人教新课标版物理高二选修1-2第一章第2节物体的内能同步训练
文档属性
| 名称 | 人教新课标版物理高二选修1-2第一章第2节物体的内能同步训练 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 148.5KB | ||
| 资源类型 | 素材 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2016-05-25 11:19:54 | ||
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文档简介
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人教新课标版物理高二选修1-2第一章
第2节物体的内能同步训练
一、单选题
1．关于分子动理论和物体的内能，下列说法中正确的是（ ）
A．液体分子的无规则运动称为布朗运动
B．物体的温度升高，物体内大量分子热运动的平均动能增大
C．物体从外界吸收热量，其内能一定增加
D．气体的温度升高，气体的压强一定增大
答案：B
解析：
解答：布朗运动是固体小颗粒在液体分子的无规则撞击下的无规则运动，而不是液体分子的运动，但是可以反映液体分子的无规则运动，选项A错。温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子热运动平均动能增大，选项B对。改变内能的方式有两种，即做功和热传递，只是从外界吸收热量，无法判断内能变化，选项C错。气体温度升高，根据，可知在不明确体积变化的情况下无法判断压强变化，选项D错.
分析：本题考查了分子热运动及改变内能的方式
2．对一定量的气体，下列说法正确的是（ ）
A．气体体积是指所有气体分子的体积之和
B．气体分子的热运动越剧烈，气体的温度就越高
C．气体对器壁的压强是由于地球吸引而产生的
D．当气体膨胀时，气体对外做功，因而气体的内能一定减少
答案：B
解析：
解答：气体分子之间距离很大，气体体积是指所有气体分子所占的体积，远大于气体分子体积之和，选项A错。分子热运动的剧烈程度与温度有关，温度越高，气体分子热运动越剧烈，选项B对。气体对器壁的压强是由于气体分子无规则运动撞击器壁而产生的，而不是地球的吸引，选项C错。改变内能的方式有两种即热传递和做功，如果没有热传递而只有气体膨胀而对外做功，可以使气体内能减少，但是不知道热传递情况属于无法判断气体内能的变化情况选项D错.
分析：本题考查了气体分子热运动
3．下列叙述中，正确的是 （ ）
A．物体温度越高，内能增加，每个分子的动能也越大
B．布朗运动就是液体分子的运动
C．空气容易被压缩说明分子间存在分子力
D．热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体
答案：D
解析：
解答：温度越高，物体内分子运动越剧烈，所以温度越高，分子动能越大，因为内能是指物体内所有分子由于热运动而具有的分子动能，以及分子之间分子势能的总和，故内能不一定增加，所以A错误；布朗运动是固体微粒的运动，不是液体分子的运动，所以B错误；空气容易被压缩是因为空气分子间隙大，不能说明分子间存在分子力，所以C错误；根据热力学第二定律，热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体，所以D正确.
分析：本题考查了物体内能、布朗运动及热力学第二定律
4．下列说法正确的是（ ）
A．布朗运动就是液体分子的热运动
B．物体的温度越高，分子的平均动能越大
C．对一定质量气体加热，其内能一定增加
D．气体压强是气体分子间的斥力产生的
答案：B
解析：
解答：A中的布朗运动不是液体分子的热运动，分子很小，是用肉眼看不到的，这是液体分子对花粉不平衡的撞击所造成的，故A不对；温度是分子平均动能的标志，故物体的温度越高，分子的平均动能越大，B是正确的；对一定质量气体加热，如果同时气体再对外做功，则其内能也不一定增加，C不对；气体的压强是气体分子对器壁的撞击所形成的，故D是不对的，该题选B.
分析：本题考查了布朗运动，温度的含义，气体压强的含义及热力学第一定律
5．下列说法中正确的是（ ）
A．外界对物体做功，物体的内能一定增加
B．物体的温度升高，物体内所有分子的动能都增大
C．在分子相互靠近的过程中，分子势能一定增大
D．在分子相互远离的过程中，分子引力和斥力都减小
答案：D
解析：
解答：A中当外界对物体做功时，如果物体同时向外放出热量，则物体的内能也可能减小，故A不对；B中物体的温度升高，是指物体内分子的平均动能一定增大，但并不是说所有分子的动能都增大，故B也不对；C中在分子相互靠近时，如果原来分子间距离较大，靠近时分子作用力做正功，则此时分子势能会减小，故C不对；D中在分子相互远离的过程中，分子引力和斥力都减小，只不过斥力减小得较多，对外表现出来的是引力而己，故D是正确的.
分析：本题考查了内能及热力学第一定律
6．下列说法中正确的是（ ）
A．外界对气体做功，气体的内能一定增大
B．气体从外界吸收热量，气体的内能一定增大
C．气体的温度越高，气体分子无规则运动的平均动能越大
D．气体的温度越低，气体分子无规则运动的平均动能越大
答案：C
解析：
解答：改变内能的方式有两种即做功和热传递，外界对气体做功，若没有热传递则气体内能增加，由于不知道是否存在热传递，所以内能变化无法判断选项A错。气体从外界吸收热量，没有明确是否存在做功，所以统一无法确定内能的变化选项B错。温度是气体分子平均动能的标志，温度越高，气体分子平均动能越大，选项C对D错.
分析：本题考查了改变内能的两种方式及分子平均动能
7．有关分子的热运动和内能，下列说法不正确的是（ ）
A．一定质量的气体，温度不变，分子的平均动能不变
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动能和分子势能的总和
D．布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的
答案：D
解析：
解答：温度是分子平均动能的标志，因此温度不变，分子的平均动能一定不变，A正确；温度升高，分子的平均动能增加，因此热运动越剧烈，B正确；物体的内能包括所用分子的动能和所有分子的势能之和，C正确；布朗运动是由悬浮在液体中的固体微粒受到液体分子永不停息的碰撞引起的，D错误.
