同步课时精练（三）1.3气体分子运动的统计规律（含解析）

同步课时精练（三）1.3 气体分子运动的统计规律（后附解析）
一、单选题
1．下列过程通过热传递方式导致改变物体内能的是（ ）.
A．冬天搓手 B．古人钻木取火
C．用火炉把水烧开 D．用打气筒打气，车胎内气体温度升高
2．关于物体的内能，下列说法正确的是（　　）
A．水的内能比冰的内能大
B．物体所处的位置越高，分子势能越大
C．一定质量的0 ℃的水结成0 ℃冰，内能一定减少
D．相同质量的两个同种物体，运动物体的内能一定大于静止物体的内能
3．下列关于分子热运动的说法中正确的是（　　）
A．扩散现象表明，分子在做永不停息的热运动
B．布朗运动就是液体分子的无规则热运动
C．温度相同的氢气和氮气，氢气分子和氮气分子的平均速率相同
D．微粒越大，液体温度越高，布朗运动就越明显
4．下列说法中正确的是（　　）
A．物体的分子热运动动能的总和就是物体的内能
B．对于同一种气体，温度越高，分子平均动能越大
C．要使气体的分子平均动能增大，外界必须向气体传热
D．一定质量的气体，温度升高时，分子间的平均距离一定增大
5．新型冠状病毒在世界范围内的肆虐，给人类造成了重大损失。为了减少病毒传播，人们常用乙醇免洗洗手液（主要成分是酒精）洗手消毒，使用免洗洗手液洗手后，手部能够很快变干，下列说法正确的是（　　）
A．手部能够很快变干是酒精分子做布朗运动的结果
B．手部能够很快变干是空气对流的结果
C．洗手液中的酒精由液体变为同温度的气体的过程中，分子平均动能不变
D．洗手液中的酒精由液体变为同温度的气体的过程中，分子势能不变
6．下列说法正确的是（　　）
A．布朗运动是指在显微镜中看到的液体分子的无规则运动
B．温度高的物体比温度低的物体内能大
C．气体总是很容易充满容器，这是分子间存在斥力的宏观表现
D．水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现
7．关于分子动理论，下列说法错误的是（ ）
A．1g的氢气和1g的氧气中含有的分子数相等，都是6.02×1023个
B．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这间接反映了液体分子运动的无规则性
C．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
D．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大
二、多选题
8．有关分子的热运动和内能，下列说法正确的是（　　）
A．一定质量的物体，温度不变，物体的内能不变
B．物体的温度越高，分子热运动越剧烈
C．物体的内能是物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和
D．当物体的体积增大时，内能一定增大
9．下列说法中正确的是（ ）
A．物体温度升高，分子的平均动能增大
B．温度高的物体内能大
C．当分子间的引力与斥力大小相等时，分子势能最小
D．液体的饱和气压与饱和汽的体积有关
10．下列说法中正确的是（ ）
A．布朗运动是悬浮在液体中固体分子所做的无规则运动
B．一定质量100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子之间的势能增加
C．气体如果失去容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在斥力的缘故
D．当两分子间距离大于平衡位置的间距 r0时，分子间的距离越大，分子势能越大
E．温度升高时，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有的分子的速率都增大
11．关于分子动理论，下列说法中正确的是__________。
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是布朗运动
B．气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比等于一个气体分子的体积
C．若分子间距离从平衡位置开始增大，则引力与斥力的合力先增大后减小
D．扩散现象是不同物质间的一种化学反应
E．系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理量，是由系统的状态决定的
三、实验题
