气压强
解析：选A.空调降温时，若空气中的相对湿度过大，人感觉到太潮湿，除掉空气中的部分水后，使相对湿度适中，人感觉更舒服．
6．人对空气的干燥与潮湿的感觉( )
A．只与绝对湿度有关
B．由相对湿度决定
C．只与空气中水分子数密度有关
D．只与空气的温度有关
解析：选B.人感觉“潮湿”还是“干燥”取决于水分蒸发的快慢，若水分蒸发快，人会感到“干燥”，而水分蒸发快慢取决于空气中水蒸气是接近饱和汽还是远离饱和汽，即相对湿度．相对湿度越小，蒸发越快，人感觉越干燥．
7．高压锅又叫压力锅，用它可以将被蒸煮的食物加热到100 ℃以上，所以食物容易被煮熟．且高压锅煮食物比普通锅煮食物省时间省燃料，尤其做出的米饭也香软可口，很受人们欢迎．下表是AS22－5－80高压锅的铭牌，对此下列解释正确的是( )
AS22－5－80
容量
5升
净重
8.92公斤
锅帽重
89.0 g
气压
2.11 atm
水的温度
120 ℃
A.食品受到的压强大而易熟
B．高压锅保温性能好，热量损失少而易熟
C．锅内温度能达到100 ℃以上，食品因高温而易熟
D．高压锅的密封性好，减少了水的蒸发而易熟
解析：选C.使用高压锅蒸煮食物时，高压锅盖上锅盖后就是一个密封的容器了．加热时锅内水温不断升高，水的蒸发不断加快．由于锅是密封的，锅内水面上方的水蒸气就越来越多，锅内水蒸气的压强越来越大，直到将气压阀顶起，锅内的大气压不再增大，水的沸点此时接近120 ℃.食物由生变熟是个升温过程．温度越高，熟得越快，高压锅内的食物可以被加热到的温度比普通锅高出了约20 ℃，所以容易熟，故C项正确．
二、双项选择题
8．由饱和汽和饱和汽压的概念，选出下列正确的结论( )
A．饱和汽和液体之间的动态平衡，是指汽化和液化同时进行的过程，且进行的速率相等
B．一定温度下的饱和汽的密度为一定值，温度升高，饱和汽的密度增大
C．一定温度下的饱和汽压，随饱和汽的体积增大而增大
D．饱和汽压跟绝对温度成正比
解析：选AB.由动态平衡概念可知A正确．在一定温度下，饱和汽的密度是一定的，它随着温度升高而增大，B正确，一定温度下的饱和汽压与体积无关，C错．饱和汽压随温度升高而增大，原因是：温度升高时，饱和汽的密度增大；温度升高时，蒸汽分子平均速率增大，理想气体状态方程不适用于饱和汽，饱和汽压和绝对温度的关系不成正比，饱和汽压随温度的升高增大得比线性关系更快，D错．
9．下列说法中正确的是( )
A．在一定温度下，同种液体的饱和蒸汽的密度是一定的
B．饱和蒸汽近似地遵守理想气体定律
C．在潮湿的天气里，空气的相对湿度大，水蒸发得慢，所以洗了的衣服不容易晾干
D．在绝对湿度相同的情况下，夏天比冬天的相对湿度大
解析：选AC.饱和蒸汽的密度仅由温度决定，温度越高，饱和蒸汽的密度越大，饱和汽压越大，由B＝×100%可知，在p相同的情况下，ps越大，B越小．人感觉“潮湿”和“干燥”及蒸发快慢取决于相对湿度．
10．同种气体在同温度下的未饱和汽与饱和汽相比较( )
A．分子的平均动能、压强和密度一样大
B．分子的平均动能、压强一样大，未饱和汽的密度较小
C．分子的平均动能一样大，未饱和汽的密度和压强较小
D．分子的平均动能一样大，升高相同温度时，未饱和汽增加的压强较小
解析：选CD.温度相同时，气体分子的平均动能一样大，饱和汽中气体分子的密度大于未饱和汽中气体分子的密度，由气体压强的微观解释可知饱和汽压较大．
三、非选择题
11．在严寒的冬天里，房间窗玻璃上往往会结一层雾珠，使玻璃变得雾蒙蒙的．雾珠是在窗玻璃的内表面还是外表面？雾珠是怎样形成的？
答案：雾珠是在窗玻璃的内表面．因为严寒的冬天，房间内外温差很大，室内温度高，空气的绝对湿度大，而在房间窗玻璃处温度很低，空气的饱和汽压很小，当空气的饱和汽压小于绝对湿度时，就会有雾珠出现．
12．室内空气的温度是25 ℃，空气的相对湿度是65%，问空气的绝对湿度等于多少？已知25 ℃时水的饱和汽压为3.167×103 Pa.
解析：空气的绝对湿度＝水蒸气的实际压强，而相对湿度＝×100%.故绝对湿度＝相对湿度×同温下水的饱和汽压，即绝对湿度＝65%×3.167×103 Pa≈2.06×103 Pa.
答案：2.06×103 Pa
1．(单选)下列有关液晶的一些性质的说法中，不正确的是( )
A．液晶分子的空间排列是稳定的
B．液晶的光学性质随温度的变化而变化
C．液晶的光学性质随所加电场的变化而变化
D．液晶的光学性质随所加压力的变化而变化
解析：选A.液晶分子既有排列的有序性，又可以自由移动，故A错，B、C、D均正确．
图2－4－3
2．(单选)如图2－4－3所示，金属框上阴影部分表示肥皂膜，它被棉线分割成a、b两部分．若将肥皂膜的a部分用热针刺破，棉线的形状是图2－4－4中的哪一个( )
图2－4－4
解析：选D.肥皂膜未被刺破时，作用在棉线两侧的表面张力互相平衡，棉线可以有任意形状．当把a部分液膜刺破后，在b部分液膜表面张力的作用下，棉线将被绷紧．因液体表面有收缩到面积最小的趋势，而在同周长的几何图形中，圆面积最大，所以棉线被拉成凹的圆弧形状．正确选项为D.
3．(单选)关于液体的表面张力，下列说法中错误的是( )
A．表面张力是液面各部分间相互吸引的力
B．表面张力是液体表面层中任一分界线两侧大量分子相互作用力的宏观表现
C．表面层里分子分布要比液体内部稀疏些，分子力表现为引力
D．表面层里分子距离比液体内部小些，分子表现为引力
答案：D
4．(单选)下列关于液体表面张力的说法，正确的有( )
A．液体表面张力的存在，使得表面层内分子的分布比内部要密些
B．液体表面层分子间的引力大于液体内部分子间的引力，因而产生表面张力
C．液体表面层分子间只有引力而无斥力是产生表面张力的原因
D．表面张力使液体表面有收缩到最小的趋势
答案：D
5．水的密度比沙的密度小，为什么沙漠中的风能刮起大量沙子，而海洋上的风却只带有少量的水沫？
答案：由于海水水面有表面张力的作用，水分子之间相互吸引着，风很难把水珠刮起．只能形成海浪，所以海洋上的风只带有少量的水沫，而沙漠中的沙子却不一样，沙粒之间作用力很小，几乎没有，所以风很容易刮起大量沙子．
一、单项选择题
1．以下说法中正确的是( )
A．液晶是晶体
B．液晶是液体
C．液晶是固体
D．液晶既不是固体也不是液体
答案：D
2．下列现象中，不是表面张力起了作用的是( )
A．小缝衣针漂浮在水面上
B．小木船漂浮在水面上
C．荷叶上的小水珠呈球形
D．慢慢向小酒杯中注水，即使水面稍高出杯口，水仍不会流出来
解析：选B.小缝衣针漂浮在水面上，针并没有浸入液体中，只受到水表面的作用力，故是表面张力现象，A正确．小船漂浮在水面上，受到的是水的浮力，B错．表面张力的作用效果可以使液面收缩，C、D正确．
3．下列说法中正确的是( )
A．不论是何种液体，表面张力总是要使液体表面积增大
B．表面张力的方向总是与液面垂直
C．表面层内的液体分子没有斥力，只有引力
D．表面层内的液体分子分布较液体内部稀疏，分子间作用力表现为引力
答案：D
4．处于液体表面层中的分子比液体内部的分子有( )
A．较小的势能
B．较大的势能
C．相同的势能
D．较大的动能
解析：选B.液体表面层的分子间距相比液体内部分子间距离大些，结合分子动理论知识可分析B项正确．
5．附着层里的液体分子比液体内部稀疏的原因是( )
A．附着层里液体分子间的斥力强
B．附着层里液体分子间的引力强
C．固体分子对附着层里的液体分子的吸引，比液体内部分子的吸引弱
D．固体分子对附着层里的液体分子的吸引，比液体内部分子的吸引强
解析：选C.附着层里的分子既受到固体分子的吸引，又受到液体内部分子的吸引，如果受到的固体分子的吸引比较弱，附着层中的部分分子进入液体内部，从而使附着层里的分子比液体内部稀疏，所以C正确，A、D错误；对于B项，由于附着层里的分子稀疏，分子间的引力强，这是附着层稀疏后的一个结果，并不是引起附着层分子稀疏的原因，故也是错误的．
图2－4－5
6．做这样的实验：如图2－4－5所示，先把一个棉线圈拴在铁丝环上，再把环在肥皂水里浸一下，使环上布满肥皂水的薄膜．如果用热针刺破棉线圈里那部分薄膜，则棉线圈将成为( )
A．椭圆形
B．长方形
C．圆形
D．任意形状
解析：选C.由于表面张力的作用，当刺破棉线圈里的薄膜时，棉线圈外的薄膜就会收缩，使棉线圈张紧成圆形．
图2－4－6
7．在天平的左盘挂一根铁丝，右盘放一砝码，且铁丝浸于液体中，此时天平平衡，如图2－4－6所示，现将左端液体下移使铁丝刚刚露出液面，则( )
A．天平仍然平衡
B．由于铁丝离开水面沾上液体，重量增加而使天平平衡被破坏，左端下降
C．由于铁丝刚离开液面，和液面间生成一液膜，此液膜的表面张力使天平左端下降
D．以上说法都不对
解析：选C.由于铁丝刚好离开液面，和液面间生成一液膜，此液膜的表面张力使铁丝受到向下的作用力，所以天平左端下降．
二、双项选择题
8．下列有关液晶的说法中正确的是( )
A．液晶具有流动性
B．液晶具有各向同性
C．液晶的光学性质随所加压力的变化而变化
D．液晶就是液态的晶体
解析：选AC.液晶是介于固态和液态之间的中间态，具有和液体、晶体相似的性质，但液晶不是液态的晶体．
9．关于液晶的分子排列，下列说法正确的是( )
A．液晶分子在特定方向上排列整齐
B．液晶分子的排列不稳定，外界条件的微小变动都会引起液晶分子排列的变化
C．液晶分子的排列整齐而且稳定
D．液晶的物理性质稳定
解析：选AB.液晶分子的排列是不稳定的，外界条件的微小变动都会引起液晶分子排列的变化，因而改变其某些性质．例如：温度、压力、摩擦、电磁作用、容器表面的差异性等，都可以改变液晶的光学性质，即物理性质，故A、B正确．
10．关于表面张力，下列说法中正确的是( )
A．表面张力产生在液体的表面层，它的方向跟液面垂直
B．表面张力产生在液体的表面层，它的方向跟液面平行
C．作用在任何一部分液面上的表面张力，总是跟这部分液面的分界线垂直
D．表面张力就是表面层分子间的斥力
解析：选BC.表面张力产生在液体的表面层，是引力，如果在液体表面任意画一条线，表面张力和这条线垂直．
三、非选择题
11．根据液晶的什么性质可以探测温度，又可以检查肿瘤？
答案：有一种液晶，温度改变时会改变颜色，随着温度的逐渐升高，液晶的颜色就发生改变，温度降低，又按相反顺序改变颜色，液晶的这种性质，可以用来探测温度．
在医学上用来检查肿瘤，在皮肤表面涂上一层液晶，由于肿瘤部分的温度与周围组织的温度不一样，液晶会显示不同的颜色．
图2－4－7
12．如图2－4－7所示，在培养皿内注入清水．让两根细木杆相互平行地浮在水面上，然后在细木杆之间轻轻地滴入几滴酒精，细木杆会“自动”散开．请你解释这一现象．
解析：漂浮在水面上的细木杆，原来两边受到大小相等、方向相反的表面张力作用而处于平衡状态，滴入酒精后，细木杆之间液体的表面张力减小，使得内侧的表面张力比外侧的表面张力小，细木杆就被“拉”开了．
答案：见解析
1.
