第七章水平测试
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分120分，考试时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题，共50分)
一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分。第1～5题只有一个选项符合题目要求，第6～10题有多个选项符合题目要求，全部选对的得5分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)
1.下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能Ep随分子间距离r变化关系的图线是( )
答案 B
解析 分子间作用力f的特点是：rr0时f为引力；分子势能Ep的特点是r＝r0时Ep最小，因此只有B项正确。
2.分子动理论较好地解释了物质的宏观热学性质。据此可判断下列说法中错误的是( )
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，这反映了液体分子运动的无规则性
B.分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大
C.分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大
D.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
答案 B
解析 当分子引力与斥力相等时，分子间作用力为零；当分子间距离足够大时，分子引力与斥力减小为零，因此分子间的相互作用力随距离的增大是按减小—增大—减小变化的。因此，B项错误。
3.下列说法中正确的是( )
A.布朗运动就是液体分子的热运动
B.两分子间的距离发生变化，分子力一定减小
C.物体分子的平均动能随物体温度的改变而改变
D.如果气体温度升高，那么所有分子的速率都增大
答案 C
解析 布朗运动是小颗粒的运动，A错误；分子间距变化，分子力变化，但不一定减小，B错误；温度是分子平均动能的标志，温度变化，分子的平均动能变化，C正确；温度升高，分子平均动能增大，平均速率增大，但不一定每个分子的速率都增大，D错误。
4.
如图所示，甲分子固定于坐标原点O，乙分子从无穷远处静止释放，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，则乙分子动能最大处可能是 ( )
A.a点 B．b点 C．c点 D．d点
答案 C
解析 从a点到c点分子间的作用力表现为引力，分子间的作用力做正功，动能增加，从c点到d点分子间的作用力表现为斥力，分子间的作用力做负功，动能减小，所以乙分子动能最大时在c点，C正确。
5.关于扩散运动和布朗运动，下列说法中正确的是( )
A.两种运动都是由外部原因引起的液体分子的运动
B.两种运动都能反映分子的运动
C.两种运动都与温度有关，所以也叫热运动
D.布朗运动的剧烈程度与悬浮颗粒大小有关，说明分子运动快慢与物体的速度有关
答案 B
解析 两种运动都不是外因引起的，扩散运动是分子的运动，布朗运动不是分子的运动，但能反映分子的运动，并且都与温度有关，A错误，B正确；热运动指的是分子的无规则运动，C错误；布朗运动的剧烈程度与悬浮颗粒大小有关，颗粒越小，布朗运动越明显，说明液体分子做无规则运动对颗粒的撞击越不平衡，D错误。
6.在长期放着煤的墙角和地面上相当厚的一层会染上黑色，这说明( )
A.分子在不停地运动着
B.煤是由大量分子组成的
C.分子之间是有空隙的
D.物体之间有相互作用力
答案 AC
解析 题目所指为扩散现象，由此可知A、C正确。
7.下面关于分子力的说法中正确的有( )
A.铁丝很难被拉长，这一事实说明铁丝分子间存在引力
B.水很难被压缩，这一事实说明水分子间存在斥力
C.将打气管的出口端封住，向下压活塞，当空气被压缩到一定程度后很难再压缩，这一事实说明这时空气分子间表现为斥力
D.磁铁可以吸引铁屑，这一事实说明分子间存在引力
答案 AB
解析 根据分子动理论可知，A、B正确。无论怎样压缩，气体分子间距离一定大于r0，所以气体分子间一定表现为引力。空气压缩到一定程度很难再压缩不是因为分子斥力的作用，而是气体分子频繁撞击活塞产生压强的结果，应该用压强增大解释，所以C不正确。磁铁吸引铁屑是磁场力的作用，不是分子力的作用，所以D也不正确。
8.下列说法正确的是( )
A.温度计测温原理就是热平衡定律
B.温度计与被测系统的温度不相同时，读不出示数
C.温度计读出的示数是它自身这个系统的温度，若它与被测系统热平衡时，这一示数也是被测系统的温度
D.温度计读出的示数总是被测系统的温度，无论是否达到热平衡
答案 AC
解析 温度计能测出被测物体的温度的原理就是热平衡定律，即温度计与被测物体达到热平衡时温度相同，其示数也就是被测物体的温度，故A、C正确，D错误。温度计与被测系统的温度不相同时，仍有示数，B错误。
9.下列说法中正确的是( )
A.一杯水里放几粒食盐，盐粒沉在水下面，逐渐溶解，过一段时间，上面的水也变咸了，是由于食盐分子做布朗运动形成的