12．摄氏温标：在1954年以前，标准温度的间隔是用两个定点确定的。它们是水在标准大气压下的沸点（汽化点）和冰在标准大气压下与饱和空气的水相平衡时的熔点（冰点）。摄氏温标（以前称为百分温标）是由瑞典物理学家摄尔修斯设计的。如图所示，以冰点定为0℃，汽化点定为100℃，因此在这两个固定点之间共为100℃，即一百等份，每等份代表1度，用1℃表示，用摄氏温标表示的温度叫作摄氏温度，摄氏温标用度作单位，常用t表示。热力学温标由英国科学家威廉·汤姆逊（开尔文）创立，把作为零度的温标，叫作热力学温标（或绝对温标），热力学温标用K表示单位，常用T表示。则
（1）热力学温标与摄氏温标之间的关系为： 。
（2）如果可以粗略地取为绝对零度，在一标准大气压下，冰的熔点为 ℃，即为 K。
（3）如果物体的温度升高1℃，那么，物体的温度将升高 K。
四、解答题
13．为什么研究分子动能的时候主要关心大量分子的平均动能？
14．气体在绝热膨胀时它的温度会怎样变化？气体在绝热压缩时它的温度会怎样变化？为什么会发生这样的变化？请分别举一个绝热膨胀和绝热压缩时温度变化的实例。
15．重的气锤从高处落下，打在质量为的铁块上，要使铁块的温度升高40℃，气锤至少应落下多少次？(设气锤撞击铁块时做的功有60%用来使铁块温度升高，且铁的比热，，g取10 m/s2)
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
解析：ABD属于做功改变物体内能， C属于热传递。故ABD错误，C正确。
答案：C。
2．C
解析：A．物体的内能由温度、体积和分子数目共同决定，由于水与冰的分子数目关系不确定，可知水与冰的内能大小关系也不能够确定，故A错误；
B．物体所处的位置越高，重力势能越大，分子势能是物体内能的一部分，与物体的高度大小无关，故B错误；
C．一定质量的0 ℃的水结成0 ℃冰，必需向外释放能量，可知内能一定减少，故C正确；
D．物体的内能由温度、体积和分子数目共同决定，与物体的运动状态无关，可知相同质量的两个同种物体，运动物体的内能与静止物体的内能大小关系不确定，故D错误。
答案：C。
3．A
解析：A．扩散现象表明分子在做永不停息的热运动，故A正确；
B．布朗运动是固体小颗粒的无规则运动，反映了液体分子的无规则热运动，故B错误；
C．温度是分子平均动能的标志，温度相同的氢气和氮气，氢气分子和氮气分子的平均动能相同，由于分子质量不同，分子的平均速率不同，故C错误；
D．布朗颗粒越小，液体温度越高，布朗运动就越明显，故D错误。
答案：A。
4．B
思路：此题既考查物体内能的概念，也涉及热和功的关系，还跟分子动理论有关，因此它不单纯是知识题，也考查推理能力。
解析：A．物体的内能是物体内所有分子的热运动的动能和势能的总和，选项A错误；
B．温度是分子平均动能的标志，对于同一种气体，温度越高，说明它的分子平均动能越大，选项B正确；
C．要使气体的分子平均运动增大，即温度升高，有两种方式：一是通过热传递，即外界向气体传热；二是通过做功，外界对气体做功，也可以使气体温度升高，选项C错误；
D．一定质量的气体，压强、体积、温度三者是相互联系的，温度升高可能发生“热膨胀”，从而体积增大，但气体体积还跟压强有关，如果温度升高的同时，压强也增大，则气体的体积是否变大还不能确定，选项D错误。
答案：B。
5．C
解析：AB．手部能够很快变干是酒精分子永不停息做无规则运动的结果，A、B错误；
CD．洗手液中的酒精由液体变为同温度的气体的过程中，分子平均动能不变，分子势能变大，C正确，D错误。
答案：C。
6．D
解析：A．布朗运动是指悬浮在液体或气体中的固体颗粒所做的永不停息的无规则运动，故A错误；
B．温度高的物体平均动能大，但内能不一定大，故B错误；
C．气体分子之间的距离很大，分子力为引力，基本为零，气体很容易充满容器，是由于分子热运动的结果，故C错误；
D．水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现，故D正确。
答案：D。
7．A
解析：A．分子数
氢气和氧气的摩尔质量不一样，1g的氢气和1g的氧气中含有的分子数不相等且都不是1mol的分子数。故A错误，与题意相符；
B．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这间接反映了液体分子运动的无规则性。故B正确，与题意不符；
C．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。故C正确，与题意不符；