分析：本题考查了分子动理论，热力学第一定律及内能
8．以下说法正确的是（ ）
A．当分子间距离增大时，分子势能一定增大
B．已知某物质的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，则该种物质的分子体积为V0＝
C．自然界一切过程能量都是守恒的，符合能量守恒定律的宏观过程都能自然发生
D．布朗运动并不是分子的运动，但间接证明了分子在永不停息的做无规则运动
答案：D
解析：
解答：随分子间距离的增大，当分子间作用力表现为斥力时，分子力做负功，分子势能增大，A不正确；如果是气体，分子间距离较大，算出来的V0是气体分子在空间中的运动范围，而不是气体分子的体积，B错误；机械能可以完全转化为内能，但是内能不能完全转化为机械能，选项C 错误; 布朗运动并不是分子的运动，但间接证明了分子在永不停息的做无规则运动，选项D正确.
分析：本题考查了热学的基础知识
9．根据热力学知识，下列说法正确的是（ ）
A．任何物体都是由大量分子组成
B．温度高的物体才具有内能
C．布朗运动是在显微镜中看到的液体分子的无规则运动
D．气体从外界吸收热量，其内能一定增加
答案：A
解析：
解答：根据分子动理论，任何物体都是由分子组成的选项A对。物体内能包括分子动能和分子势能，温度只决定分子平均动能，温度越高，分子平均动能越大，但是温度再低，分子平均动能也不会等于0，所以温度低的物体也有内能，选项B错。布朗运动是借助显微镜观察到固体小颗粒在液体分子的无规则撞击下而发生的运动，间接说明液体分子的无规则运动，但布朗运动看到的不是液体分子而是固体小颗粒，选项C错。改变内能的方式有两种，做功和热传递，仅仅依靠从外界吸收热量而不知道做功的情况下无法判断内能的变化，选项D错.
分析：本题考查了分子动理论及内能
10． 下列说法中正确的是（ ）
A.悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数越多，布朗运动越明显
B.分子间的距离增大，分子势能必增大
C.水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现
D.在液体表面任意一条线的两侧，相互之间的作用力是斥力，它的作用效果是使液体表面绷紧
答案：C
解析：
解答：悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间撞击力越均衡布朗运动越不明显，A错误；在分子之间的作用力在斥力范围内的时候，分子间的距离增大，斥力做正功，分子势能减小，B错误；水的体积很难被压缩，是因为分子间存在斥力的的原因，C正确；在液体表面任意一条线的两侧，相互之间的作用力是引力，它的作用效果是使液体表面绷紧表现为表面张力，D不正确.
分析：本题考查了分子势能、饱和气压等知识
11．以下说法正确的有( )
A．温度低的物体内能一定小
B．温度低的物体分子运动的平均速率小
C．温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有分子的速率都增大
D．外界对物体做功时，物体的内能一定增加
答案：C
解析：
解答：气因为内能的大小与物体的温度、质量和体积都有关，如一杯热水的内能肯定会小于一座冰山，温度低的物体内能不一定小，故A错误；温度是分子平均动能的标志，温度低的物体分子运动的平均动能一定小，温度低的物体内分子运动的平均速率 ( http: / / www.21cnjy.com / " \t "_blank )不一定比温度高的物体内分子运动的平均速率 ( http: / / www.21cnjy.com / " \t "_blank )小，因为还有分子质量在里面，温度低的物体分子可能质量较大，因此其平均速率 ( http: / / www.21cnjy.com / " \t "_blank )不一定小，故B错误；温度越高，分子热运动的的平均动能越大，分子的平均速率增大，这是统计规律，具体到少数个别分子，其速率的变化不确定，因此仍可能有分子的运动速率是非常小，故C正确；根据热力学第一定律知：内能的改变量（E表示）= 功（W表示）+ 热量（Q表示），在绝热情况下，外界对物体做功时，物体的内能一定增加，故D不正确.
分析：本题考查了温度与分子平均动能、平均速率的关系，热力学第一定律，热力学第二定律等热学中的基本知识
12．下列说法中正确的是（ ）
A．只要知道水的摩尔质量和水分子的质量，就可以计算出阿伏伽德罗常数
B．悬浮微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多，布朗运动越明显
C．在使两个分子间的距离由很远（）减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大；分子势能不断增大
D．温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，且所有分子的速率都增大
答案：A
解析：
解答：根据水分子质量，摩尔质量，以及阿伏伽德罗常数之间关系即，故A正确.固体微粒越大，同一时刻与之碰撞的液体分子越多，固体微粒各个方向受力越衡，布朗运动越不明显，故B错误.开始时分子之间距离大于，分子力为引力，分子相互靠近时分子力做正功，分子势能减小，当分子之间距离小于时，分子力为斥力，再相互靠近分子力做负功，分子势能增大，故分子势能先减小、后增大，故C错误．温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有分子的速率都增大，故D错误．则选A.
分析：本题考查了阿伏加德罗常数、分子力做功及分子动理论
13．对于一定量的理想气体，下列说法正确的是（ ）
A．若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变
B．若气体从外界吸收了热量，其内能一定增加
C．若气体的温度随时间不断升高，其压强也一定增大
D．若气体内能增加了，则气体一定从外界吸收了热量
答案：A
解析：
解答：根据公式可得，若气体的压强和体积都不变，则其问题不变，故内能也不变，A正确；若气体从外界吸收热量，同时对外做功，根据热力学第一定律，则内能不一定变化，温度不第一升高，B错误E正确；若气体的温度随时间不断升高，根据公式可得PV乘积变大，其压强不一定不断增大；C不正确；改变内能的两种方式，一种是做功，另一种是热传递，D错误.
分析：本题考查了理想气体的状态方程，热力学第一定律及气体的内能
14．关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是（ ）
A．布朗运动是液体分子运动的间接反映
B．物体的温度越高，分子平均动能越小
C．若分子间的距离增大，则分子间的引力增大，分子间的斥力减小
D．若两个分子间距离越来越大，则分子势能越来越小
答案：A
解析：
解答：布朗运动是悬浮在液体中的小颗粒，因受到分子的无规则碰撞而做的无规则运动，故选项A正确；温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，故选项B不正确；若分子间的距离增大，则分子间的引力和斥力都减小，故选项C错误；当两个分子间距离小于平衡距离时，分子势能随分子间距离的增大而减小，当两个分子间距离大于平衡距离时，分子势能随分子间距离的增大而增大，故选项D错误.