B.把一块铅和一块金表面磨光后紧压在一起，在常温下放置四、五年，结果金和铅连在一起，并互相渗入，这是由于两种金属分子做布朗运动的结果
C.布朗运动和扩散现象不但说明分子做无规则运动，同时也说明了分子间是有空隙的
D.压缩气体比压缩固体和液体容易得多，这是因为气体分子间距离远大于液体和固体分子间距离
答案 CD
解析 布朗运动是固体小颗粒的运动，A、B错误。布朗运动和扩散现象都说明分子做无规则运动，并且分子之间是有空隙的，C正确。组成气体的分子之间的距离比液体、固体大得多，分子之间的作用力几乎为零，所以压缩气体时较容易，固体和液体则不然，故D正确。
10.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，一滴油形成的单分子油膜面积为S，这种油的摩尔质量为M，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＝ B．D＝
C.NA＝ D．NA＝
答案 BD
解析 据题意，每一滴油的体积为，油膜厚度即分子直径D＝，每一个球形分子的体积V0＝＝，一个分子的质量为m0＝ρV0＝，阿伏加德罗常数为NA＝＝，故B、D正确。
第Ⅱ卷(非选择题，共70分)
二、填空题(本题共3小题，每小题6分，共18分。把答案直接填在横线上)
11.体积为V的油滴，落在平静的水面上，扩展成面积为S的单分子油膜，则该油滴的分子直径约为________。已知阿伏加德罗常数为NA，油的摩尔质量为M，则一个油分子的质量为________。
答案
解析 本题第一问考查了用油膜法测分子的直径的实验。该实验理论上将扩展开的油膜看做单分子油膜，即油滴的分子直径为油膜的厚度，用油滴的体积与油膜面积的比值表示；油的摩尔质量M等于1 mol油分子的质量，即NA个油分子的质量，得一个油分子的质量为。
12.
如图所示是分子间相互作用的引力(F引)、斥力(F斥)和它们的合力F跟分子间距离r的关系图象，从图中可以看出：分子间距离r越大，分子间的引力F引越________，斥力F斥越________；当分子间距离r＝r0时，F为________；当r答案 小 小 零 斥力
解析 根据图象可知：分子间的斥力、引力都随分子间距离的增大而减小，但斥力减小得快。当r＝r0时，F斥＝F引，F＝0；r>r0时，F斥F引，F表现为斥力。
13.油酸酒精溶液的浓度为每1000 mL油酸酒精溶液中有油酸0.6 mL，用滴管向量筒内滴50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1 mL。若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示。
(1)若每一小方格的边长为30 mm，则油酸薄膜的面积为________ m2；
(2)每一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为________________ m3；
(3)根据上述数据，估算出油酸分子的直径为________ m。
答案 (1)7.7×10－2 (2)1.2×10－11
(3)1.6×10－10
解析 (1)数出在油膜范围内的格数(面积大于半个方格的算一个，不足半个的舍去不算)为86个，油膜面积约为S＝86×(3.0×10－2 m)2＝7.7×10－2 m2。
(2)因50滴油酸酒精溶液的体积为1 mL，且溶液含纯油酸的浓度为η＝0.06%，故每滴油酸酒精溶液含纯油酸的体积为V0＝η＝×0.06%×10－6 m3＝1.2×10－11 m3。
(3)把油酸薄膜的厚度视为油酸分子的直径，可估算出油酸分子的直径为d＝＝ m＝1.6×10－10 m。
三、论述、计算题(本题共4小题，共52分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。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)
14.(12分)用能够放大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，炭粒的密度是2.25×103 kg/m3，摩尔质量是1.2×10－2 kg/mol，阿伏加德罗常数为6.0×1023 mol－1，则该小炭粒含分子数约为多少个？(取一位有效数字)
答案 5×1010
解析 设小颗粒边长为a，放大600倍后，
则其体积为V＝(600a)3＝0.1×10－9m3，
实际体积V′＝a3＝4.63×10－19 m3。
质量为m＝ρV′＝1.04×10－15 kg，
含分子数为
n＝×6.0×1023个＝5×1010个。
15.(10分)将甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲、乙分子间作用力与距离间关系的函数图如图所示。若质量为m＝1×10－26 kg的乙分子从r3(r3＝12d，d为分子直径)处以v＝100 m/s的速度沿x轴负向向甲飞来，仅在分子力作用下，则乙分子在运动中能达到的最大分子势能为多大？
答案 5×10－23 J