图2－8－8
(单选)水平放置、粗细均匀、两侧都封闭的细长玻璃管中，有一段水银柱将管中气体分为两部分，且左边气体温度比右边高，如图2－8－8所示，将玻璃管温度均匀升高相同温度的过程中，水银柱将( )
A．向右移动
B．向左移动
C．始终不动
D．以上三种情况都有可能
解析：选B.设水银柱不移动，两边气体做等容变化，设温度升高ΔT，对左边气体有：p/T1＝p左/(T1＋ΔT)，对右边气体有：p/T2＝p右/(T2＋ΔT)，由于T1＞T2，p左＜p右，故向左移动．
2．(单选)一定质量的气体，保持压强不变，体积减为原来的一半，则其温度由原来的27 ℃变为( )
A．127 K
B．150 K
C．13.5 ℃
D．－23.5 ℃
解析：选B.据盖·吕萨克定律知：
＝，V2＝，T1＝(273＋27) K＝300 K，解得：T2＝150 K.
3．(单选)一定质量的理想气体，在某一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p1、V1、T1，在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p2、V2、T2，下列关系正确的是( )
A．p1＝p2，V1＝2V2，T1＝T2
B．p1＝p2，V1＝V2，T1＝2T2
C．p1＝2p2，V1＝2V2，T1＝2T2
D．p1＝2p2，V1＝V2，T1＝2T2
解析：选D.由理想气体状态方程＝，可得D正确．
4．(双选)(2010年高考上海卷)一定质量理想气体的状态经历了如图2－8－9所示的ab、bc、cd、da四个过程，其中bc的延长线通过原点，cd垂直于ab且与水平轴平行，da与bc平行，则气体体积在( )
图2－8－9
A．ab过程中不断增加
B．bc过程中保持不变
C．cd过程中不断增加
D．da过程中保持不变
解析：选AB.首先，因为bc的延长线通过原点，所以bc是等容线，即气体体积在bc过程中保持不变，B正确；ab是等温线，压强减小则体积增大，A正确；cd是等压线，温度降低则体积减小，C错误；连接aO交cd于e，则ae是等容线，即Va＝Ve，因为Vd＜Ve，所以Vd＜Va，所以da过程中体积不是保持不变，D错误．
图2－8－10
5．在室温条件下研究等容变化，实验装置如图2－8－10所示，由于不慎，使水银压强计左管水银面下h＝10 cm处有长为L＝4 cm的空气柱．开始时压强计的两侧水银柱最高端均在同一水平面上，温度计示数为7 ℃，后来对水加热，使水温上升到77 ℃，并通过调节压强计的右管，使左管水银柱仍在原来的位置，若大气压为76 cmHg，求：
(1)升温后A气体的压强；
(2)升温后B气体的长度．(保留两位有效数字)
解析：(1)升温前：pA＝p0＋pL＝80 cmHg，TA＝280 K，升温后：TA′＝350 K，根据查理定律＝得pA′＝pA＝×80 cmHg＝100 cmHg.
(2)对B气体而言，初态：pB＝(76＋10＋4) cmHg
＝90 cmHg，VB＝4S；末态：pB′＝pA′＋ph＝110 cmHg.
由玻意耳定律：pBVB＝pB′VB′得L′S＝×LS，
所以L′＝×4 cm≈3.3 cm.
答案：(1)100 cmHg (2)3.3 cm
一、单项选择题
1．对于一定质量的气体，以下说法正确的是( )
A．气体做等容变化时，气体的压强和温度成正比
B．气体做等容变化时，温度升高1 ℃，增加的压强是原来压强的1/273
C．气体做等容变化时，气体压强的变化量与温度的变化量成正比
D．由查理定律可知，在等容变化中，气体温度从t1升高到t2时，气体压强由p1增加到p2，且p2＝p1[1＋(t2－t1)/273]
解析：选C.一定质量的气体的等容变化，气体的压强是跟热力学温度成正比，跟摄氏温度不是成正比关系，A项错误；根据公式p＝p0(1＋)，其中p0是0 ℃时的压强，B项错；气体压强的变化量，总是跟变化的温度成正比，无论是摄氏温度，还是热力学温度，C项正确；根据公式p＝p0(1＋)，得D项也是错误的．
2．在图2－8－11中，不能反映理想气体经历了等温变化→等容变化→等压变化，又回到原来状态的图是( )
图2－8－11
解析：选D.根据p－V、p－T、V－T图象的意义可以判断，其中选项D显示的是理想气体经历了等温变化→等压变化→等容变化，与题意不符．
图2－8－12
3．如图2－8－12所示是一定质量的气体从状态A经B到状态C的V－T图线，由图线可知( )
A．pA＞pB
B．pC＜pB
C．VA＜VB
D．TA＜TB
解析：选D.由A到B的过程是等容变化，由＝C，TB＞TA，所以pB＞pA，故A、C项错误，D项正确；由B到C的过程是等压变化，所以pC＝pB，故B项错误．
图2－8－13
4．如图2－8－13所示，一定质量的理想气体由状态A沿平行于纵轴的直线变化到状态B，则它的状态变化过程是( )
A．气体的温度不变
B．气体的内能增加
C．气体分子的平均速率减少
D．气体分子在单位时间内与器壁单位面积上碰撞的次数不变
解析：选B.从p－V图象中的AB图线看，气体状态由A变到B为等容升压，根据查理定律，一定质量的气体，当体积不变时，压强跟热力学温度成正比．答案A中温度不变是不对的，应该是压强增大温度升高．气体的温度升高，内能增加，答案B对．气体的温度升高，分子平均速率增加，故答案C错．气体压强增大，则气体分子在单位时间内与器壁单位面积上的碰撞次数增加，故答案D是错误的．
5.
图2－8－14
一定质量的理想气体的三个状态在V－T图线上用A、B、C三个点表示，如图2－8－14所示，则气体在这三个状态时的压强pA、pB、pC的大小关系有( )
A．pC>pB>pA
B．pAC．pC>pA>pB
D．无法判断
解析：选A.因为所给的是V－T图线，A、B、C三点温度、体积都不一样，要想比较三个状态的压强，可以利用V－T图线上的等压线辅助分析．在V－T图线上，等压线是一条延长线过原点的直线，过A、B、C三点作三条等压线分别表示三个等压过程，如图所示．为了比较三个等压线所代表的压强的大小，可以作一条等温线，与等压线分别交于A′、B′、C′.等温过程中，压强p与体积V成反比，因为VA′>VB′>VC′，所以pA′6．一定质量的气体，在体积不变的条件下，温度由0 ℃升高到10 ℃时，其压强的增量为Δp1，当它由100 ℃升高到110 ℃时，所增压强为Δp2，则Δp1与Δp2之比是( )
A．10∶1
B．373∶273
C．1∶1
D．383∶283
解析：选C.由查理定律得Δp＝ΔT，一定质量的气体在体积不变的条件下＝恒量，温度由0 ℃升高到10 ℃和由100 ℃升高到110 ℃，ΔT＝10 K相同，故所增加的压强Δp1＝Δp2，C项正确．
7.
图2－8－15
如图2－8－15所示，一导热性良好的汽缸内用活塞封住一定量的气体(不计活塞与缸壁摩擦)，当温度升高时，改变的量有( )
A．活塞高度h
B．汽缸高度H
C．气体压强p
D．弹簧长度L
答案：B
二、双项选择题
图2－8－16
8．如图2－8－16所示，为A、B两部分理想气体的V－t图象，设两部分气体是质量相同的同种气体，根据图中所给条件，可知( )
A．当t＝273 ℃时，气体的体积A比B大0.2 m3
B．当tA＝tB时，VA∶VB＝3∶1
C．当tA＝tB时，VA∶VB＝1∶3
D．A、B两部分气体都作等压变化，它们的压强之比pA∶pB＝3∶1
解析：选AB.由图象可知，A、B两部分气体都发生等压变化，所以它们在相同温度下体积之比不变．
9．一定质量的气体体积不变，在0 ℃时的压强为p0，在27 ℃时压强为p，则当气体从27 ℃上升到28 ℃时，增加的压强为( )
A．p0/273
B．p/273
C．p0/300
D．p/300
解析：选AD.根据p/T＝C可得p0/273＝p/(273＋t)，p＝p0/(1＋t/273)，所以p＝p0/(1＋27/273)，p′＝p0/(1＋28/273)．故Δp＝p′－p＝p0/273.根据p1/T1＝p2/T2得p/(273＋27)＝p′/(273＋28)从而p′＝301p/300，故Δp＝p′－p＝p/300.
10．如图2－8－17所示，四个两端封闭、粗细均匀的玻璃管内的空气被一段水银柱隔开，按图中标明的条件，当玻璃管水平放置时，水银柱处于静止状态，如果管内两端的空气都升高相同的温度，则水银柱向左移动的是( )
图2－8－17
解析：选CD.假设升温后，水银柱不动，则压强要增加，由查理定律有，压强的增加量Δp＝，而各管原左、右两边气体的p相同，所以Δp∝，即T高，Δp小，也就可以确定水银柱应向温度高的方向移动，故C、D项正确．
三、非选择题
11．汽车行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故，太低又会造成耗油量上升．已知某型号轮胎能在－40 ℃～90 ℃正常工作，为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过3.5 atm，最低胎压不低于1.6 atm，那么在t＝20 ℃时给该轮胎充气，充气后的胎压在什么范围内比较合适(设轮胎的体积不变)．
解析：对于胎内气体，根据查理定律：
＝，t1、p1分别为－40 ℃、1.6 atm.