分析：本题考查了对有关热现象和热学规律的理解问题
15．对于一定质量的理想气体，下列说法中正确的是（ ）
A．当温度升高时，气体的内能不一定增大
B．当体积减小时，气体的压强可能不变
C．压缩一定质量的理想气体，其内能一定增加
D．气体的内能与体积、温度、压强均有关
答案：B
解析：
解答：理想气体内能的大小与物体的质量和温度有关，与体积、压强无关，在质量一定时，温度越高，其内能越大，故A不正确，D错误；当体积减小时，温度降低时，气体的压强可能不变，所以B对；压缩一定质量的理想气体，如果体积不变，那么，其内能是不变的，所以C错.
分析：本题考查了温度、热量与内能的关系及理想气体状态方程
二、填空题
16．物体内所有 和 的总和叫物体的内能。温度越高，分子的平均动能越 （填“大”或“小”）。
答案：分子动能|分子势能|大
解析：
解答：物体内所有分子动能和分子势能的总和叫物体的内能，温度为分子平均动能的标志，温度越高分子的平均动能越大.
分析：本题考查了对分子内能的理解，本题难度较小，知道物体内能是所有分子动能和分子势能的总和，温度为分子平均动能的标志
17．三个瓶子分别盛有质量相同的氢气、氧气和氮气，它们的温度相同，则分子平均速率最大的是 ；气体内能最大的是 .
答案：氢气|氢气
解析：
解答：因为三个瓶子中的气体温度相同，所以三种气体分子的平均动能相等，但是氢气的分子质量最小，所以氢气的分子平均速率最大，氢气物质的量最大，分子数最多，总的动能最大，气体分子势能都很小，忽略不计，故氢气内能最大.
分析：本题考查了不同气体在温度相同，质量相等的情况下分子平均速率，以及分子内能的比较
18．两个分子相距为r0时，分子势能为零.当分子距离由r0增大时，分子势能 ；当分子距离由r0减小时，分子势能 .
答案：增大|增大
解析：
解答：当分子距离由r0增大时，分子间表现为引力，要增大距离需要克服引力作功，所以分子势能增大，当分子距离由r0减小时，分子间表现为斥力，要减小距离需要克服斥力做功，所以分子势能增大.
分析：本题考查了分子势能与分子间的距离的关系
19．晶体在熔解过程中，温度 ，分子平均动能 ，其内能 .
答案：不变|不变|增大
解析：
解答：晶体在溶解过程中虽然在吸热，但是温度保持不变，所以分子平均动能保持不变，因为在吸热，所以其内能在增大.
分析：本题考查了晶体在溶解过程中温度，分子平均动能，以及内能的变化
20．已知高山上某处的气压为0.40大气压，气温为零下30℃，则该处每立方米气体中的分子数中 .(阿伏加德罗常数6.0×1023mol-1，在标准状态下1mol气体的体积为22.4L).
答案：1.2×1019个
解析：
解答：本题要计算分子数，就需要知道大气有多少mol,需要计算高山状态下的大气在标准状态下的体积，，，，
；根据理想气体状态方程：可得.
分析：本题考查了理想气体状态方程
三、解答题
21．如图，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置。玻璃管的下部封有长ll=25.0cm的空气柱，中间有一段长为l2=25.0cm的水银柱，上部空气柱的长度l3=40.0cm。已知大气压强为P0=75.0cmHg。现将一活塞（图中未画出）从玻璃管开口处缓缓往下推，使管下部空气柱长度变为l'1=20.0cm。假设活塞下推过程中没有漏气，求活塞下推的距离。
答案：以vmHg为压强单位，在活塞下推前，玻璃管下部空气柱的压强为：P1=P0+l2 ①
设活塞下推后，下部空气的压强为P1′，由玻意耳定律得：P1l1=P1′l1′②
如图，设活塞下推距离为△l，则此时玻璃管上部的空气柱的长度为：l3′=l3+l1-l1′③
设此时玻璃管上部空气柱的压强为P3′，则P3′=p1′-l2 ④
由波义耳定律，得：P0l3=P2′l3′⑤
由①②③④⑤式代入数据解得：△l=15.0cm.
解析：
解答：以vmHg为压强单位，在活塞下推前，玻璃管下部空气柱的压强为：P1=P0+l2 ①
设活塞下推后，下部空气的压强为P1′，由玻意耳定律得：P1l1=P1′l1′②
如图，设活塞下推距离为△l，则此时玻璃管上部的空气柱的长度为：l3′=l3+l1-l1′③
设此时玻璃管上部空气柱的压强为P3′，则P3′=p1′-l2 ④
由波义耳定律，得：P0l3=P2′l3′⑤
由①②③④⑤式代入数据解得：△l=15.0cm.
分析：本题考查了热力学第一定律，气体压强的微观意义及理想气体的状态方程
22．如图所示，在一竖直放置的圆环形管道内封闭有一定质量的理想气体。用一绝热的固定活塞C和绝热、不计质量、可自由移动的活塞A将管道内气体分隔成体积相等的两部分，A、C与圆环的圆心O等高，两部分气体的温度均为T 0 =300K。现保持下部分气体的温度不变，对上部分气体缓慢加热至T=500K，求此时活塞A的位置与O点的连线跟竖直方向OB之间的夹角θ。（不计两活塞的体积）
答案：因活塞A可自由移动，所以上下两部分压强相等．设圆环管道内上下两部分气体的初始体积为，加热前后两部分气体的压强分别为、，上部分气体体积的增加量为，根据理想气体的状态方程得
对上部分气体有：
因活塞A、C是绝热的，故下部分气体是等温变化，有：
联立以上两式解得：
故由几何知识可知，活塞A的位置与O点的连线和竖直方向的夹角为：
解析：
解答：因活塞A可自由移动，所以上下两部分压强相等．设圆环管道内上下两部分气体的初始体积为，加热前后两部分气体的压强分别为、，上部分气体体积的增加量为，根据理想气体的状态方程得
对上部分气体有：
因活塞A、C是绝热的，故下部分气体是等温变化，有：
联立以上两式解得：
故由几何知识可知，活塞A的位置与O点的连线和竖直方向的夹角为：.