解析 在乙分子靠近甲分子过程中，分子力先做正功，后做负功，分子势能先减小，后增大。动能和势能之和不变。
当速度为零时，分子势能最大
Epm＝ΔEk减＝mv2＝×1×10－26×104 J
＝5×10－23 J。
16.(18分)目前，环境污染已非常严重，瓶装纯净水已经占领柜台。再严重下去，瓶装纯净空气也会上市。设瓶子的容积为500 mL，空气的摩尔质量M＝29×10－3 kg/mol。按标准状况计算，空气的摩尔体积Vm＝22.4 L/mol，NA＝6.0×1023 mol－1，试估算：
(1)空气分子的平均质量是多少？
(2)一瓶纯净空气的质量是多少？
(3)一瓶中约有多少个气体分子？
答案 (1)4.8×10－26 kg (2)6.5×10－4 kg
(3)1.3×1022
解析 (1)m＝＝ kg＝4.8×10－26 kg。
(2)m空＝ρV瓶＝＝ kg
＝6.5×10－4 kg。
(3)分子数N＝nNA＝·NA
＝＝1.3×1022个。
17.(12分)已知气泡内气体的密度为1.29 kg/m3，平均摩尔质量为0.029 kg/mol。阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023 mol－1，取气体分子的平均直径为2×10－10 m。若气泡内的气体能完全变为液体，请估算液体体积与原来气体体积的比值。(结果保留一位有效数字)
答案 1×10－4(或2×10－4)
解析 设气体体积为V0，液体体积为V1，
气体分子数n＝NA，V1＝n(或V1＝nd3)，
则＝πd3NA，
解得＝1×10－4(或2×10－4)。
第1节 物体是由大量分子组成的 第1课时
[对点训练]
考点 实验原理、步骤及数据分析
1.利用油膜法测量油酸分子的直径，需要知道( )
A．油滴的质量和体积
B．油滴的质量和密度
C．油滴的体积和密度
D．油滴的体积和单分子油膜的面积
答案 D
解析 由油膜厚度d＝可知选项D正确。
2．(多选)用油膜法估测分子的大小实验的科学依据是( )
A．将油膜看成单分子油膜
B．不考虑各油分子间的间隙
C．考虑了各油分子间的间隙
D．将油膜分子看成球形
答案 ABD
解析 由实验原理可得出A、B、D正确。
3．用油膜法估测分子的大小实验中，纯油酸体积为V，在水面上形成近似圆形的单分子油膜，油膜直径为d，则油酸分子直径大小约为( )
A. B. C. D.
答案 A
解析 由题知油膜的面积约为S＝πR2＝d2，故油酸分子直径为D＝＝，A正确。
4．体积为10－4 cm3的油滴，滴在水面上散开，成一单分子油膜层，则油膜面积的数量级为 ( )
A．102 cm2 B．104 cm2 C．106 cm2 D．108 cm2
答案 B
解析 S＝＝ cm2＝104 cm2，故B正确。
5．“用油膜法估测分子大小”的实验采用使油酸在水面上形成一层______________的方法估测分子的大小。油膜分子都是直立在水面上的，单分子油膜的厚度即等于油酸____________。根据配制的酒精油酸溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V，测出这滴溶液形成油膜的面积S，即可算出油膜的厚度L＝________，即油酸分子的直径。
答案 单分子油膜 分子的直径
6．在“用油膜法估测分子的大小”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中纯油酸的体积。
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 mL的油酸溶于酒精，制成300 mL的油酸酒精溶液；测得1 mL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。(结果保留一位有效数字)
答案 (1)④①②⑤③ (2)5×10－10
解析 (1)在“用油膜法估测分子的大小”实验中，应先配制油酸酒精溶液；再往盘中倒入水，并撒痱子粉；然后用注射器将配好的溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定，再将玻璃板放于浅盘上，用彩笔描绘在玻璃上，由d＝计算油酸分子的直径。
(2)一滴溶液中含油酸体积V＝× m3，故d＝＝5×10－10 m。
7．1 mL某种油可滴1000滴，把一滴油滴在平静的湖面上，扩展成面积为2.5 m2的油膜，试估算这种油分子直径的大小。
答案 4×10－10 m
解析 1滴油的体积V＝ mL＝10－9 m3。
扩展成单分子油膜时体积不变，有V＝Sd。
则d＝＝ m＝4×10－10 m。
[综合训练]
8．设水的密度为ρ1、酒精的密度为ρ2、油酸的密度为ρ3，如果某油酸酒精溶液的浓度为10%(质量比)，配制溶液时总体积不变，那么在体积为V的油酸酒精溶液中油酸的质量为 ( )
A. B.V
C. D.V
答案 B
解析 若有质量为m的该油酸酒精溶液，其中油酸的质量为0.1m，则酒精的质量为0.9m，又知油酸密度为ρ3，则质量为m的该油酸酒精溶液中油酸体积为V油＝，酒精密度为ρ2，则该油酸酒精溶液中酒精体积V酒精＝，即体积比为V油∶V酒精＝ρ2∶9ρ3，所以体积为V的油酸酒精溶液中含有油酸体积为V，质量为。