20 ℃时的压强为：
p2＝p1＝×1.6 atm＝2.01 atm.
若t3、p3分别为90 ℃、3.5 atm，
根据查理定律得：＝
20 ℃时压强为：p2′＝p3＝×3.5 atm＝2.83 atm.
胎压范围为：2.01 atm答案：2.01 atm至2.83 atm
图2－8－18
12．如图2－8－18所示是一定质量的气体从状态A经状态B、C到状态D的p－T图象，已知气体在状态B时的体积是8 L，求VA、VC和VD，并画出此过程的V－T图．
解析：A→B，等温过程有pAVA＝pBVB，所以
VA＝＝ L＝4 L
B→C，等容过程，所以VC＝VB＝8 L
C→D，等压过程有＝，VD＝VC＝×8 L＝ L.
此过程的V－T图如下：
答案：VA＝4 L，VC＝VB＝8 L，VD＝10.7 L V－T图见解析
1．(双选)关于热力学温标的正确说法是( )
A．摄氏温标比热力学温标更为科学
B．热力学温标的零度为－273.15 ℃，叫绝对零度(0 K)
C．气体温度趋近于绝对零度时，其体积为零
D．在绝对零度附近气体已液化，所以它的压强不会为零
解析：选BD.热力学温标在科学计算中特别体现在热力学方程中，使方程更简单、更科学，A项错误；B是热力学温标的常识，B项正确；气体趋近于绝对零度时早已液化，但有体积，故其压强不为零，C项错，D项正确．另外，热力学温标中的绝对零度是低温极限，在接近0 K时，所有气体都液化或凝固．
2．(单选)关于热力学温标与摄氏温标的说法正确的是( )
A．摄氏温度升高了10 ℃，则热力学温度升高了283 K
B．摄氏温度升高了10 ℃，则热力学温度升高了10 K
C．随着科学技术的进步，绝对零度是可以达到的
D．摄氏温标的零度与热力学温标的零度相同
解析：选B.摄氏温标与热力学温标的零点不同，但温差是相同的，绝对零度是低温的极限，永远也达不到，故A、C、D错误．
3．(单选)有一段12 cm长的汞柱，在均匀玻璃管中封住一定质量的气体，若开口向上将玻璃管放置在倾角为30°的光滑斜面上，在下滑过程中被封气体的压强为(大气压强p0＝76 cmHg)( )
A．76 cmHg
B．82 cmHg
C．88 cmHg
D．70 cmHg
解析：选A.水银柱所处的状态不是平衡状态，因此不能用平衡条件来处理，水银柱的受力分析如图所示，因玻璃管和水银柱组成系统的加速度a＝gsinθ，所以对水银柱由牛顿第二定律得：p0S＋mgsinθ－pS＝ma，故p＝p0.
图2－6－3
4．(单选)如图2－6－3所示，竖直放置的长直汽缸内密封有一定质量的气体，质量不能忽略的活塞可在缸内无摩擦地滑动，活塞上方与大气相通，整个系统处于平衡状态，大气压强不变．现使缸内气体的温度缓慢升高ΔT，则系统再次达到平衡状态时( )
A．活塞位置没有改变，缸内气体压强不变
B．活塞位置没有改变，缸内气体压强增大
C．活塞向上移动一些，缸内气体压强不变
D．活塞向上移动一些，缸内气体压强增大
解析：选C.设活塞的质量为m，大气压强为p0，活塞面积为S，分析活塞受力，由平衡条件可求出：p＝p0＋，当温度升高后，活塞再次平衡时，缸内压强不变；但温度升高，使缸内气体分子无规则运动加剧，要使压强不变，缸内气体单位体积内的分子数必减少，气体的体积增大，活塞向上移动一些，所以只有C项正确．
5．如图2－6－4所示，重G1＝20 N的活塞将一部分气体封闭在汽缸内，活塞可以在汽缸内无摩擦地滑动，活塞的横截面积S＝100 cm2，外界大气压强p0＝1.0×105 Pa(g取10 m/s2)．
图2－6－4
(1)活塞上物体重G2＝200 N，求汽缸内气体压强p1；
(2)活塞受到竖直向上拉力F的作用，拉力F＝10 N，求汽缸内气体压强p2；
(3)将汽缸悬挂起来，汽缸及活塞均保持静止，求汽缸内气体压强p3；
(4)将活塞悬挂起来，汽缸及活塞均保持静止，汽缸质量M＝10 kg，汽缸壁厚度可忽略不计，求汽缸内气体压强p4.
解析：(1)对活塞：p1S＝p0S＋G1＋G2
所以p1＝1.22×105 Pa.
(2)对活塞：F＋p2S－p0S－G1＝0，
所以p2＝1.01×105 Pa.
(3)对活塞：p0S－p3S－G1＝0，
所以p3＝9.8×104 Pa.
(4)对活塞：F′＋p4S－G1－p0S＝0，
又因为F′＝G1＋Mg，所以p4＝9×104 Pa.
答案：(1)1.22×105 Pa (2)1.01×105 Pa (3)9.8×104 Pa
(4)9×104 Pa
一、单项选择题
1．关于气体的体积和气体的压强的说法正确的是( )
A．气体的体积是所有气体分子体积的总和
B．气体的体积与气体的质量和分子体积有关
C．气体的压强决定于气体的质量和温度
D．气体的压强决定于气体的密度和温度
解析：选D.气体的体积等于容器的容积，与气体的质量、分子体积无关．气体的压强从宏观上来说取决于气体的温度和密度．
2．下列关于气体的说法，正确的是( )
A．由于气体分子运动的无规则性，所以密闭容器的器壁在各个方向上的压强可能会不相等
B．气体的温度升高时，所有的气体分子的速率都增大
C．一定体积的气体，气体分子的平均动能越大，气体的压强就越大
D．气体的分子数越多，气体的压强就越大
解析：选C.由于气体分子运动的无规则性，遵循统计规律，气体向各个方向运动的数目相等，器壁各个方向上的压强相等，A错；气体的温度升高，平均速率增大，并非所有分子的速率都变大，B错；一定体积的气体，分子密度一定，分子的平均动能越大，气体的压强就越大，C正确；气体的压强大小取决于分子密度及分子的平均动能，气体的分子数多，压强不一定就大，D错．
3．一定质量的气体，在温度不变的条件下，将其压强变为原来的2倍，则( )
A．气体分子的平均动能增大
B．气体的体积变为原来的2倍
C．气体的密度变为原来的2倍
D．气体分子的总数变为原来的2倍
解析：选C.温度不变，气体分子的平均动能不变，A错误；在温度相同时，气体压强与分子密度成正比、密度为原来的2倍，体积变为原来一半，B错误，C正确，质量一定，气体分子总数不变．
图2－6－5
4．如图2－6－5所示，内壁光滑的汽缸竖直放在地面上，T型活塞的质量为M，下底面积为S，上底面积为4S.若大气压强为p0，则被封闭气体的压强p等于( )
A．4p0＋
B．3p0＋
C．p0＋
D．条件不够，无法判断
解析：选C.活塞的上底与空气接触的面积不仅是上底面面积4S，上底的下侧也与大气接触，也有压力产生，因而其有效面积仅为S，对活塞据平衡条件列方程式为：p0S＋Mg＝pS，p＝p0＋，故C项正确．在类似的计算中要注意有效面积的应用．
图2－6－6
5．如图2－6－6所示，U形管的A端封有气体，B端也有一小段气体．现用一条小铁丝插入B端气体，轻轻搅动，使B部分上下两块水银柱相连接，设外界温度不变，则A端气柱的( )
A．压强增大
B．压强减小
C．体积减小
D．体积不变
解析：选D.pA＝p0＋ρghB，A的压强不变，温度不变，故A端气柱的体积不变．
6.
图2－6－7
在大气压为1.0×105 Pa(相当于76 cm水银柱产生的压强)下做托里拆利实验时，由于管中混入少量空气，水银柱上方有一节空气柱，如图2－6－7所示，这时管中稀薄气体的压强相当于多少厘米水银柱产生的压强( )
A．90 cmHg
B．60 cmHg
C．30 cmHg
D．16 cmHg
答案：D
图2－6－8
7．一根粗细不均匀的水平放置的管道如图2－6－8所示，用横截面积为S1和S2的两个活塞封闭住一定质量的气体，S2＝2S1，在两个活塞上分别施以水平力F1和F2时，整个系统处于平衡状态，则关于气体作用在活塞S1和S2上的压强p1和p2以及水平力F1和F2的大小(不计活塞与管壁间的摩擦)有( )
A．F1＝F2，p1＝2p2
B．F2＝2F1，p1＝p2
C．F1≠2F2，p1＝p2
D．F1＝F2，p1＝p2
答案：B
二、双项选择题
8．关于温度的物理意义，下列说法正确的是( )
A．人们如果感到某个物体越冷，说明这个物体温度越低
B．温度越高，物体分子平均速率不一定越大
C．温度是分子平均动能的标志
D．就某个分子来讲，温度越高，动能越大
解析：选BC.宏观上温度表示物体的冷热程度，微观上温度表示分子热运动平均动能的标志，不同物体的分子质量不同，因而平均速率可能不同，A错误，B、C正确；就某个分子而言，运动是不确定的，温度越高，某时刻动能有可能还减小，D错误．
9．如图2－6－9所示，质量为m的活塞将一定质量的气体封闭在汽缸内，活塞与汽缸壁之间无摩擦，a态是汽缸放在冰水混合物中气体达到的平衡状态，b态是汽缸从容器中移出后，在室温(27 ℃)中达到的平衡状态，气体从a态变化到b态的过程中大气压强保持不变．下列说法中正确的是( )
图2－6－9
A．与b态相比，a态的气体分子在单位时间内撞击活塞的个数较多
B．与a态相比，b态的气体分子对活塞的平均压力较大
C．与a态相比，b态的气体分子对活塞的平均压力较小
D．a、b两态的气体分子对活塞的平均压力相等
解析：选AD.对活塞受力分析可知p＝p0＋mg/S，大气压强p0不变，活塞质量m、面积S亦不变，可知由a态到b态是等压过程，a态温度低，故气体分子在单位时间内撞击活塞的个数较多，才维持压强不变，故A对．由压强的定义，a、b两态的气体分子对活塞的平均压力相等，D正确．
10．如图2－6－10所示，用弹簧秤拉着一支薄壁平底玻璃试管，将它的开口端向下插入水银槽中，由于管内有一部分空气，此时试管内水银面比管外水银面高h.若试管本身的重力与管壁的厚度不计，此时弹簧秤的读数( )
图2－6－10
A．等于进入试管内的H高水银柱的重力
B．等于外部大气压与内部空气对试管平底部分的压力之差
C．等于试管内高出管外水银面的h高水银柱的重力
D．等于上面A、C所述的两个数值之差
解析：选BC.取试管平底部分为研究对象有：pS＋F弹＝p0S，弹簧对试管的拉力F弹＝p0S－pS，故B项正确；而试管内封闭气体的压强p＝p0－ρgh，代入上式，得F弹＝p0S－(p0－ρgh)S＝ρghS，故C项正确．
三、非选择题
图2－6－11
11．如图2－6－11所示，竖直放置的U形管，左端开口右端封闭，管内有a、b两段水银柱，将A、B两段空气柱封闭在管内．已知水银柱a长为10 cm，水银柱b两个液面间的高度差为5 cm，大气压强为75 cmHg，求空气柱A、B的压强．
解析：设气体A、B产生的压强为pA、pB，横截面积为S，取h1液柱为研究对象，得
pAS＋ph1S＝p0S
所以pA＝p0－ph1＝75 cmHg－10 cmHg＝65 cmHg
取液柱h2为研究对象，得
pBS＋ph2S＝pAS
所以pB＝pA－ph2＝65 cmHg－5 cmHg＝60 cmHg.