分析：本题考查了浸润和不浸润、表面张力产生的原因；温度是分子平均动能的标志；内能及其变化；热力学第一定律和热力学第二定律；理想气体的状态方程
23．某同学为测量地球表面植物吸收太阳能的本领，做了如下实验：用一面积为0.1m2的面盆盛6kg的水，经太阳垂直照射15min，温度升高5℃，若地表植物接收太阳的能力与水相等，试计算：
（1）每平方米绿色植物每秒接收的太阳能为多少焦耳
答案：6kg水经15min的照射增加内能为ΔE＝Q＝cmΔt＝4.2×103×6×5＝1.26×105J.
每秒钟获得的能量为1.26×105J÷15min＝1.4×102J/s.
每平方米绿色植物每秒接收太阳能为
1.4×102J/s÷0.1m2＝1.4×103J/s·m2.
（2）若绿色植物在光合作用下每吸收1kJ的太阳能可以放出0.05L的氧气，则每公顷绿地每秒可放出多少升的氧气.(1公顷=104m2)
答案：每平方米绿色植物每秒钟吸收的太阳能可放出的氧气为×0.05L/s·m2＝0.07L/s·m2.
每公顷绿地每秒可以放出的氧气为
104m2×0.07L/s·m2＝700L/s.
解析：
解答：(1)6kg水经15min的照射增加内能为ΔE＝Q＝cmΔt＝4.2×103×6×5＝1.26×105J.
每秒钟获得的能量为1.26×105J÷15min＝1.4×102J/s.
每平方米绿色植物每秒接收太阳能为
1.4×102J/s÷0.1m2＝1.4×103J/s·m2.(2)每平方米绿色植物每秒钟吸收的太阳能可放出的氧气为×0.05L/s·m2＝0.07L/s·m2.
每公顷绿地每秒可以放出的氧气为
104m2×0.07L/s·m2＝700L/s.
分析：本题先计算每平方米绿色植物每秒钟吸收的太阳能可放出的氧气，再计算每公顷绿地每秒可以放出的氧气
24．取一个横截面积是3dm2的不高的圆筒，筒内装水0.6kg，用来测量射到地面的太阳能.在太阳光垂直照射2min后，水的温度升高了1℃.
a.计算在阳光直射下，地球表面每平方厘米每分钟获得的能量.
b.已知射到大气顶层的太阳能只有45%到达地面，另外55%被大气吸收和反射而未到达地面，你能由此估算出太阳辐射的功率吗 需要什么数据，自己去查找.
答案：a.圆筒内的水经过2分钟内能的增加为
ΔE ＝Q＝cmΔt
＝4.2×103×0.6×1J＝2.5×103J
每分钟获得的能量为
2.5×103J/2min＝1.25×103J/min
圆筒面积为3dm2＝3×102cm2，所以每分钟每平方厘米获得的能量为
J/cm2·min＝4.2J/cm2·min
b.以太阳为球心，又日地距离r为半径作一个球面，根据上述观测，在此球面的每平方厘米面积上每秒钟接受到的太阳能(即射到大气顶层的太阳能)为
J/cm2·s＝J/cm2·s
太阳的辐射能向四面八方，是均匀辐射的，则上述球面每秒钟接受到的太阳能，即为太阳的辐射功率P，上述球面的面积为4πr2.其中r＝1.5×1013cm 所以
P＝4πr2×J/s
＝4π(1.5×1013)2×J/s
＝2×(1.5×1013)2J/s
＝4.5×1026J/s.
解析：
解答：a.圆筒内的水经过2分钟内能的增加为
ΔE ＝Q＝cmΔt
＝4.2×103×0.6×1J＝2.5×103J
每分钟获得的能量为
2.5×103J/2min＝1.25×103J/min
圆筒面积为3dm2＝3×102cm2，所以每分钟每平方厘米获得的能量为
J/cm2·min＝4.2J/cm2·min
b.以太阳为球心，又日地距离r为半径作一个球面，根据上述观测，在此球面的每平方厘米面积上每秒钟接受到的太阳能(即射到大气顶层的太阳能)为
J/cm2·s＝J/cm2·s
太阳的辐射能向四面八方，是均匀辐射的，则上述球面每秒钟接受到的太阳能，即为太阳的辐射功率P，上述球面的面积为4πr2.其中r＝1.5×1013cm 所以
P＝4πr2×J/s
＝4π(1.5×1013)2×J/s
＝2×(1.5×1013)2J/s
＝4.5×1026J/s.
分析：本题根据公式Q＝cmΔt分析；以太阳为球心，又日地距离r为半径作一个球面，太阳的辐射能向四面八方，是均匀辐射的，则上述球面每秒钟接受到的太阳能，即为太阳的辐射功率P
25．在一列火车上放一杯水，火车静止和匀速运动时，水的内能是否变化
答案：水的内能是指水分子的动能与水分子的势能之和，运动或者静止过程中水的温度和体积没有发生变化，内能和机械能是两种不同形式的能量。内能是由物体内大量分子的热运动和分子间的相对位置决定的能量，这与物体的温度、体积等因素有关，而机械能是由物体做机械运动和物体形变决定的能量，它是对宏观物体整体来说的，物体具有内能的同时又可以具有机械能。所以水的内能不变，
解析：
解答：水的内能是指水分子的动能与水分子的势能之和，运动或者静止过程中水的温度和体积没有发生变化，内能和机械能是两种不同形式的能量。内能是由物体内大量分子的热运动和分子间的相对位置决定的能量，这与物体的温度、体积等因素有关，而机械能是由物体做机械运动和物体形变决定的能量，它是对宏观物体整体来说的，物体具有内能的同时又可以具有机械能。所以水的内能不变，
思路分析：内能和机械能是两种不同形式的能量。内能是由物体内大量分子的热运动和分子间的相对位置决定的能量，这与物体的温度、体积等因素有关，而机械能是由物体做机械运动和物体形变决定的能量，它是对宏观物体整体来说的，物体具有内能的同时又可以具有机械能.