9．(1)(多选)某同学在“用油膜法估测分子的大小”实验中，计算结果明显偏大，可能是由于( )
A．油酸未完全散开
B．油酸中含有大量的酒精
C．计算油膜面积时舍去了所有不足一个的方格
D．求每滴体积时，1 mL的溶液的滴数多记了10滴
(2)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每1000 mL溶液中有纯油酸0.1 mL，用注射器和量筒测得1 mL 上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1 cm，则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是________ mL，油酸膜的面积是________ cm2。根据上述数据，估测出油酸分子的直径是________ m。
答案 (1)AC (2)5×10－7 40 1.25×10－10
解析 (1)油酸分子直径d＝。计算结果明显偏大，可
能是V取大了或S取小了，油酸未完全散开，所测S偏小，d偏大，A正确；油酸中含有大量的酒精，不影响结果，B错误；若计算油膜面积时舍去了所有不足一个的方格，使S偏小，d偏大，C正确；若求每滴体积时，1 mL的溶液的滴数多记了10滴，使V偏小，d偏小，D错误。
(2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为
V＝× mL＝5×10－7 mL
油膜的面积S＝40×1 cm2＝40 cm2，
分子直径d＝＝ m＝1.25×10－10 m。
10．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，以下几个主要的操作步骤相应要获得的实验数据是：
(1)配制油酸酒精溶液时，必须记录并算出____________________。
(2)用滴管取配制好的油酸酒精溶液，然后逐滴滴入量筒中，……这一步是为了测出_______________________________________。
(3)用滴管将配制好的油酸酒精溶液在水面上滴入1滴，待水面上形成的油膜的形状稳定后，……。这一步是为了测出_____________________________。
答案 (1)油酸酒精溶液的浓度
(2)一滴油酸酒精溶液的体积
(3)一滴油酸酒精溶液中的油酸形成的单分子油膜的面积
11．在测量油酸分子直径的实验中，有位同学的测量结果大于真实值，试分析可能的原因。
答案 见解析
解析 用油膜法测量油酸分子直径的原理是d＝，测量结果大于真实值，可能是油酸体积测量值V偏大，也可能是油膜面积S测小了。
第1节 物体是由大量分子组成的 第2课时
[对点训练]
考点1 分子的大小
1．下列说法正确的是( )
A．物体是由大量分子组成的
B．有机物质的大分子，其大小的数量级为10－10 m
C．一摩尔铜原子含有的电子数等于6.02×1023个
D．固体、液体分子紧密排列，分子间距离为零
E．质量相同的任何物质，分子数都相同
答案 A
解析 物体是由大量分子组成的，故A正确；一些有机物质的大分子数量级超过10－10 m，B错误；一摩尔铜原子含有的原子数等于6.02×1023个，而每个铜原子又含有29个电子，C错误；固体、液体分子间距离很小，但不为零，D错误；质量相同的物质，其物质的量不一定相同，其分子数也就不一定相同，E错误。
2．最近发现的纳米材料具有很多优越性能，有着广阔的应用前景。边长为1 nm的立方体可容纳液态氢分子(其直径约为10－10 m)的个数最接近于 ( )
A．102个 B．103个 C．106个 D．109个
答案 B
解析 1 nm＝10－9 m，则边长为1 nm的立方体的体积为V＝(10－9)3 m3＝10－27m3，估算时，可将液态氢分子看做边长为10－10 m的小立方体，则每个氢分子的体积V0＝(10－10)3 m3＝10－30 m3，所以可容纳的液态氢分子个数N＝＝103(个)，B项正确。
3．已知标准状况下，1 mol氢气的体积为22.4 L，氢气分子直径的数量级为 ( )
A．10－7 m B．10－10 m C．10－11 m D．10－8 m
答案 B
解析 除有机大分子外，分子直径的数量级为10－10 m，B项正确。由于气体分子间的距离远大于分子直径，用d＝ 求出的是分子间的距离，而非分子的直径，故分子的直径不能用上式代入数据求解。
考点2 分子微观量的计算
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.
答案 A
解析 水银的摩尔体积为V＝，水银分子的体积V0＝＝；把分子看做球形，据V0＝πd3得d＝，A项正确。
5．某物质的密度为ρ，其摩尔质量为μ，阿伏加德罗常数为NA，那么单位体积中所含的分子数是 ( )
A. B. C. D.
答案 D
解析 其摩尔体积Vm＝，单位体积所含分子数是N＝＝，故选D。
6．(多选)设某固体物质的摩尔质量为M，密度为ρ，此种物质样品的质量为m，体积为V，分子总数为N，阿伏加德罗常数为NA，则下列表示一个分子的质量的表达式中正确的是( )