答案：65 cmHg 60 cmHg
图2－6－12
12．如图2－6－12所示，上端封闭下端开口的竖直玻璃管，以a＝2 m/s2的加速度上升，水银柱的长为10 cm，封闭一段空气柱，水银柱与玻璃管保持相对静止．已知大气压强p0＝1.0×105 Pa，水银的密度ρ＝1.36×104 kg/m3，g取10 m/s2，求管内封闭气体的压强．
解析：设玻璃管的内横截面积为S，管内空气柱压强为p，此时水银柱在竖直方向上受到向上的大气压力F0＝p0S，向下的重力G＝mg＝ρhSg，管内空气的压力F＝pS，如图所示，由牛顿第二定律，有F0－G－F＝ma，
即p0S－pS－ρhSg＝ρhSa，得p＝p0－ρ(g＋a)h
＝(1.0×105－1.36×104×12×0.1)Pa
＝8.4×104 Pa.
答案：8.4×104 Pa
(时间：90分钟；满分：100分)
一、单项选择题(本大题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得4分，选错或不答的得0分)
1．把浸有乙醚的一小块棉花放在厚玻璃筒的底部，当快速下压活塞时，由于被压缩的空气骤然变热，温度升高，达到乙醚的燃点，使浸有乙醚的棉花燃烧起来，此实验的目的是要说明( )
A．做功可以升高物体的温度
B．做功可以改变物体的内能
C．做功一定可以增加物体的内能
D．做功可以增加物体的热量
解析：选B.当快速下压活塞时，对空气做功，改变了气体的内能，使气体的温度升高，达到乙醚的燃点，使浸有乙醚的棉花燃烧起来，故B正确．
2．下列说法中正确的是( )
A．热量只能从高温物体传递到低温物体
B．只要制冷设备功率足够大，总可以使物体的温度降低到绝对零度
C．第二类永动机不能制造成功，是因为它违背了能量守恒定律
D．利用浅层和深层海水的温度差可以制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能
解析：选D.由热力学第二定律可知A、C错；绝对零度不可达到，B错；利用海水的温差可以制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，所以D正确．
3．(2011年高考重庆卷)某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成．开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图3－1所示．在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体( )
图3－1
A．对外做正功，分子的平均动能减小
B．对外做正功，内能增大
C．对外做负功，分子的平均动能增大
D．对外做负功，内能减小
解析：选A.气体膨胀，气体对外做正功，又因气体与外界无热交换，由热力学第一定律可知气体内能减小，因忽略气体分子间相互作用，没有分子势能，所以分子的平均动能减小，选项A正确．
4．忽略空气阻力和一切摩擦，自由摆动的单摆其振幅不变，则单摆系统的总熵( )
A．增加 B．减小
C．不变 D．无法确定
解析：选C.由熵增加原理知，在自然过程中，孤立系统的总熵永不减小．若过程是可逆的，则熵不变；若过程是不可逆的，则熵增加．不可逆过程总是向着熵增加的方向变化，可逆过程总是沿等熵线变化．在这个例子中，单摆系统是一个孤立系统，自由摆动的过程是可逆过程，所以总熵不变．
5．做功和热传递都可以改变物体的内能，有下列物理过程：
①汽缸内雾化柴油的压缩点燃 ②太阳灶煮饭 ③擦火柴 ④钻木取火 ⑤坠入大气层的人造卫星被烧毁
下列判断正确的是( )
A．属于热传递的只有①②⑤
B．属于热传递的只有②
C．属于做功过程的只有③④
D．属于做功过程的只有③④⑤
解析：选B.①③④⑤都是通过做功来增加物体的内能，使物体的温度升高，②是通过热辐射增加物体的内能，故B项正确．
6. 热力学第二定律常见的表述方法有两种：其一，不可能使热量由低温物体传递到高温物体而不引起其他变化；其二，不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化．第一种表述方法可以用图来表示，根据你对第二种表述的理解，如果也用类似的图来表示，你认为下图中表述正确的是( )
图3－2
图3－3
解析：选B.由热力学第二定律的第二种表述和热机的效率不可能达到100%知，热机吸收热量对外做功，同时把热量传给低温物体，故只有B项正确．
7．如图3－4所示，密闭绝热容器内有一绝热的具有一定质量的活塞，活塞的上部封闭着气体，下部为真空，活塞与器壁的摩擦忽略不计，置于真空中的轻弹簧的一端固定于容器的底部，另一端固定在活塞上，弹簧被压缩后用绳扎紧，此时弹簧的弹性势能为Ep(弹簧处在自然长度时的弹性势能为零)，现绳突然断裂，弹簧推动活塞向上运动，经过多次往复运动后活塞静止，气体达到平衡态，经过此过程( )
图3－4
A．Ep全部转换为气体的内能
B．Ep一部分转换成活塞的重力势能，其余部分仍为弹簧的弹性势能
C．Ep全部转换成活塞的重力势能和气体的内能
D．Ep一部分转换成活塞的重力势能，一部分转换为气体的内能，其余部分仍为弹簧的弹性势能
解析：选D.弹簧静止后仍有弹性势能，最后活塞重心升高，重力势能增加，由于气体的体积变小，活塞对理想气体做了功，气体内能增加．
二、双项选择题(本大题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有两个选项符合题目要求，全部选对的得6分，只选1个且正确的得3分，有选错或不答的得0分)
8．(2011年高考大纲全国卷)关于一定量的气体，下列叙述正确的是( )
A．气体吸收的热量可以完全转化为功
B．气体体积增大时，其内能一定减少
C．气体从外界吸收热量，其内能一定增加
D．外界对气体做功，气体内能可能减少
解析：选AD.由热力学第二定律知，热量可以完全转化为功，但要引起其他变化，A选项对．由热力学第一定律ΔU＝W＋Q知，改变物体内能的两种方式是做功和热传递，B项只说明气体对外做功，没有考虑热传递；C项只说明气体从外界吸收热量，没有考虑做功情况，故B、C选项均错，D选项对．
9．(2011年高考山东卷)人类对自然的认识是从宏观到微观不断深入的过程，以下说法正确的是( )
A．液体的分子势能与体积有关
B．晶体的物理性质都是各向异性的
C．温度升高，每个分子的动能都增大
D．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用
解析：选AD.分子势能与分子间距有关，选项A正确；晶体分子分为单晶体和多晶体，单晶体的某个性质具有各向异性，而多晶体具有各向同性，选项B错误；温度升高，分子平均动能增大，但每个分子的动能不一定增大，选项C错误；露珠呈球状就是因为液体表面张力的作用，选项D正确．
10．一定质量的理想气体，由初始状态A开始，状态变化按图3－5中的箭头所示方向进行，最后又回到初始状态A，对于这个循环过程，以下说法正确的是( )
图3－5
A．由A→B，气体的分子平均动能增大，吸收热量
B．由B→C，气体的分子数密度增大，内能减小，吸收热量
C．由C→A，气体的内能减小，放出热量，外界对气体做功
D．经过一个循环过程后，气体内能可能减少，也可能增加
解析：选AC.A→B，气体温度升高，分子平均动能增大，V增大，气体对外做功，根据ΔU＝W＋Q，ΔU>0，W<0，所以Q>0吸热，A正确．B→C，气体体积不变，分子数密度不变，由＝C知，气体温度降低，ΔU<0，W＝0，Q<0，故放热，B错误．C→A，气体压强不变，体积减小，温度降低，ΔU<0，W>0，所以Q<0，C正确．经过一个循环，气体回复到原来状态，内能不变，D错．
三、非选择题(本大题共6小题，共54分．按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
11．(10分)(1)远古时代，取火是一件困难的事，火一般产生于雷击或磷的自燃．随着人类文明的进步，出现了“钻木取火”等方法．“钻木取火”是通过________方式改变物体的内能，把________转化为内能．
(2)某同学做了一个小实验：先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，一小时后取出烧瓶，并迅速把一个气球紧密的套在瓶颈上，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图3－6所示．这是因为烧瓶里的气体吸收了水的__________，温度__________，体积______________．
图3－6
解析：(1)做功可以增加物体的内能；(2)当用气球封住烧瓶时，在瓶内就封闭了一定质量的气体，当将瓶子放到热水中，瓶内气体将吸收水的热量，增加气体的内能，温度升高，由理想气体状态方程＝C可知，气体体积增大．
答案：(1)做功 机械能 (2)热量 升高 增大
12．(4分)风力发电是一种环保能源，越来越被人们重视．应用越来越广泛，设风沿水平方向以速度v垂直吹向一直径为d的风车圆形叶轮上，空气的平均密度为ρ，假设风的动能有50%最终转化为电能，该风车发电机输出的电功率是______________．
解析：任意取一个极短时间t，在t时间内吹到风车上的空气质量应为M＝ρ·π()2vt，根据题意有Mv2η＝Pt，P＝.
答案：
13．(8分)一定质量的气体从外界吸收了1×105 cal的热量，同时气体对外做6×105 J的功，问：
(1)物体的内能变化多少？
(2)分子势能是增加还是减少？
(3)分子动能如何变化？
解析：(1)因气体从外界吸收热量，所以Q＝1×105×4.2 J＝4.2×105 J，气体对外做功，所以W＝－6×105 J，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q得ΔU＝－6×105 J＋4.2×105 J＝－1.8×105 J，所以物体内能减少了1.8×105 J.
(2)因为气体对外做功，体积膨胀，分子间距离增大了，分子力做负功，气体的分子势能增加了．
(3)因为气体内能减少了，而分子势能增加了，所以分子动能必然减少了，且分子动能的减少量一定大于分子势能的增加量．
答案：见解析
14．(10分)一个质量为2 kg的木块静止在光滑水面上，一颗质量为20 g的子弹以600 m/s的速度水平射入木块，穿出后的速度变为200 m/s，木块获得的速度为4 m/s.这一过程中系统损失的机械能60%转化为子弹的内能，已知子弹的比热容为400 J/(kg·℃)，求子弹升高的温度．
解析：设子弹初速度为v0，末速度为v1，木块末速度为v2，子弹质量为m，木块质量为M，
木块和子弹组成的系统损失的机械能：
ΔE＝mv－mv－Mv
损失的机械能的60%转化为子弹的内能：
ΔE×60%＝cmΔt
代入数据解得：Δt＝239 ℃.