分析：本题考查了机械能和物体内能的区别
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人教新课标版物理高二选修1-2第一章
第2节物体的内能同步训练
一、单选题
1．关于分子动理论和物体的内能，下列说法中正确的是（ ）
A．液体分子的无规则运动称为布朗运动
B．物体的温度升高，物体内大量分子热运动的平均动能增大
C．物体从外界吸收热量，其内能一定增加
D．气体的温度升高，气体的压强一定增大
答案：B
解析：
解答：布朗运动是固体小颗粒在液体分子的无规则撞击下的无规则运动，而不是液体分子的运动，但是可以反映液体分子的无规则运动，选项A错。温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子热运动平均动能增大，选项B对。改变内能的方式有两种，即做功和热传递，只是从外界吸收热量，无法判断内能变化，选项C错。气体温度升高，根据，可知在不明确体积变化的情况下无法判断压强变化，选项D错.
分析：本题考查了分子热运动及改变内能的方式
2．对一定量的气体，下列说法正确的是（ ）
A．气体体积是指所有气体分子的体积之和
B．气体分子的热运动越剧烈，气体的温度就越高
C．气体对器壁的压强是由于地球吸引而产生的
D．当气体膨胀时，气体对外做功，因而气体的内能一定减少
答案：B
解析：
解答：气体分子之间距离很大，气体体积是指所有气体分子所占的体积，远大于气体分子体积之和，选项A错。分子热运动的剧烈程度与温度有关，温度越高，气体分子热运动越剧烈，选项B对。气体对器壁的压强是由于气体分子无规则运动撞击器壁而产生的，而不是地球的吸引，选项C错。改变内能的方式有两种即热传递和做功，如果没有热传递而只有气体膨胀而对外做功，可以使气体内能减少，但是不知道热传递情况属于无法判断气体内能的变化情况选项D错.
分析：本题考查了气体分子热运动
3．下列叙述中，正确的是 （ ）
A．物体温度越高，内能增加，每个分子的动能也越大
B．布朗运动就是液体分子的运动
C．空气容易被压缩说明分子间存在分子力
D．热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体
答案：D
解析：
解答：温度越高，物体内分子运动越剧烈，所以温度越高，分子动能越大，因为内能是指物体内所有分子由于热运动而具有的分子动能，以及分子之间分子势能的总和，故内能不一定增加，所以A错误；布朗运动是固体微粒的运动，不是液体分子的运动，所以B错误；空气容易被压缩是因为空气分子间隙大，不能说明分子间存在分子力，所以C错误；根据热力学第二定律，热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体，所以D正确.
分析：本题考查了物体内能、布朗运动及热力学第二定律
4．下列说法正确的是（ ）
A．布朗运动就是液体分子的热运动
B．物体的温度越高，分子的平均动能越大
C．对一定质量气体加热，其内能一定增加
D．气体压强是气体分子间的斥力产生的
答案：B
解析：
解答：A中的布朗运动不是液体分子的热运动，分子很小，是用肉眼看不到的，这是液体分子对花粉不平衡的撞击所造成的，故A不对；温度是分子平均动能的标志，故物体的温度越高，分子的平均动能越大，B是正确的；对一定质量气体加热，如果同时气体再对外做功，则其内能也不一定增加，C不对；气体的压强是气体分子对器壁的撞击所形成的，故D是不对的，该题选B.
分析：本题考查了布朗运动，温度的含义，气体压强的含义及热力学第一定律
5．下列说法中正确的是（ ）
A．外界对物体做功，物体的内能一定增加
B．物体的温度升高，物体内所有分子的动能都增大
C．在分子相互靠近的过程中，分子势能一定增大
D．在分子相互远离的过程中，分子引力和斥力都减小
答案：D
解析：
解答：A中当外界对物体做功时，如果物体同时向外放出热量，则物体的内能也可能减小，故A不对；B中物体的温度升高，是指物体内分子的平均动能一定增大，但并不是说所有分子的动能都增大，故B也不对；C中在分子相互靠近时，如果原来分子间距离较大，靠近时分子作用力做正功，则此时分子势能会减小，故C不对；D中在分子相互远离的过程中，分子引力和斥力都减小，只不过斥力减小得较多，对外表现出来的是引力而己，故D是正确的.
分析：本题考查了内能及热力学第一定律
6．下列说法中正确的是（ ）
A．外界对气体做功，气体的内能一定增大
B．气体从外界吸收热量，气体的内能一定增大
C．气体的温度越高，气体分子无规则运动的平均动能越大
D．气体的温度越低，气体分子无规则运动的平均动能越大
答案：C
解析：
解答：改变内能的方式有两种即做功和热传递，外界对气体做功，若没有热传递则气体内能增加，由于不知道是否存在热传递，所以内能变化无法判断选项A错。气体从外界吸收热量，没有明确是否存在做功，所以统一无法确定内能的变化选项B错。温度是气体分子平均动能的标志，温度越高，气体分子平均动能越大，选项C对D错.
分析：本题考查了改变内能的两种方式及分子平均动能
7．有关分子的热运动和内能，下列说法不正确的是（ ）
A．一定质量的气体，温度不变，分子的平均动能不变
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动能和分子势能的总和
D．布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的
答案：D
解析：
解答：温度是分子平均动能的标志，因此温度不变，分子的平均动能一定不变，A正确；温度升高，分子的平均动能增加，因此热运动越剧烈，B正确；物体的内能包括所用分子的动能和所有分子的势能之和，C正确；布朗运动是由悬浮在液体中的固体微粒受到液体分子永不停息的碰撞引起的，D错误.