A. B. C. D.
答案 BC
解析 1 mol该物质的质量为M，且含有NA个分子，所以一个分子的质量为，B项正确。又因为质量为m的样品的分子总数为N，则一个分子的质量又可以表示为，C项正确。
[综合训练]
7．NA代表阿伏加德罗常数，下列说法正确的是( )
A．在同温同压时，相同体积的任何气体单质所含的原子数目相同
B．2 g氢气所含原子数目为NA
C．在常温常压下，11.2 L氮气所含的原子数目为NA
D．17 g氨气所含电子数目为10NA
答案 D
解析 由于构成单质分子的原子数目不同，所以同温同压下，同体积单质气体所含原子数目不一定相同，A错误；2 g氢气所含原子数目为2NA，B错误；在标准状况下，11.2 L氮气所含的原子数目为NA，C错误；17 g氨气即1 mol氨气，其所含电子数目为(7＋3)NA，即10NA，D正确。
8．地球到月球的平均距离为384400 km，如果将铁分子一个接一个地排列起来，筑成从地球通往月球的“分子大道”，试问，这条“大道”需要多少个分子？这些分子的总质量为多少？(设铁分子的直径为3.0×10－10 m，铁的摩尔质量为5.60×10－2 kg/mol)
答案 1.28×1018个 1.2×10－7 kg
解析 “分子大道”需要的铁分子的个数为n＝＝个＝1.28×1018个，这些分子的总质量为m＝·M＝×5.60×10－2 kg＝1.2×10－7 kg。
9．已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3 kg/m3和2.1 kg/m3，空气的摩尔质量为0.029 kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023 mol－1。若潜水员呼吸一次吸入2 L空气，试估计潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数。(结果保留一位有效数字)
答案 3×1022
解析 设空气的摩尔质量为M，在海底和岸上的密度分别为ρ海和ρ岸，一次吸入空气的体积为V，则有Δn＝NA，代入数据得Δn＝3×1022个。
10．某房间地面面积为15 m2，高3 m。已知空气的摩尔质量为M＝29×10－3 kg/mol，标准状况下空气的摩尔体积为22.4 L/mol。估算在标准状况下该房间的空气质量约为多少千克。
答案 58 kg
解析 房间容积V＝15×3 m3＝45 m3，
在标准状况下房间内空气的摩尔数
n＝ mol＝2×103 mol。
所以总质量m＝Mn＝29×10－3×2×103 kg＝58 kg。
11．金刚石俗称“金刚钻”，也就是我们常说的钻石，它是一种由纯碳组成的矿物，也是自然界中最坚硬的物质。已知金刚石的密度ρ＝3500 kg/m3。碳原子的摩尔质量为1.2×10－2 kg/mol，现有一块体积V＝5.7×10－8 m3的金刚石，阿伏加德罗常数为6.02×1023 mol－1。(计算结果保留两位有效数字)
(1)它含有多少个碳原子？
(2)假如金刚石中碳原子是紧密地堆在一起的，把金刚石中的碳原子看成球体，试估算碳原子的直径。
答案 (1)1.0×1022 (2)2.2×10－10 m
解析 (1)金刚石的质量m＝ρV＝3500×5.7×10－8 kg＝2.0×10－4 kg
碳的物质的量n＝＝ mol＝1.7×10－2 mol
金刚石所含碳原子数N＝n·NA＝1.7×10－2×6.02×1023＝1.0×1022。
(2)一个碳原子的体积V0＝＝ m3＝5.7×10－30 m3
把金刚石中的碳原子看成球体，则由公式V0＝d3可得碳原子直径为d＝＝ m＝2.2×10－10 m。
第2节 分子的热运动
[对点训练]
考点1 扩散现象
1．以下说法正确的是( )
A．扩散现象只能发生在气体与气体间
B．扩散现象只能发生在液体与液体间
C．扩散现象只能发生在固体与固体间
D．任何物质间都可发生相互扩散
答案 D
解析 不同的状态下扩散快慢虽不同，但固、液、气都能发生扩散现象。
2．如图所示，把一块铅和一块金的接触面磨平磨光后紧紧压在一起，五年后发现金中有铅，铅中有金，对此现象说法正确的是( )
A．属扩散现象，原因是由于金分子和铅分子的相互吸引
B．属扩散现象，原因是由于金分子和铅分子的运动
C．属布朗运动，小金粒进入铅块中，小铅粒进入金块中
D．属布朗运动，由于外界压力使小金粒、小铅粒彼此进入对方中
答案 B
解析 属扩散现象，是由于两种不同物质分子运动引起的，B正确。
3．“花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴。”这是南宋诗人陆游《村居书喜》中的两句诗，描写春季天暖、鸟语花香的山村美景。对于前一句，从物理学的角度可以理解为花朵分泌出的芳香分子运动速度加快，说明当时周边的气温突然________，属于________现象。
答案 升高'扩散
解析 诗句中“花气袭人”说明发生了扩散现象，而造成扩散加快的直接原因是“骤暖”，即气温突然升高造成的。从物理学的角度看就是当周围气温升高时，花香扩散加剧。