答案：239 ℃
15．(10分)如图所示为一汽缸内封闭的一定质量的气体的p－V图线．当该系统从状态a沿过程a→c→b到达状态b时，有热量335 J传入系统，系统对外界做功126 J，求：
(1)若沿a→d→b过程系统对外做功42 J，则有多少热量传入系统？
(2)若系统由状态b沿曲线过程返回状态a时，外界对系统做功84 J，问系统是吸热还是放热？热量传递是多少？
解析：(1)沿a→c→b过程，
ΔU＝W＋Q＝(－126＋335) J＝209 J.
沿a→d→b过程，
ΔU＝W′＋Q′，Q′＝ΔU－W′＝[209－(－42)] J＝251 J，
即有251 J的热量传入系统．
(2)由a→b，ΔU＝209 J.
从b→a，ΔU′＝－ΔU＝－209 J.
ΔU′＝W＋Q＝84 J＋Q，Q＝(－209－84) J＝－293 J.
负号说明系统放出热量．
答案：(1)251 J (2)放热 293 J
16．(12分)氢气燃料汽车，氢在发动机内燃烧过程中，只会排出水蒸气而无其他废气排出，因此不会产生温室效应，是环保汽车．
(1)如果每摩尔氢气燃烧后生成水蒸气并放出2.858×104 J的热量，写出H2燃烧的化学方程式；
(2)有一辆氢气燃料汽车质量为6×103 kg，阻力是车重的0.05倍，最大输出功率为60 kW，求：
①车以a＝0.5 m/s2从静止匀加速启动，这个加速过程能持续多少时间？
②最大行驶速度为多少？
③若此车以最大速度行驶300 km，发动机效率为50%，则需要多少氢做燃料？
解析：(1)2H2＋O22H2O
(2)①?t＝＝20 s.
②v＝＝20 m/s.
③F＝f＝0.05mg＝3×103 N，
W＝Fs＝9×108 J，W总＝＝1.8×109 J，
所以mH＝ kg＝126 kg.
答案：(1)2H2＋O22H2O
(2)①20 s ②20 m/s ③126 kg
[学生用书P48]
1．(双选)下列关于系统的内能的说法正确的是( )
A．系统的内能是由系统的状态决定的
B．分子动理论中引入的系统内能和热力学中引入的系统内能是一致的
C．做功可以改变系统的内能，但单纯地对系统传热不能改变系统的内能
D．气体在大气中做绝热膨胀时做了功，但气体的内能不变
解析：选AB.系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理量，所以是由系统的状态决定的，A对．正因为内能是由于系统的状态决定的，所以分子动理论中引入的内能和热力学中引入的内能是一致的，B对．做功和热传递都可以改变系统的内能，C错．气体做绝热膨胀时对外界做了功，又因为与外界没有热交换，所以系统的内能要减小，故D错．
2．(双选)下列有关物体的内能、温度、热量的说法中，正确的是( )
A．只要两物体的质量、温度和体积相等，两物体内能一定相等
B．热量是热传递过程中物体内能变化的量度
C．只要温度升高，每个分子的动能就都增加
D．做功和热传递都能改变物体的内能，两过程的本质不同，但改变物体内能的效果相同
解析：选BD.物体的内能由物体中的分子数、温度和体积共同决定，两物体的质量相等，而分子数不一定相同，故选项A错；温度升高，分子的平均动能增加，每个分子的动能不一定都增加，故选项C错；只有选项B、D的说法是正确的．此题涉及内能、温度、热量和功等多个概念，要注意区别．
3．(单选)采用绝热(即不交换热量)的方式使一定量的气体由初态A变化至终态B.对于不同的绝热方式下面说法正确的是( )
A．对气体所做的功不同
B．对气体所做的功相同
C．对气体不需做功，因为没有能量的传递
D．以上三种说法都不对
解析：选B.对于一定质量的气体，不管采用任何一种绝热方式由状态A变化到状态B，都是绝热过程．在这一过程中，气体在初态A有一确定的内能UA，在终态B有另一确定的内能UB，由绝热过程中ΔU＝UB－UA＝W知，W为恒量，所以B选项正确．
4．(单选)如图3－1－1所示，绝热容器中间用隔板隔开，左侧装有气体，右侧为真空．现将隔板抽掉，使左侧气体自由膨胀直至达到平衡，则在此过程中( )
图3－1－1
A．气体对外界做功，温度降低，内能减少
B．气体对外界做功，温度不变，内能减少
C．气体不做功，温度不变，内能不变
D．气体不做功，温度不变，内能减少
解析：选C.抽掉隔板后，气体膨胀体积增大，但由于右侧为真空，气体自由膨胀不做功，因而内能不变，温度不变，选C.气体膨胀时，一般外界对气体做负功，但真空自由膨胀例外．
5．到达地球表面的太阳辐射功率在与阳光垂直的表面上每平方米约为P＝1400 W，如果用面积S＝2 m2的反射镜把太阳光聚集到盛有＝1 kg水的容器上，水的初温为20 ℃，需经过多少时间才能使水温达到100 ℃？假如太阳能的80%被水吸收．
解析：2 m2的反射镜吸收的太阳能的功率为：1400×2 W＝2800 W，水吸收的太阳能的功率为P′＝80%×2800 W＝2240 W
水吸收的太阳能转化为水的内能，温度升高
P′·t＝cmΔt
2240×t＝4.2×103×1×(100－20)
t＝150 s.
答案：150 s
一、单项选择题
1．关于物体的机械能和内能，下列说法中正确的是( )
A．机械能为零时，内能不为零
B．机械能为零时，内能也为零
C．机械能增大时，内能也一定增大
D．内能增大时，机械能也一定增大
解析：选A.机械能和内能是两种不同性质的能，两者大小无直接联系；机械能可以为零，由于分子永不停息地运动，所以物体的内能永不为零，A选项正确，B、C、D选项错误．
2．物体的内能增加了20 J，下列说法中正确的是( )
A．一定是外界对物体做了20 J的功
B．一定是物体吸收了20 J的热量
C．一定是物体分子动能增加了20 J
D．物体的分子平均动能可能不变
解析：选D.做功和热传递都可以改变物体内能，物体内能改变20 J，其方式是不确定的，因此A、B错误．而物体内能包括所有分子的平均动能和势能，内能由分子数、分子平均动能、分子势能三者决定，因此答案C错误．
3．对于热量、功、内能三个物理量，下列各种说法中正确的是( )
A．热量、功、内能三者的物理意义等同
B．热量、功都可以作为物体内能的量度
C．热量、功、内能的单位不相同
D．热量和功是由过程决定的，而内能是由物体状态决定的
解析：选D.物体的内能是指物体所有分子动能和势能的总和，而要改变物体的内能可以通过做功和热传递两种途径，这三者的物理意义不同，选项A不正确．热量是表示在热传递过程中，物体内能变化的多少，而功是用做功方式来改变物体内能变化的多少，它们都是物体内能变化的量度，而不是内能的量度，故选项B不正确．热量、功、内能三者的单位是一样的，都是焦耳，选项C不正确．热量和功是在物体进行内能的转移或转化过程中的量度．而物体的内能是由物体本身所处的状态，即是由温度、体积所决定的，故选项D正确．
4．在给自行车轮胎打气时，会发现胎内空气温度升高，这是因为( )
A．胎内气体压强不断增大，而容积不变
B．轮胎从外界吸热
C．外界空气温度本来就高于胎内气体温度
D．打气时，外界不断地对气体做功，内能增大
解析：选D.给自行车轮胎打气，人对胎内气体做功，气体内能增加，所以温度升高．
5．下列说法正确的是( )
A．外界对某物体做功，此物体的内能一定增加
B．机械能完全转化成内能是不可能的
C．将热量传给某物体，此物体的内能一定改变
D．一定量气体对外做功，气体的内能不一定减少
解析：选D.气体对外做功，还有可能吸热，内能不一定减少，D正确．外界对物体做功，同时物体可能放热，内能不一定增加，故A错．物体的机械能可通过克服摩擦力做功全部转化成内能，故B错．物体吸热可能同时对外做功，物体的内能不一定改变，故C错．
6．如图3－1－2所示，固定容器及可动活塞P都是绝热的，中间有一导热的固定隔板B，B的两边分别盛有气体甲和乙．现将活塞P缓慢地向B移动一段距离，已知气体的温度随其内能的增加而升高，则在移动P的过程中( )
图3－1－2
A．外界对乙做功，甲的内能不变
B．外界对乙做功，乙的内能不变
C．乙传递热量给甲，乙的内能增加
D．乙的内能增加，甲的内能不变
解析：选C.当活塞P向B移动时，外界对乙做正功，气体乙的内能增加，温度升高；乙通过导热板B向气体甲放热，因此甲的内能增加，因此选项A、B、D错，选项C正确．
7．关于物体的内能以及变化，以下说法正确的是( )
A．物体的温度改变时，其内能必定改变
B．物体对外做功，其内能不一定改变；向物体传递热量，其内能不一定改变
C．物体对外做功，其内能必定改变；物体向外传出一定热量，其内能必定改变
D．若物体与外界不发生热交换，则物体的内能必定不改变
解析：选B.一定量的物体，其内能由温度和体积共同决定，物体的温度改变时，其内能不一定改变，所以A错误；做功和热传递是改变物体内能的两种方式．若物体对外做功W焦，同时吸收Q焦的热量，且①W>Q，则物体的内能减少；②W＝Q，则物体的内能不变；③W二、双项选择题
8．在光滑水平面上有一木块保持静止，子弹穿过木块，下列说法中正确的是( )
A．做功使木块内能改变
B．子弹损失的机械能，等于子弹与木块增加的内能
C．子弹损失的机械能，等于木块动能的增加和木块、子弹内能的总和
D．子弹与木块总动能守恒
解析：选AC.子弹损失的动能一部分转化为木块的动能，一部分转化为内能．
9．一铜块和一铁块，质量相等，铜块的温度T1比铁块的温度T2高，当它们接触在一起时，如果不和外界交换能量，则( )
A．从两者开始接触到热平衡的整个过程中，铜块内能的减少量等于铁块内能的增加量
B．在两者达到热平衡以前的任意一段时间内，铜块内能的减少量不等于铁块内能的增加量
C．达到热平衡时，铜块的温度T＝
D．达到热平衡时，两者的温度相等
解析：选AD.一个系统在热交换的过程中，如果不与外界发生热交换，温度高的物体放出的热量等于温度低的物体吸收的热量，直至温度相等，不再发生热交换为止．而热量是热传递过程中内能的变化量．所以选项A和D都正确，选项B错误．根据热平衡方程c铜m(T1－T)＝c铁m(T－T2)，解得T＝，由此可知选项C是错误的，该题正确答案是A、D.