分析：本题考查了分子动理论，热力学第一定律及内能
8．以下说法正确的是（ ）
A．当分子间距离增大时，分子势能一定增大
B．已知某物质的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，则该种物质的分子体积为V0＝
C．自然界一切过程能量都是守恒的，符合能量守恒定律的宏观过程都能自然发生
D．布朗运动并不是分子的运动，但间接证明了分子在永不停息的做无规则运动
答案：D
解析：
解答：随分子间距离的增大，当分子间作用力表现为斥力时，分子力做负功，分子势能增大，A不正确；如果是气体，分子间距离较大，算出来的V0是气体分子在空间中的运动范围，而不是气体分子的体积，B错误；机械能可以完全转化为内能，但是内能不能完全转化为机械能，选项C 错误; 布朗运动并不是分子的运动，但间接证明了分子在永不停息的做无规则运动，选项D正确.
分析：本题考查了热学的基础知识
9．根据热力学知识，下列说法正确的是（ ）
A．任何物体都是由大量分子组成
B．温度高的物体才具有内能
C．布朗运动是在显微镜中看到的液体分子的无规则运动
D．气体从外界吸收热量，其内能一定增加
答案：A
解析：
解答：根据分子动理论，任何物体都是由分子组成的选项A对。物体内能包括分子动能和分子势能，温度只决定分子平均动能，温度越高，分子平均动能越大，但是温度再低，分子平均动能也不会等于0，所以温度低的物体也有内能，选项B错。布朗运动是借助显微镜观察到固体小颗粒在液体分子的无规则撞击下而发生的运动，间接说明液体分子的无规则运动，但布朗运动看到的不是液体分子而是固体小颗粒，选项C错。改变内能的方式有两种，做功和热传递，仅仅依靠从外界吸收热量而不知道做功的情况下无法判断内能的变化，选项D错.
分析：本题考查了分子动理论及内能
10． 下列说法中正确的是（ ）
A.悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数越多，布朗运动越明显
B.分子间的距离增大，分子势能必增大
C.水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现
D.在液体表面任意一条线的两侧，相互之间的作用力是斥力，它的作用效果是使液体表面绷紧
答案：C
解析：
解答：悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间撞击力越均衡布朗运动越不明显，A错误；在分子之间的作用力在斥力范围内的时候，分子间的距离增大，斥力做正功，分子势能减小，B错误；水的体积很难被压缩，是因为分子间存在斥力的的原因，C正确；在液体表面任意一条线的两侧，相互之间的作用力是引力，它的作用效果是使液体表面绷紧表现为表面张力，D不正确.
分析：本题考查了分子势能、饱和气压等知识
11．以下说法正确的有( )
A．温度低的物体内能一定小
B．温度低的物体分子运动的平均速率小
C．温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有分子的速率都增大
D．外界对物体做功时，物体的内能一定增加
答案：C
解析：
解答：气因为内能的大小与物体的温度、质量和体积都有关，如一杯热水的内能肯定会小于一座冰山，温度低的物体内能不一定小，故A错误；温度是分子平均动能的标志，温度低的物体分子运动的平均动能一定小，温度低的物体内分子运动的平均速率 ( http: / / www.21cnjy.com / " \t "_blank )不一定比温度高的物体内分子运动的平均速率 ( http: / / www.21cnjy.com / " \t "_blank )小，因为还有分子质量在里面，温度低的物体分子可能质量较大，因此其平均速率 ( http: / / www.21cnjy.com / " \t "_blank )不一定小，故B错误；温度越高，分子热运动的的平均动能越大，分子的平均速率增大，这是统计规律，具体到少数个别分子，其速率的变化不确定，因此仍可能有分子的运动速率是非常小，故C正确；根据热力学第一定律知：内能的改变量（E表示）= 功（W表示）+ 热量（Q表示），在绝热情况下，外界对物体做功时，物体的内能一定增加，故D不正确.
分析：本题考查了温度与分子平均动能、平均速率的关系，热力学第一定律，热力学第二定律等热学中的基本知识
12．下列说法中正确的是（ ）
A．只要知道水的摩尔质量和水分子的质量，就可以计算出阿伏伽德罗常数
B．悬浮微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多，布朗运动越明显
C．在使两个分子间的距离由很远（）减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大；分子势能不断增大
D．温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，且所有分子的速率都增大
答案：A
解析：
解答：根据水分子质量，摩尔质量，以及阿伏伽德罗常数之间关系即，故A正确.固体微粒越大，同一时刻与之碰撞的液体分子越多，固体微粒各个方向受力越衡，布朗运动越不明显，故B错误.开始时分子之间距离大于，分子力为引力，分子相互靠近时分子力做正功，分子势能减小，当分子之间距离小于时，分子力为斥力，再相互靠近分子力做负功，分子势能增大，故分子势能先减小、后增大，故C错误．温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有分子的速率都增大，故D错误．则选A.
分析：本题考查了阿伏加德罗常数、分子力做功及分子动理论
13．对于一定量的理想气体，下列说法正确的是（ ）
A．若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变
B．若气体从外界吸收了热量，其内能一定增加
C．若气体的温度随时间不断升高，其压强也一定增大
D．若气体内能增加了，则气体一定从外界吸收了热量
答案：A
解析：
解答：根据公式可得，若气体的压强和体积都不变，则其问题不变，故内能也不变，A正确；若气体从外界吸收热量，同时对外做功，根据热力学第一定律，则内能不一定变化，温度不第一升高，B错误E正确；若气体的温度随时间不断升高，根据公式可得PV乘积变大，其压强不一定不断增大；C不正确；改变内能的两种方式，一种是做功，另一种是热传递，D错误.
分析：本题考查了理想气体的状态方程，热力学第一定律及气体的内能
14．关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是（ ）
A．布朗运动是液体分子运动的间接反映
B．物体的温度越高，分子平均动能越小
C．若分子间的距离增大，则分子间的引力增大，分子间的斥力减小
D．若两个分子间距离越来越大，则分子势能越来越小
答案：A
解析：
解答：布朗运动是悬浮在液体中的小颗粒，因受到分子的无规则碰撞而做的无规则运动，故选项A正确；温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，故选项B不正确；若分子间的距离增大，则分子间的引力和斥力都减小，故选项C错误；当两个分子间距离小于平衡距离时，分子势能随分子间距离的增大而减小，当两个分子间距离大于平衡距离时，分子势能随分子间距离的增大而增大，故选项D错误.