D．温度高的物体内能不一定大(还与物质的量、体积有关)，但分子平均动能(只与温度有关)一定大。故D正确，与题意不符。
本题选错误的，答案：A。
8．BC
解析：AD．物体的内能是物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，宏观上与物体的温度、体积及物质的量有关，故AD错误；
B．物体的温度越高，分子热运动越剧烈，故B正确；
C．物体的内能就是物体中所有分子的热运动动能和分子势能的总和，故C正确。
答案：BC。
9．AC
解析：A．物体温度升高，分子的平均动能增大，A正确；
B．温度高的物体内能不一定大，因为内能的大小与物体的温度、体积、物质的量等因素都有关系，B错误；
C．当分子间的引力与斥力大小相等时，分子势能最小，C正确；
D．液体的饱和气压与饱和汽的体积无关，D错误。
答案：AC。
10．BDE
解析：A．布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的运动，不是分子的无规则运动，故A错误；
B．一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，温度没有变化，分子的平均动能不变，但是在这个过程中要吸热，内能增加，所以分子之间的势能必定增加，故B正确；
C．气体分子间距离比较大，分子间作用力很弱，气体如果失去容器的约束就会散开是由于气体分子永不停息地做无规则运动，故C错误；
D．当两分子间距离大于平衡位置的间距r0时，分子力表现为引力，故随分子间的距离增大，分子力做负功，分子势能增大，故D正确；
E．温度是分子热运动平均动能的标志，温度升高时，分子热运动的平均动能一定增大，但由于分子的热运动是无规则的，所以并非所有的分子的速率都增大，故E正确．
答案：BDE.
点睛：本题考查热学现象中的基本规律，该题关键是掌握布朗运动的现象和实质；其次要会分析分子力随距离的变化，以及分子力做功与分子势能变化关系，这些是重点考查内容，要注意准确理解．
11．ACE
解析：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，即布朗运动，间接反映了液体分子运动的无规则性，选项A正确；
B．由于气体分子的间距大于分子直径，故气体分子的体积小于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比，选项B错误；
C．若分子间距离从平衡位置开始增大，则引力与斥力的合力先增大后减小，选项C正确；
D．扩散现象是由于分子的无规则运动引起的，不是一种化学反应，选项D错误；
E．系统的内能是由系统的状态决定的，选项E正确。
答案：ACE。
12． 0 273 1
解析：（1）[1]摄氏温标冰点温度为0℃，汽化点温度作为100℃。且用t表示，而热力学温标是把作为0K的，用K表示，所以热力学温标与摄氏温标之间的关系为
（2）[2][3]如果取为绝对零度，则T与t的关系为
显然，在标准大气压下，冰的熔点为0℃，即为273K；
（3）[4]因为，所以当t由1℃增加到2℃时，T就由
增加到
显然物体的温度升高了1℃，温度升高了1K。
13．分子动能是指单个分子热运动的动能，但分子是无规则运动的，因此各个分子的动能以及一个分子在不同时刻的动能都不尽相同，所以研究单个分子的动能没有意义，我们主要关心的是大量分子的平均动能
解析：略
14．温度降低；温度升高；见解析
解析：根据功与内能的改变关系，在没有热交换，或时间极短系统来不及跟外界进行热交换的情况下，气体对外界做功（即绝热膨胀），气体的内能减少，温度降低；外界对气体做功（即绝热压缩），气体的内能增加，温度升高。
绝热膨胀实例：用打气筒向用橡胶塞塞住的瓶内打气，当橡胶塞跳出时，瓶内的气体迅速膨胀，系统对外做功，因此，气体的内能迅速减少，瓶内气体温度迅速下降，瓶内水蒸气液化，出现白雾。
绝热压缩实例：引火仪实验中，当迅速下压活塞时，引火仪筒内的气体可看作绝热压缩，外界对气体做功，气体内能增加，温度升高，当温度达到易燃物的燃点时，易燃物就被点燃了。
15．247次
解析：气锤下落过程中只有重力做功，机械能守恒，因而气锤撞击铁块时动能为
由动能定理知气锤撞击铁块所做的功为
使铁块温度升高所需的热量(升高40℃)
设气锤下落n次才能使铁块温度升高40℃，由能量守恒定律有
解得
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