考点2 布朗运动
4.(多选)关于布朗运动，下述说法中正确的是( )
A．液体的温度越高，布朗运动越激烈
B．液体的温度越低，布朗运动越激烈
C．悬浮的颗粒越小，布朗运动越激烈
D．悬浮的颗粒越大，布朗运动越激烈
答案 AC
解析 液体温度越高，热运动越激烈，对固体颗粒的作用越强，布朗运动越明显，悬浮颗粒越小，惯性越小，且受到的撞击越不容易达到平衡，布朗运动越显著，A、C正确。
5．(多选)关于布朗运动，下列说法中不正确的是( )
A．布朗运动是微观粒子的运动，牛顿运动定律不再适用
B．布朗运动是液体(或气体)分子无规则运动的反映
C．强烈的阳光射入较暗的房间内，在光束中可以看到有悬浮在空气中的微尘不停地做无规则运动，这也是一种布朗运动
D．因为布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动也叫做热运动
答案 ACD
解析 布朗运动是固体微粒的运动，是宏观粒子，牛顿运动定律依然适用，A错误。选项C中的微尘的运动是气流与重力共同作用的结果，C错误。
6．产生布朗运动的原因：悬浮在液体中的微粒，不断地受到液体分子的撞击。颗粒________，在某一瞬间跟它相撞的液体分子数越少，撞击作用的________性就表现得越明显，因而布朗运动越明显。可见，液体分子永不停息的______________是产生________的原因。微粒的布朗运动并不是________，但是微粒的布朗运动的无规则性，却反映了液体分子运动的________。布朗运动随着温度的升高而________。
答案 越小'不平衡'无规则运动'布朗运动'分子运动'无规则性'更加剧烈
考点3 热运动及其特点
7.把萝卜腌成咸菜通常需要几天，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．盐的分子太小了，很容易进入萝卜中
B．盐分子间有相互作用的斥力
C．萝卜分子间有空隙，易扩散
D．炒菜时温度高，分子热运动激烈
答案 D
解析 分子无规则热运动的激烈程度与温度有关，温度越高热运动越激烈，故选D。
8．物体内分子运动的快慢与温度有关，在0 ℃时物体内的分子的运动状态是( )
A．仍然是运动的
B．处于静止状态
C．处于相对静止状态
D．大部分分子处于静止状态
答案 A
解析 分子的运动虽然受温度影响，但永不停息，A正确，B、C、D错误。
9．(多选)下列词语或陈述句中，描述分子热运动的是( )
A．酒香不怕巷子深 B．花香扑鼻
C．影动疑是玉人来 D．厕所太脏，奇臭难闻
答案 ABD
解析 “影动疑是玉人来”是光现象，不是分子热运动，故C错；A、B、D都是自然界中的扩散现象，故正确答案为A、B、D。
[综合训练]
10．在较暗的房间里，从射进来的光束中用眼睛直接看到悬浮在空气中的微粒的运动是( )
A．布朗运动
B．分子热运动
C．自由落体运动
D．气流和重力共同作用引起的运动
答案 D
解析 布朗运动的实质是液体或气体的分子对其中的悬浮微粒不断撞击，因作用力不平衡而引起的微粒的无规则运动。悬浮在空气中被眼睛直接看到的尘粒，其体积太大，空气分子各个方向的冲击力平均效果相互平衡，实质上这些微粒的运动是由气流和重力共同作用而引起的复杂运动。
11．(多选)关于对扩散现象、布朗运动和分子热运动的认识，下列说法正确的是( )
A．扩散现象是由于外界的作用或化学作用而产生的
B．扩散现象只能在气体或液体中发生，在固体中不能发生
C．在其他条件相同的情况下，温度越高扩散得越快
D．布朗运动是用肉眼直接观察到的
E．有生命的颗粒比无生命的颗粒布朗运动明显
F．颗粒越小，越不容易观察，所以布朗运动越不明显
G．任何物体中分子的运动都是永不停息的
H．温度越高，分子的热运动越激烈
答案 CGH
解析 扩散现象是由于分子的无规则运动而产生的，并不是因为外界的作用或化学反应而产生的，温度越高扩散得越快，固体、液体和气体中均能发生扩散现象，故A、B错误，C正确；布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动，无法用肉眼直接观察到，颗粒越小，布朗运动越明显，与颗粒的有无生命无关，故D、E、F错误；所有物体中的分子都是永不停息地做无规则运动的，故G正确。分子热运动的激烈程度与温度有关，温度越高，分子运动越激烈，故H正确。
第3节 分子间的作用力
[对点训练]
考点1 分子间的作用力
1．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
答案 D
解析 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。
2．当两个分子间的距离为r0时，正好处于平衡位置，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rB．当分子间的距离r＝r0时，分子处于平衡状态，不受力
C．在分子间的距离从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．在分子间的距离从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