分析：本题考查了对有关热现象和热学规律的理解问题
15．对于一定质量的理想气体，下列说法中正确的是（ ）
A．当温度升高时，气体的内能不一定增大
B．当体积减小时，气体的压强可能不变
C．压缩一定质量的理想气体，其内能一定增加
D．气体的内能与体积、温度、压强均有关
答案：B
解析：
解答：理想气体内能的大小与物体的质量和温度有关，与体积、压强无关，在质量一定时，温度越高，其内能越大，故A不正确，D错误；当体积减小时，温度降低时，气体的压强可能不变，所以B对；压缩一定质量的理想气体，如果体积不变，那么，其内能是不变的，所以C错.
分析：本题考查了温度、热量与内能的关系及理想气体状态方程
二、填空题
16．物体内所有 和 的总和叫物体的内能。温度越高，分子的平均动能越 （填“大”或“小”）。
答案：分子动能|分子势能|大
解析：
解答：物体内所有分子动能和分子势能的总和叫物体的内能，温度为分子平均动能的标志，温度越高分子的平均动能越大.
分析：本题考查了对分子内能的理解，本题难度较小，知道物体内能是所有分子动能和分子势能的总和，温度为分子平均动能的标志
17．三个瓶子分别盛有质量相同的氢气、氧气和氮气，它们的温度相同，则分子平均速率最大的是 ；气体内能最大的是 .
答案：氢气|氢气
解析：
解答：因为三个瓶子中的气体温度相同，所以三种气体分子的平均动能相等，但是氢气的分子质量最小，所以氢气的分子平均速率最大，氢气物质的量最大，分子数最多，总的动能最大，气体分子势能都很小，忽略不计，故氢气内能最大.
分析：本题考查了不同气体在温度相同，质量相等的情况下分子平均速率，以及分子内能的比较
18．两个分子相距为r0时，分子势能为零.当分子距离由r0增大时，分子势能 ；当分子距离由r0减小时，分子势能 .
答案：增大|增大
解析：
解答：当分子距离由r0增大时，分子间表现为引力，要增大距离需要克服引力作功，所以分子势能增大，当分子距离由r0减小时，分子间表现为斥力，要减小距离需要克服斥力做功，所以分子势能增大.
分析：本题考查了分子势能与分子间的距离的关系
19．晶体在熔解过程中，温度 ，分子平均动能 ，其内能 .
答案：不变|不变|增大
解析：
解答：晶体在溶解过程中虽然在吸热，但是温度保持不变，所以分子平均动能保持不变，因为在吸热，所以其内能在增大.
分析：本题考查了晶体在溶解过程中温度，分子平均动能，以及内能的变化
20．已知高山上某处的气压为0.40大气压，气温为零下30℃，则该处每立方米气体中的分子数中 .(阿伏加德罗常数6.0×1023mol-1，在标准状态下1mol气体的体积为22.4L).
答案：1.2×1019个
解析：
解答：本题要计算分子数，就需要知道大气有多少mol,需要计算高山状态下的大气在标准状态下的体积，，，，
；根据理想气体状态方程：可得.
分析：本题考查了理想气体状态方程
三、解答题
21．如图，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置。玻璃管的下部封有长ll=25.0cm的空气柱，中间有一段长为l2=25.0cm的水银柱，上部空气柱的长度l3=40.0cm。已知大气压强为P0=75.0cmHg。现将一活塞（图中未画出）从玻璃管开口处缓缓往下推，使管下部空气柱长度变为l'1=20.0cm。假设活塞下推过程中没有漏气，求活塞下推的距离。
答案：以vmHg为压强单位，在活塞下推前，玻璃管下部空气柱的压强为：P1=P0+l2 ①
设活塞下推后，下部空气的压强为P1′，由玻意耳定律得：P1l1=P1′l1′②
如图，设活塞下推距离为△l，则此时玻璃管上部的空气柱的长度为：l3′=l3+l1-l1′③
设此时玻璃管上部空气柱的压强为P3′，则P3′=p1′-l2 ④
由波义耳定律，得：P0l3=P2′l3′⑤
由①②③④⑤式代入数据解得：△l=15.0cm.
解析：
解答：以vmHg为压强单位，在活塞下推前，玻璃管下部空气柱的压强为：P1=P0+l2 ①
设活塞下推后，下部空气的压强为P1′，由玻意耳定律得：P1l1=P1′l1′②
如图，设活塞下推距离为△l，则此时玻璃管上部的空气柱的长度为：l3′=l3+l1-l1′③
设此时玻璃管上部空气柱的压强为P3′，则P3′=p1′-l2 ④
由波义耳定律，得：P0l3=P2′l3′⑤
由①②③④⑤式代入数据解得：△l=15.0cm.
分析：本题考查了热力学第一定律，气体压强的微观意义及理想气体的状态方程
22．如图所示，在一竖直放置的圆环形管道内封闭有一定质量的理想气体。用一绝热的固定活塞C和绝热、不计质量、可自由移动的活塞A将管道内气体分隔成体积相等的两部分，A、C与圆环的圆心O等高，两部分气体的温度均为T 0 =300K。现保持下部分气体的温度不变，对上部分气体缓慢加热至T=500K，求此时活塞A的位置与O点的连线跟竖直方向OB之间的夹角θ。（不计两活塞的体积）
答案：因活塞A可自由移动，所以上下两部分压强相等．设圆环管道内上下两部分气体的初始体积为，加热前后两部分气体的压强分别为、，上部分气体体积的增加量为，根据理想气体的状态方程得
对上部分气体有：
因活塞A、C是绝热的，故下部分气体是等温变化，有：
联立以上两式解得：
故由几何知识可知，活塞A的位置与O点的连线和竖直方向的夹角为：
解析：
解答：因活塞A可自由移动，所以上下两部分压强相等．设圆环管道内上下两部分气体的初始体积为，加热前后两部分气体的压强分别为、，上部分气体体积的增加量为，根据理想气体的状态方程得
对上部分气体有：
因活塞A、C是绝热的，故下部分气体是等温变化，有：
联立以上两式解得：
故由几何知识可知，活塞A的位置与O点的连线和竖直方向的夹角为：.