10．如图3－1－3所示是一定质量的理想气体从状态A变化至状态B的p-V图，下列说法中正确的是( )
图3－1－3
A．气体的内能增加 B．气体的内能减小
C．气体对外界做功 D．外界对气体做功
解析：选AC.根据理想气体状态方程：pV/T＝常数，可以得出气体的温度升高，内能增加，A正确；由图象可知，气体体积增大，故气体对外做功，C正确．
三、非选择题
11．斜面高0.6 m，倾角为37°，质量是1.0 kg的物体由顶端从静止滑至底端，已知动摩擦因数为μ＝0.25，g取10 m/s2.求：
(1)物体到达底端时的速度．
(2)滑行过程中有多少机械能转化为内能．
解析：(1)由动能定理得：WG＋Wf＝mv2，即mgh－μmgcosθ·L＝mv2，得v＝2 m/s.
(2)摩擦力做的功等于机械能的减少，即机械能转化为内能．
ΔE＝Wf＝μmgcosθ·L＝0.25×1.0×10×0.8×1 J＝2 J.
答案：(1)2 m/s (2)2 J
12．某同学想要估测每秒钟太阳辐射到地球表面上的能量，他用一个横截面积S＝3.2 dm2的保温圆筒，内装有质量为m＝0.4 kg的水，让太阳光垂直照射t＝3 min，水升高的温度Δt＝2.2 ℃.已知水的比热容c＝4.2×103 J/(kg·℃)，地球半径为R＝6400 km，试求出太阳向地球表面辐射能量的功率．
解析：太阳辐射到水中的能量
Q＝cmΔt＝4.2×103×0.4×2.2 J＝3.7×103 J
太阳光在1 s内垂直照射到1 m2面积上的功率
P＝＝W＝6.4×102 W
太阳辐射到地球表面上能量的功率P′＝P×πR2＝6.4×102×3.14×(6400×103)2W＝8.2×1016W.
答案：8.2×1016W
[学生用书P52～P53]
1．(单选)对一定量的气体，下列说法正确的是( )
A．在体积缓慢地不断增大的过程中，气体一定对外界做功
B．在压强不断增大的过程中，外界对气体一定做功
C．在体积不断被压缩的过程中，内能一定增加
D．在与外界没有发生热量交换的过程中，内能一定不变
解析：选A.只有当气体体积变化时，才存在做功，当气体膨胀时气体对外界做功，当气体压缩时，外界对气体做功，由此可知A正确，B错误；由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，ΔU、W、Q相联系，由此可知C、D错误．
2．(单选)一木块在一不光滑的V形槽内来回滑动的过程中，下列说法正确的是( )
A．机械能守恒
B．能量正在消失
C．只有动能和重力势能的相互转化
D．减少的机械能转化为内能，但总能量守恒
解析：选D.木块在滑动过程中要克服摩擦阻力做功，机械能转化为内能，但总能量守恒．
3．(单选)一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一系列变化后又回到开始的状态，用W1表示外界对气体做的功，W2表示气体对外界做的功，Q1表示气体吸收的热量，Q2表示气体放出的热量，则在整个过程中一定有( )
A．Q1－Q2＝W2－W1 B．Q1＝Q2
C．W1＝W2 D．Q1＞Q2
解析：选A.因为该气体从某一状态开始，经过一系列变化后又回到开始的状态，所以内能没有变化，ΔU＝0，根据热力学第一定律W1－W2＋Q1－Q2＝ΔU＝0，Q1－Q2＝W2－W1，故选A.
4. (双选)如图3－2－3所示，用绝热活塞把绝热容器隔成容积相同的两部分，先把活塞锁住，将质量和温度都相同的理想气体氢气和氧气分别充入容器的两部分，然后提起销子，使活塞可以无摩擦地滑动，当活塞平衡时( )
图3－2－3
A．氢气的温度不变 B．氢气的压强增大
C．氢气的体积增大 D．氧气的温度升高
解析：选CD.氢气和氧气的质量虽然相同，但由于氢气的摩尔质量小，故氢气物质的量多，又体积和温度相同，所以氢气产生的压强大，活塞将向氧气一方移动．当拔掉销子后，由于氢气物质的量多，压强大，会推动活塞向O2一方移动，这时H2对外做功，又无热传递，由ΔU＝W＋Q可知，H2内能减少，温度降低，对O2而言，外界对它做功，体积减小，由ΔU＝W＋Q，无热传递的情况下，O2内能增加，温度升高．
5．(2011年佛山模拟)(1)如图3－2－4甲所示，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，活塞面积为10 cm2，大气压强为1.0×105 Pa，物重50 N，活塞质量及一切摩擦不计．若缓慢升高环境温度，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.
图3－2－4
(2)若一定质量的理想气体分别按图乙所示的三种不同过程变化，其中表示等容变化的是________(选填“a→b”、“b→c”或“c→d”)，该过程中气体的内能__________(选填“增加”、“减小”或“不变”)．
解析：(1)设重物质量为m，对活塞受力分析得
pS＋T＝p0S
即p＝p0－＝p0－
温度缓慢变化时，上述公式不变，故气体的压强不变．
活塞上升过程对外做的功
W＝pSh＝(p0－)Sh＝10 J
由ΔU＝W＋Q得，ΔU＝－10 J＋60 J＝50 J
(2)由图象知，b→c为等温变化，c→d为等压变化，只有a→b为等容变化．
由于温度升高，理想气体的内能是增加的．
答案：(1)不变 50 (2)a→b 增加
一、单项选择题
1．一定量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104 J的功，气体的内能减少了1.2×105 J，则下列各式中正确的是( )
A．W＝8×104 J，ΔU＝1.2×105 J，Q＝4×104 J
B．W＝8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，Q＝－2×105 J
C．W＝－8×104 J，ΔU＝1.2×105 J，Q＝2×104 J
D．W＝－8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，Q＝－4×104 J
解析：选B.因为外界对气体做功，W取正值，即W＝8×104 J；内能减少，ΔU取负值，即ΔU＝－1.2×105 J；根据ΔU＝W＋Q，可知Q＝ΔU－W＝－1.2×105 J－8×104 J＝－2×105 J，即B选项正确．
2．如图3－2－5所示，厚壁容器的一端通过胶塞插进一支灵敏温度计和一根气针，另一端有个用卡子卡住的可移动胶塞．用打气筒慢慢向容器内打气，使容器内的压强增大到一定程度，这时读出温度计示数．打开卡子，胶塞冲出容器口后( )
图3－2－5
A．温度计示数变大，实验表明气体对外界做功，内能减少
B．温度计示数变大，实验表明外界对气体做功，内能增加
C．温度计示数变小，实验表明气体对外界做功，内能减少
D．温度计示数变小，实验表明外界对气体做功，内能增加
解析：选C.打开卡子，胶塞冲出容器口，密封气体体积增大，气体膨胀对外做功，气体内能减少，同时温度计示数变小，温度降低．
3．下列过程中不可能发生的是( )
A．物体吸收热量，对外做功，同时内能增加
B．物体吸收热量，对外做功，同时内能减少
C．外界对物体做功，同时物体吸热，内能减少
D．外界对物体做功，同时物体放热，内能增加
答案：C
4．自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法正确的是( )
A．机械能守恒
B．能量正在消失
C．只有动能和重力势能的相互转化
D．减少的机械能转化为内能，但总能量守恒
解析：选D.自由摆动的秋千摆动幅度减小，说明机械能在减少，减少的机械能克服阻力、摩擦力做功，增加了内能．
5．对于在一个大气压下100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气的过程中，下列说法正确的是( )
A．水的内能增加，对外界做功，一定是吸热
B．水的内能不变，对外界做功，从外界吸热
C．水的内能减少，对外界不做功，向外界放热
D．水的内能增加，对外界做功，向外界放热
解析：选A.在一个大气压下100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气的过程中，温度不变但要吸收热量，体积增大，对外做功；由于温度不变，体积增大，所以分子的动能不变，分子势能增加，内能增加．故A正确．
6．用隔板将一绝热容器隔成A和B两部分，A中盛有一定质量的理想气体，B为真空(如图3－2－6甲), 现把隔板抽去，A中的气体自动充满整个容器(如图乙)，这个过程称为气体的自由膨胀．下列说法正确的是( )
图3－2－6
A．自由膨胀过程中，气体分子只做定向运动
B．自由膨胀前后，气体的压强不变
C．自由膨胀前后，气体的温度不变
D．容器中的气体在足够长的时间内，能全部自动回到A部分
解析：选C.抽去隔板后，气体做无规则热运动，故A选项错．因容器绝热， 故Q＝0，又因气体自由膨胀，故W＝0，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，ΔU＝0，则气体的温度不变，C项正确．由pV/T＝C可知p减小，故B选项错．在足够长的时间内气体也不会自动回到A部分，D选项错误．
7．一定质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀过程，设气体分子间的势能可忽略，则在此过程中( )
A．外界对气体做功，气体分子的平均动能增加
B．外界对气体做功，气体分子的平均动能减少
C．气体对外界做功，气体分子的平均动能增加
D．气体对外界做功，气体分子的平均动能减少
解析：选D.绝热过程是指气体膨胀过程未发生热传递，膨胀过程气体体积增大，外界对气体做的功W＜0，由ΔU＝U2－U1＝W可知，ΔU＜0，气体内能减少．由于气体分子间的势能忽略，故气体分子的平均动能减少，故D正确．
二、双项选择题
8．氧气钢瓶充气后压强高于外界大气压．假设缓慢漏气时瓶内外温度始终相等且保持不变，忽略氧气分子之间的相互作用，在该漏气过程中瓶内氧气( )
A．分子总数减少，分子总动能不变
B．密度降低，分子平均动能不变
C．吸收热量，膨胀做功
D．压强降低，不对外做功
解析：选BC.本题主要考查热力学第一定律的应用．漏气过程中，分子总数减少，分子总动能减少，A错误；漏气过程中，气体质量减少，密度降低，由于温度保持不变，气体分子平均动能不变，B正确；气体漏出过程是气体膨胀的过程，对外做功，但由于该理想气体温度不变，其内能不变，所以气体必从外界吸热，C正确，D错误．所以答案为B、C.