答案 C
解析 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。在分子间的距离从0.5r0增大到10r0的过程中，分子间的引力和斥力都减小，且斥力比引力减小得快，分子间作用力的合力先减小到零，再增大后减小到零，故C正确，D错误。
3．以下关于分子间作用力的说法，正确的是( )
A．分子间既存在引力也存在斥力
B．液体难于被压缩表明液体中分子力总是引力
C．气体分子之间总没有分子力的作用
D．扩散现象表明分子间不存在引力
答案 A
解析 分子间同时存在着引力和斥力，B、D错误，A正确。气体分子间可发生碰撞，产生相互作用力，故C错误。
4．(多选)关于分子间相互作用力的说法中正确的是( )
A．分子间的相互作用是由组成分子的原子内部的带电粒子间的相互作用而引起的
B．分子间的作用力是引力还是斥力跟分子间的距离有关，分子间距离较大时分子间就只有相互吸引力的作用，当分子间距离较小时，就只有相互排斥力的作用
C．温度越高，分子间的相互作用力就越大
D．分子间的引力和斥力总是同时存在的
答案 AD
解析 分子力的本质是电磁力，故A正确。分子间的引力和斥力同时存在，其大小只与物质种类和分子间距离有关，故B、C错误，D正确。
5．下列现象能说明分子之间有相互作用力的是( )
A．一般固体难于拉伸，说明分子间有引力
B．一般液体易于流动和变成小液滴，说明液体分子间有斥力
C．用打气筒给自行车轮胎打气，越打越费力，说明压缩后的气体分子间有斥力
D．高压密闭的钢筒中的油沿筒壁渗出，说明钢分子对油分子有斥力
答案 A
解析 固体难于拉伸，是分子间引力的表现，故A正确；B中液体的流动性不能用引力、斥力来说明，原因是分子的振动与无规则运动，B错误；打气筒给自行车轮胎打气，越打越费力，是因为气体的压强增大，C错误；D中说明钢分子间有空隙，油从筒壁中渗出，是外力作用的结果，而不是钢分子对油分子有斥力，D错误。
考点2 分子动理论
6.(多选)下述说法正确的是( )
A．物体是由大量分子组成的
B．分子永不停息地做无规则运动
C．分子间有相互作用的引力或斥力
D．分子动理论是在一定实验基础上提出的
E．当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小
F．酒精和水混合后，总体积减小，是因为酒精和水发生了化学反应变成了其他物质
G．铁块不易压缩是因为在挤压铁块时，分子间只有斥力没有引力
H．无论分子间距离增大还是减小，分子斥力都比分子引力变化得快
答案 ABDEH
解析 由分子动理论可知A、B正确；分子间有相互作用的引力和斥力，C错误；分子动理论是在扩散现象和布朗运动的实验基础上提出的，D正确；酒精和水混合后总体积减小是因为分子间有空隙，它们并没有发生化学反应，F错误；挤压铁块时，分子斥力和引力同时存在，但分子力表现为斥力，G错误；分子间距离增大时，斥力比引力减小得快，分子间距离减小时，斥力比引力增大得快，E、H正确。
[综合训练]
7．(多选)利用分子间作用力的变化规律可以解释许多现象，下面的几个实例中利用分子力对现象进行的解释正确的是( )
A．锯条弯到一定程度就会断裂是因为断裂处分子之间的斥力起了作用
B．给自行车打气时越打越费力，是因为胎内气体分子多了以后互相排斥造成的
C．从水中拿出的一小块玻璃表面上有许多水，是因为玻璃分子吸引了水分子
D．用胶水把两张纸粘在一起，是利用了不同物质的分子之间有较强的吸引力
答案 CD
解析 锯条弯到一定程度就会断裂是因为断裂处分子之间的距离大到一定程度时，分子力不能发挥作用而断裂；给自行车打气时越打越费力，是因为胎内气体分子多了以后气体的压强增大，而不是分子之间斥力起作用。选项A和选项B的解释是错误的，选项C和选项D的解释是正确的。
8．“破镜难圆”的原因是( )
A．玻璃分子间的斥力比引力大
B．玻璃分子间不存在分子力的作用
C．一块玻璃内部分子间的引力大于斥力；而两块碎玻璃片之间，分子引力和斥力大小相等，合力为零
D．两块碎玻璃片之间，绝大多数玻璃分子间距离太大，分子引力和斥力都可忽略，总的分子引力为零
答案 D
解析 破碎的玻璃放在一起，由于接触面的错落起伏，只有极少数分子能接近到距离很小的程度，因此，总的分子引力非常小，不足以使它们连在一起。
9．(多选)一般情况下，分子间同时存在分子引力和分子斥力；若在外力作用下两分子的间距达到不能再靠近为止，且甲分子固定不动，乙分子可自由移动，则去掉外力后，当乙分子运动到相距很远时，速度为v，则在乙分子的运动过程中(乙分子的质量为m)( )
A．乙分子的动能变化量为mv2
B．分子力对乙分子做的功为mv2
C．分子引力比分子斥力多做了mv2的功
D．分子斥力比分子引力多做了mv2的功
答案 ABD
解析 当甲、乙两分子间距最小时二者都处于静止，当乙分子运动到分子力的作用范围之外时，乙分子不再受力，此时速度为v，故在此过程中乙分子的动能变化量为mv2；且在此过程中，分子斥力始终做正功，分子引力始终做负功，即W合＝W斥＋W引，由动能定理得W引＋W斥＝mv2，故分子斥力比分子引力多做了mv2的功。