分析：本题考查了浸润和不浸润、表面张力产生的原因；温度是分子平均动能的标志；内能及其变化；热力学第一定律和热力学第二定律；理想气体的状态方程
23．某同学为测量地球表面植物吸收太阳能的本领，做了如下实验：用一面积为0.1m2的面盆盛6kg的水，经太阳垂直照射15min，温度升高5℃，若地表植物接收太阳的能力与水相等，试计算：
（1）每平方米绿色植物每秒接收的太阳能为多少焦耳
答案：6kg水经15min的照射增加内能为ΔE＝Q＝cmΔt＝4.2×103×6×5＝1.26×105J.
每秒钟获得的能量为1.26×105J÷15min＝1.4×102J/s.
每平方米绿色植物每秒接收太阳能为
1.4×102J/s÷0.1m2＝1.4×103J/s·m2.
（2）若绿色植物在光合作用下每吸收1kJ的太阳能可以放出0.05L的氧气，则每公顷绿地每秒可放出多少升的氧气.(1公顷=104m2)
答案：每平方米绿色植物每秒钟吸收的太阳能可放出的氧气为×0.05L/s·m2＝0.07L/s·m2.
每公顷绿地每秒可以放出的氧气为
104m2×0.07L/s·m2＝700L/s.
解析：
解答：(1)6kg水经15min的照射增加内能为ΔE＝Q＝cmΔt＝4.2×103×6×5＝1.26×105J.
每秒钟获得的能量为1.26×105J÷15min＝1.4×102J/s.
每平方米绿色植物每秒接收太阳能为
1.4×102J/s÷0.1m2＝1.4×103J/s·m2.(2)每平方米绿色植物每秒钟吸收的太阳能可放出的氧气为×0.05L/s·m2＝0.07L/s·m2.
每公顷绿地每秒可以放出的氧气为
104m2×0.07L/s·m2＝700L/s.
分析：本题先计算每平方米绿色植物每秒钟吸收的太阳能可放出的氧气，再计算每公顷绿地每秒可以放出的氧气
24．取一个横截面积是3dm2的不高的圆筒，筒内装水0.6kg，用来测量射到地面的太阳能.在太阳光垂直照射2min后，水的温度升高了1℃.
a.计算在阳光直射下，地球表面每平方厘米每分钟获得的能量.
b.已知射到大气顶层的太阳能只有45%到达地面，另外55%被大气吸收和反射而未到达地面，你能由此估算出太阳辐射的功率吗 需要什么数据，自己去查找.
答案：a.圆筒内的水经过2分钟内能的增加为
ΔE ＝Q＝cmΔt
＝4.2×103×0.6×1J＝2.5×103J
每分钟获得的能量为
2.5×103J/2min＝1.25×103J/min
圆筒面积为3dm2＝3×102cm2，所以每分钟每平方厘米获得的能量为
J/cm2·min＝4.2J/cm2·min
b.以太阳为球心，又日地距离r为半径作一个球面，根据上述观测，在此球面的每平方厘米面积上每秒钟接受到的太阳能(即射到大气顶层的太阳能)为
J/cm2·s＝J/cm2·s
太阳的辐射能向四面八方，是均匀辐射的，则上述球面每秒钟接受到的太阳能，即为太阳的辐射功率P，上述球面的面积为4πr2.其中r＝1.5×1013cm 所以
P＝4πr2×J/s
＝4π(1.5×1013)2×J/s
＝2×(1.5×1013)2J/s
＝4.5×1026J/s.
解析：
解答：a.圆筒内的水经过2分钟内能的增加为
ΔE ＝Q＝cmΔt
＝4.2×103×0.6×1J＝2.5×103J
每分钟获得的能量为
2.5×103J/2min＝1.25×103J/min
圆筒面积为3dm2＝3×102cm2，所以每分钟每平方厘米获得的能量为
J/cm2·min＝4.2J/cm2·min
b.以太阳为球心，又日地距离r为半径作一个球面，根据上述观测，在此球面的每平方厘米面积上每秒钟接受到的太阳能(即射到大气顶层的太阳能)为
J/cm2·s＝J/cm2·s
太阳的辐射能向四面八方，是均匀辐射的，则上述球面每秒钟接受到的太阳能，即为太阳的辐射功率P，上述球面的面积为4πr2.其中r＝1.5×1013cm 所以
P＝4πr2×J/s
＝4π(1.5×1013)2×J/s
＝2×(1.5×1013)2J/s
＝4.5×1026J/s.
分析：本题根据公式Q＝cmΔt分析；以太阳为球心，又日地距离r为半径作一个球面，太阳的辐射能向四面八方，是均匀辐射的，则上述球面每秒钟接受到的太阳能，即为太阳的辐射功率P
25．在一列火车上放一杯水，火车静止和匀速运动时，水的内能是否变化
答案：水的内能是指水分子的动能与水分子的势能之和，运动或者静止过程中水的温度和体积没有发生变化，内能和机械能是两种不同形式的能量。内能是由物体内大量分子的热运动和分子间的相对位置决定的能量，这与物体的温度、体积等因素有关，而机械能是由物体做机械运动和物体形变决定的能量，它是对宏观物体整体来说的，物体具有内能的同时又可以具有机械能。所以水的内能不变，
解析：
解答：水的内能是指水分子的动能与水分子的势能之和，运动或者静止过程中水的温度和体积没有发生变化，内能和机械能是两种不同形式的能量。内能是由物体内大量分子的热运动和分子间的相对位置决定的能量，这与物体的温度、体积等因素有关，而机械能是由物体做机械运动和物体形变决定的能量，它是对宏观物体整体来说的，物体具有内能的同时又可以具有机械能。所以水的内能不变，
思路分析：内能和机械能是两种不同形式的能量。内能是由物体内大量分子的热运动和分子间的相对位置决定的能量，这与物体的温度、体积等因素有关，而机械能是由物体做机械运动和物体形变决定的能量，它是对宏观物体整体来说的，物体具有内能的同时又可以具有机械能.
分析：本题考查了机械能和物体内能的区别
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