9. (2011年深圳模拟)如图3－2－7所示，A、B两点表示一定质量的某种理想气体的两个状态，当气体从状态A变化到状态B时( )
图3－2－7
A．体积必然变大
B．不可能经过体积减小的过程
C．外界必然对气体做功
D．气体必然从外界吸热
解析：选AD.题图告诉我们，从状态A到状态B，压强p减小，温度T升高，由理想气体的状态方程可知，体积必然变大，A正确；两个状态中间的过程不清楚，B错误；由热力学第一定律，知TB>TA，则内能UB>UA，即ΔU>0，而从A到B，体积增大，气体对外做功W<0，所以Q>0，D正确，C错误．
10. 如图3－2－8所示的导热汽缸中，用活塞封闭一定质量的理想气体，如果迅速向下压活塞时气体的温度会骤然升高(设为甲过程)．如果缓慢地向下压活塞时，里面的气体温度不变(设为乙过程)．已知甲、乙两个过程中气体初态和末态的体积相同，不考虑活塞与汽缸的摩擦，则下列说法正确的是( )
图3－2－8
A．甲过程中气体的内能增加，乙过程中气体的内能不变
B．两过程中外界对气体做的功一样多
C．乙过程中气体的压强不变，甲过程中气体的压强不断增大
D．乙过程的末态气体压强比甲过程的末态气体压强小
解析：选AD.温度是理想气体分子平均动能的标志， 由题意知甲过程中气体温度升高，乙过程中气体温度不变，所以A项正确；外界对气体做功W＝p·ΔV，体积变化相同，但甲过程平均压强大于乙过程平均压强，故甲过程外界对气体做功多于乙过程．且甲过程可以看作绝热过程．乙过程中气体向外界散热，所以B项错，D选项正确；乙过程为等温压缩过程．
三、非选择题
11. 如图3－2－9所示p－V图中，一定质量的理想气体由状态A经过程Ⅰ变至状态B时，从外界吸收热量420 J，同时膨胀对外做功300 J．当气体从状态B经过程Ⅱ回到状态A时，外界压缩气体做功200 J，求过程Ⅱ中气体吸收或放出的热量是多少？
图3－2－9
解析：一定质量的理想气体由状态A经过程Ⅰ至状态B时，从外界吸收的热量Q1大于气体膨胀对外做的功W1，气体内能增加，由热力学第一定律，气体内能增加量为ΔU＝Q1＋W1＝420 J＋(－300 J)＝120 J
气体由状态B经过程Ⅱ回到状态A时，气体内能将减少120 J，而此过程中外界又压缩气体做了W2＝200 J的功，因而气体必向外界放热，放出的热量为Q2＝－ΔU－W2＝(－120) J－200 J＝－320 J.
答案：放出320 J的热量
[学生用书P60]
1．(单选)关于能源，以下说法中不正确的是( )
A．煤、石油、天然气等燃料的化学能实际上是太阳能转化而成的
B．能源的利用过程，实际上是能的转化和转移的过程
C．到目前为止人类所利用的所有能源，实际上都是太阳能转化而成的
D．核能和地热能来自地球本身
答案：C
2．(单选)水力发电站的电能最终来自于( )
A．太阳能 B．水的动能
C．水的势能 D．水的内能
解析：选A.水能、风能、生物质能均来源于太阳能，故选A.
3．(双选)为了减缓大气中CO2浓度的增加，可以采取的措施有( )
A．禁止使用煤、石油和天然气
B．开发使用核能、太阳能
C．将汽车燃料由汽油改为液化石油气
D．植树造林
解析：选BD.能源与环境保护是相互制约的，要尽量节约常规能源，大力开发新能源．
4．(单选)关于能源的开发和节约，你认为下列哪些观点是错误的( )
A．能源是有限的，无节制地利用常规能源，如石油之类，是一种盲目的短期行为
B．根据能量守恒定律，担心能源枯竭是一种杞人忧天的表现
C．能源的开发利用，必须要同时考虑其对环境的影响
D．通过核聚变和平利用核能是目前开发新能源的一种新途径
解析：选B.能量虽然守恒，但有的资源好利用，有的资源难以利用，资源短缺成为社会发展的阻碍，因而要合理开发利用，故B错．
5．据《中国环境报》报道：一份科技攻关课题研究结果显示，我国酸雨区已占国土面积的40%以上，研究结果还表明，我国农业每年因遭受酸雨而造成的经济损失高达15亿元，为了有效控制酸雨，目前国务院已批准《酸雨控制区和二氧化硫污染控制区划分方案》等法规．
(1)在英国进行的一项研究结果表明：高烟囱可有效地降低地面SO2浓度，在20世纪的60～70年代的10年间，由发电厂排放的SO2增加了35%，但由于建造高烟囱，地面SO2浓度降低了30%之多，请你从全球环境保护的角度，分析这种做法是否可取？说明其理由：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
(2)用传统煤、石油做燃料，其主要缺点是什么？与传统的煤、石油做燃料相比，哪种物质可以作为新能源？主要优点是什么？缺点又是什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
解析：减少酸雨的产生是要杜绝污染源，而不是建造高烟囱转移污染，而杜绝酸雨的污染途径一般有三个：一是对煤、石油等传统能源进行处理，使其在燃烧过程中不产生SO2；二是对污染物SO2进行回收利用；三是开辟新能源．而目前最理想的能源为氢能源，因为它原料来源丰富，燃烧的产物又是水，既不污染环境，又可以循环利用．
答案：(1)不可取，因为SO2的排放总量并没有减少，进一步形成的酸雨仍会对全球造成危害．
(2)煤、石油是不易再生的化石燃料，其资源是有限的，其次，燃烧后产生的SO2、NOx等严重地污染大气，进而形成酸雨，燃烧后产生的CO2又会造成温室效应．
氢气；优点：第一，H2可以用水作为原料来制取；其次，H2燃烧时放热多，放出的热量约为同质量汽油的3倍；第三，氢燃料的最大优点是燃烧产物为水，不易污染环境，还可循环使用．
缺点：不易制取，贮存不方便．
一、单项选择题
1．当前，世界上日益严重的环境问题主要源于( )
A．温室效应
B．厄尔尼诺现象
C．人类对环境的污染和破坏
D．火山喷发和地震
答案：C
2．作为新型燃料，从环保角度来看，氢气具有的突出特点是( )
A．在自然界里存在氢气
B．氢气轻，便于携带
C．燃烧氢气污染小
D．氢气燃烧发热量高
解析：选C.氢气燃烧生成水，所以对环境污染小．
3．煤、石油、天然气和生物资源的能量作为能源的共同特点是( )
A．可再生能源，取之不尽，用之不竭
B．不可再生能源，用一点、少一点
C．来自太阳辐射的能量
D．污染环境的能源
答案：C
4．能源利用的过程实质上是( )
A．能量的消失过程
B．能量的创造过程
C．能量的转化和转移过程
D．能量的转化、传递并且逐渐消失的过程
解析：选C.能源利用的过程是做功或热传递的过程，前者是能量的转化，后者则是能量的转移．
5．在交通运输中，常用“客运效率”来反映交通工具的某项效能．“客运效率”表示每消耗单位能量对应的载客数和运送路程的乘积，即客运效率＝.一个人骑电动自行车，消耗1 MJ(106 J)的能量可行驶30 km.一辆载有4人的普通轿车，消耗320 MJ的能量可行驶100 km.则电动自行车与这辆轿车的客运效率之比是( )
A．6∶1 B．12∶5
C．24∶1 D．48∶7
解析：选C.电动自行车客运效率η1＝，普通轿车的客运效率η2＝，两者效率之比为＝＝24∶1.
6．为了保护环境，控制和消除大气污染，在普及煤气和天然气使用的同时，更要注意安全．门窗紧闭的厨房一旦发生煤气大量泄漏极易引发爆炸，当你从室外进入厨房嗅到煤气味时，下列操作中你认为最安全的是( )
A．立即开启抽油烟机排出煤气，关闭煤气源
B．立即打开门和窗，关闭煤气源
C．立即打开电灯，寻找泄漏处
D．打电话报警
解析：选B.煤气为燃料，属易燃易爆品，如果浓度较大，遇明火或火花可能发生爆炸，打开电灯时，开关极易产生火花，引爆煤气．对燃料的泄漏处置，应考虑到易燃易爆这一性质．
7．在研究性学习的过程中，同学们提出了以下四个活动方案，哪些从理论上讲是可行的( )
A．改进热机的生产工艺，总有一天热机的效率可达到100%
B．发明一种制冷设备，使温度降至绝对零度以下
C．汽车尾气中各类有害气体排入大气后严重污染了空气，想办法使它们自发地分离，既清洁了空气，又变废为宝
D．房屋顶盖上的太阳能板，可直接用太阳能来解决照明和热水问题
解析：选D.热机的效率不可能达到100%，A错；绝对零度不可能达到，B错；汽车尾气中的有害气体不会与空气自动分离，C错；太阳能可以发电和进行加热，D正确．
二、双项选择题
8．能源可划为一级能源和二级能源．自然界以现成形式提供的能源称为一级能源；需要依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源．氢气是一种高效而没有污染的二级能源，它可以由自然界中大量存在的水来制取：2H2O===2H2＋O2－517.6 kJ.下列叙述正确的是( )
A．电能是二级能源 B．水力是二级能源
C．天然气是一级能源 D．煤气是一级能源
答案：AC
9．下列关于能量耗散的说法，正确的是( )
A．能量耗散使能的总量减少，违背了能量守恒定律
B．能量耗散是指耗散在环境中的内能再也不能被人类利用
C．各种形式的能量向内能的转化，是不能够自动全额发生的
D．能量耗散导致能量品质的降低
解析：选BD.能量耗散是指能量在转化的过程中有一部分以内能的形式被周围环境吸收，遵守能量守恒定律，但使得能量品质降低，故A错，D对；耗散的内能无法再被利用，B项对；其他形式的能在一定条件下可以全部转化为内能，但相反过程却不能够全额进行，C项错；故B、D正确．
10．下面提供的四则科技信息，其中正确的是( )
A．低温技术已有重大突破，1933年低温已达0.25 K，1957年达到2×10－5 K,1995年通过一系列巧妙的方法已达到1×10－8 K．随着低温技术的出现和发展，科学家一定能把热力学温度降到绝对零度以下
B．随着火箭技术的发展，人类一定能够在地球上任意位置的上空发射一颗同步卫星
C．一个国际科研小组正在研制某种使光速大大降低的介质，这些科学家希望在不久的将来能使光的速度降到每小时40 m左右，慢到几乎与乌龟爬行的速度一样
D．由于太阳光的照射，海洋表面的温度可达30 ℃左右，而海洋深处的温度要低得多，在水深为600 m～1000 m的地方，水温约4 ℃，因此人们正在研制一种抗腐蚀的热交换器，利用海水温差发电，并取得了成功
解析：选CD.绝对零度可以无限接近，但无法达到，A错；同步卫星只能定位在赤道上空特定高度，B错；光速在不同介质中可以低于3×108 m/s，但无法超过该值，C正确；D项所述符合能量守恒及热力学第二定律，故D正确．
三、非选择题
11．随着人类消耗能量的迅速增加，如何有效地提高能量利用率是人类所面临的一项重要任务．如图3－5－1是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案，与站台连接的轨道有一个小的坡度，请你从提高能量利用效率的角度，分析这种设计的优点．
图3－5－1
解析：列车进站时，利用上坡把部分动能转化为重力势能，减小因为刹车而损耗的机械能．列车出站时，利用下坡把储存的重力势能又转化为动能，起到节能的作用．
答案：见解析
12．有一空间探测器对一球状行星进行探测，发现该行星上无生命存在，在其表面上，却覆盖着一层厚厚的冻结的二氧化碳(干冰)．有人建议利用化学方法把二氧化碳分解为碳和氧气而在行星上面产生大气．由于行星对大气的引力作用，行星的表面就存在一定的大气压强．如果一秒钟分解可得到106 kg氧气，要使行星表面附近得到的压强至少为p＝0.2 atm，那么请你估算一下，至少需要多少年的时间才能完成？已知行星表面的温度较低，在此情况下，二氧化碳的蒸发可不计．探测器靠近行星表面运行的周期为2 h，行星的半径R＝1750 km.大气层的厚度与行星的半径相比很小．结果保留两位有效数字．
解析：由题意知，探测器靠近行星表面运行的周期为T＝2 h，行星半径为R＝1750 km，
可求重力加速度，对探测器：
G＝mR，又G＝mg，
又大气压是由气体的重力产生p＝.
所以m＝ 去掉g，m＝
设达到这个压强所需的时间t＝s
则t＝年
≈1.8×104年．
答案：1.8×104年
[学生用书P56]
1．(双选)关于热传导的方向性，下列说法正确的是( )
A．热量能自发地由高温物体传给低温物体
B．热量能自发地由低温物体传给高温物体
C．在一定条件下，热量也可以从低温物体传给高温物体
D．热量一定不可能从低温物体传给高温物体
解析：选AC.在有外力做功情况下，热量可以从低温物体传递给高温物体，而热量能自发地从高温物体传给低温物体，故A、C选项正确．
2．(双选)根据热力学第二定律，下列说法中正确的是( )
A．不可能从单一热源吸热并把它全部用来做功，而不引起其他变化
B．没有冷凝器，只有单一的热源，能将从单一热源吸收的热量全部用来做功，而不引起其他变化的热机是可以实现的
C．制冷系统将冰箱里的热量传给外界较高温度的空气而不引起其他变化
D．在火力发电中，燃气的内能不可能全部变成电能
解析：选AD.热力学第二定律揭示了与热现象有关的物理过程的方向性，不可能从单一热源吸收能量，意味着不仅要从一个热源吸热，而且一定会向另一个热源放热，故A对；机械能和内能的转化过程具有方向性，机械能可以全部转化为内能，而内能要全部转化为机械能必须有外界的帮助，故B错；冰箱向外传递热量时消耗了电能，故C错；火力发电时，能量转化的过程为内能→机械能→电能，因为内能向机械能转化过程中会对外放出热量，故燃气的内能必然不会全部变为电能，故D对．
3．(双选)下列说法中，正确的是( )
A．在自然条件下，热传递的过程是不可逆的
B．一切形式能量转化都具有方向性
C．气体的扩散过程具有方向性
D．一切形式能量转化都不具有方向性
解析：选AC.热量的传递过程、气体的扩散过程都具有方向性，A、C正确．有些形式能量之间的转化不具有方向性，如机械能中动能与势能之间的转化；有些能量之间的转化具有方向性，如机械能和内能之间的转化，所以B、D错误．
4．(双选)下列关于能量转化的说法中，正确的是( )
A．机械能可以转化为内能，但内能不能转化为机械能
B．机械能可以转化为内能，内能也能转化为机械能
C．机械能不可以转化为内能，但内能可以转化为机械能
D．机械能可以转化为内能，但内能不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化
解析：选BD.由能的转化和守恒定律及能量守恒定律知，各种形式的能量之间可以相互转化，但是内能在转化为机械能的过程中，由于内能的各种耗散，不会完全转化为机械能．故B、D正确．
5．用同种不同的金属丝组成一个回路，接触点1插在热水中，接触点2插在冷水中，如图3－4－1所示．电流计指针会发生偏转，这就是温差发电现象．这一实验是否违反热力学第二定律？热水和冷水的温度是否会发生变化？简述这一过程中能的转化情况．
图3－4－1
解析：温差发电现象中产生了电能是因为热水中的内能减少，一部分转化为电能，一部分传递给冷水，不违反热力学第二定律．
答案：不违反．热水温度降低，冷水温度升高．转化效率低于100%.
一、单项选择题
1．根据热力学第二定律，下列判断不正确的是( )
A．电流的能不可能全部变为内能
B．在火力发电机中，燃气的内能不可能全部变为电能
C．热机中，燃气的内能不可能全部变为机械能
D．在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体
解析：选A.根据热力学第二定律可知，凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性．电流的能可全部变为内能，而内能不可能全部变成电流的能；机械能可全部变为内能，而内能不可能全部变成机械能；在热传导中，热量只能自发地从高温物体传递给低温物体，而不能自发地从低温物体传递给高温物体．
2．下列说法，正确的是( )
A．一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行
B．一切自然过程总是沿着分子热运动的有序性增大的方向进行
C．在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵一定不会增大
D．在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵可能减小
解析：选A.根据熵增加原理，不可逆过程总是朝着熵增大的方向进行，故选A.
3. 17世纪70年代，英国赛斯特城的主教约翰·维尔金斯设计了一种磁力“永动机”，其结构如图3－4－2所示，在斜面顶端放一块强磁铁M，斜面上、下端各有一个小孔P、Q，斜面下有一个连接两小孔的弯曲轨道．维尔金斯认为：如果在斜坡底放一个铁球，那么在磁铁的引力作用下，铁球会沿斜面向上运动，当球运动到P孔时，它会漏下，再沿着弯曲轨道返回到Q.由于这时球具有速度可以对外做功，然后又被磁铁吸引回到上端，到P处又漏下……对于这个设计，下列判断中正确的是( )
图3－4－2
A．满足能量转化和守恒定律，所以可行
B．不满足热力学第二定律，所以不可行
C．不满足机械能守恒定律，所以不可行
D．不满足能量转化和守恒定律，所以不可行
解析：选D.该设计违背了能量转化和守恒定律，故不可行．
4．我们绝不会看到：一个放在水平地面上的物体，靠降低温度，可以把内能自发地转化为动能，使这个物体运动起来，其原因是( )
A．违反了能量守恒定律
B．在任何条件下内能不可能转化成机械能，只有机械能才能转化成内能
C．机械能和内能的转化过程具有方向性，内能转化成机械能是有条件的
D．以上说法均不正确
解析：选C.机械能和内能的相互转化，必须通过做功来实现．
5．下面关于熵的有关说法错误的是( )
A．熵是系统内分子运动无序性的量度
B．在自然过程中熵总是增加的
C．热力学第二定律也叫做熵减小原理
D．熵值越大代表着越无序
解析：选C.如果过程是可逆的，则熵不变，如果不可逆，则熵是增加的，而且一切自然过程都是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行．
6．柴油机燃烧相同的燃料，输出的机械能越多，表明柴油机越节能．是否节能，是衡量机器性能好坏的重要指标．有经验的柴油机维修师傅，不用任何仪器，只要将手伸到柴油机排气管附近，去感知一下尾气的温度，就能够判断出这台柴油机是否节能，真是“行家伸伸手，就知有没有”．关于尾气的温度跟柴油机是否节能之间的关系，你认为正确的是( )
A．尾气的温度越高，柴油机越节能
B．尾气的温度越低，柴油机越节能
C．尾气的温度高低与柴油机是否节能无关
D．以上说法均不正确
解析：选B.气体的内能不可能完全转化为柴油机的机械能，柴油机使柴油燃料在它的汽缸中燃烧，产生高温高压的气体，是一个高温热源；而柴油机排气管排出的尾气是一个低温热源．根据能量守恒，这两个热源之间的能量差就是转换的机械能，燃烧相同的燃料，要想输出的机械能越多，尾气的温度就越低．
7．下列有关气体自由膨胀过程的叙述中，不正确的是( )
A．当气体分子数很少时，其自由膨胀的过程是可逆的
B．由大量分子构成的气体，其自由膨胀的过程是不可逆的
C．自由膨胀的过程是系统无序度增大的过程
D．自由膨胀过程总是倾向于出现与更少微观态对应的宏观态
解析：选D.气体自由膨胀过程倾向于出现与更多微观态对应的宏观态，系统的无序度将增大．
二、双项选择题
8．下列说法中正确的是( )
A．一切涉及热现象的宏观过程都具有方向性
B．一切不违背能量守恒与转化定律的物理过程都是可以实现的
C．由热力学第二定律可以判断物理过程能否自发进行
D．一切物理过程都不可能自发地进行
解析：选AC.由热力学第一定律和热力学第二定律易判断A、C是正确的．
9．如图3－4－3为电冰箱的工作原理示意图．压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环．在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外．下列说法正确的是( )
图3－4－3
A．热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外
B．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能
C．电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律
D．电冰箱的工作原理违反热力学第一定律
解析：选BC.热量不可以自发地从冰箱内传到冰箱外，A错误；冰箱是通过压缩机消耗了电能而实现的，B正确；电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律，总能量是守恒的，C正确，D错误．
10．下列关于晶体熔化的说法中正确的是( )
A．在晶体熔化的过程中，温度不变，分子热运动的平均速率不变，则无序程度不变
B．晶体熔化时，分子的平衡位置在空间的较为规则排列，变为分子的平衡位置的较为无序排列， 则无序度增大
C．在晶体熔化的过程中，熵将保持不变
D．在晶体熔化的过程中，熵将增加
解析：选BD.在晶体熔化的过程中， 分子的平衡位置由较有规则变为无规则，无序度增大，熵将增加，故B、D对．
三、非选择题
11．质量相同、温度相同的水，如图3－4－4所示分别处于固态、液态和气态三种状态下，它们的熵的大小有什么关系？为什么？
图3－4－4
解析：分子的无规则运动就是一种无序运动，气体分子的无规则运动最剧烈，无序程度最大．所以质量相同的水分别处于固、液、气三种状态时，固态的无序程度最小，气态的无序程度最大，而熵的大小表示无序程度大小，所以气态的熵最大，液态的熵较大，固态的熵最小．
答案：见解析
12．有人估算使地球上的海水温度降低0.1 ℃，就能放出5.8×1023 J的热量，这相当于1800个功率为100万千瓦的核电站一万年的发电量．假定整个海洋都具有同一温度，你能设计一种只靠吸收海水的热量推动轮船航行，而不需要燃料的机器吗？
解析：这种能靠吸收海水热量推动轮船航行的热机基本结构如图所示．设大气温度为t2，海水温度为t1，在不同的温差下，热机的工作情况不同．
当t2当t2≥t1时，热机从海水中吸取的热量一部分变成推动轮船前进的动力功，一部分对大气放热，水面附近大气的温度升高．同时由于轮船(螺旋桨)克服水的阻力做的功也转化为内能，很快使热机的温度也升高，而此过程中海水温度下降，故很快达到热平衡，导致温差消失，热机不能再继续工作．
答案：见解析