10．(多选)如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F>0为斥力，F<0为引力。a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从a处由静止释放，则( )
A．乙分子由a到b做加速运动，由b到c做减速运动
B．乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大
C．乙分子由a到b的过程中，两分子间的分子力一直做正功
D．乙分子由b到c的过程中，两分子间的分子力一直做负功
答案 BC
解析 乙分子由a到b，再到c的过程，分子之间均表现为引力，显然乙分子始终做加速运动，且到达c点时速度最大，故A错误，B正确；乙分子由a到b的过程中，分子力表现为引力，一直做正功，故C正确；乙分子由b到c的过程中，分子力仍然做正功，故D错误。
11．最近几年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。
答案 摩擦焊接是利用了分子引力的作用。当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时，就可以使两个接触面上的大多数分子之间的距离达到或接近r0，从而使两个接触面焊接在一起，靠分子力的作用使这两个焊件成为一个整体。
解析 利用分子力使物体结合在一起，要从分子间距方面考虑，拉伸和压缩物体，要优先考虑分子力。
第4节 温度和温标
[对点训练]
考点1 对平衡态与热平衡态的理解
1.(多选)在热学中，要描述一定气体的宏观状态，需要确定下列哪些物理量( )
A．每个气体分子的运动速率
B．压强
C．体积
D．温度
答案 BCD
解析 描述系统的宏观状态，其参量是宏观量，每个气体分子的运动速率是微观量，不是气体的宏观状态参量。气体的压强、体积、温度分别是从力学、几何、热学三个角度对气体的性质进行的宏观描述，是确定气体宏观状态的三个状态参量。显然B、C、D选项正确。
2．(多选)下列说法正确的是( )
A．两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的热量
B．如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统也必定处于热平衡
C．温度是决定两个系统是否达到热平衡状态的唯一物理量
D．热平衡定律是温度计能够用来测量温度的基本原理
答案 BCD
解析 热平衡的系统都具有相同的状态参量——温度，故A项错误，C项正确；由热平衡定律可知，若物体与A处于热平衡，它同时也与B处于热平衡，则A的温度便等于B的温度，这也是温度计用来测量温度的基本原理，故B、D项正确。
3．(多选)关于平衡态和热平衡，下列说法中正确的是( )
A．只要温度不变且处处相等，系统就一定处于平衡态
B．两个系统在接触时它们的状态不发生变化，说明这两个系统原来的温度是相等的
C．热平衡就是平衡态
D．处于热平衡的几个系统的温度一定相等
答案 BD
解析 一般来说，描述系统的状态参量不止一个，仅仅根据温度不变且处处相等不能得出系统一定处于平衡态的结论，选项A错误。根据热平衡的定义可知B和D是正确的。平衡态是针对某一系统而言的，热平衡是两个系统相互影响的最终结果，可见选项C错误。
考点2 热力学温度和摄氏温度的关系
4.(多选)下列关于热力学温度的说法正确的是( )
A．热力学温度的零点是－273.15 ℃
B．－136 ℃比136 K温度高
C．0 ℃等于273.15 K
D．1 ℃就是1 K
答案 ABC
解析 热力学温度的零点是－273.15 ℃，A正确；由热力学温度与摄氏温度的关系T＝273.15 K＋t可知，－136 ℃ 等于137.15 K,0 ℃等于273.15 K,1 ℃就是274.15 K，故B、C正确，D错误。
5．(多选)物体的温度从27 ℃降低到0 ℃，用热力学温度表示，以下说法正确的是 ( )
A．物体的温度降低了27 K
B．物体的温度降低了300 K
C．物体的温度降低到273 K
D．物体的温度降低到0 K
答案 AC
解析 由T＝t＋273 K知0 ℃时对应的热力学温度为273 K，温度降低27 ℃，对应的热力学温度降低27 K。故A、C正确。
6．(多选)下列关于热力学温标的说法正确的是( )
A．热力学温标是一种更为科学的温标
B．热力学温标的零度为－273.15 ℃，叫绝对零度
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
答案 ABD
解析 热力学温标在科学计算中，特别是在热力学方程中，使方程更简单、更科学，故A正确；B项是热力学温标的常识，故B正确；气体趋近于绝对零度时，已液化，但有体积，C错误，D正确。
[综合训练]
7．(多选)两个原来处于热平衡状态的系统分开后，由于外界的影响，其中一个系统的温度升高了5 K，另一个系统温度升高了5 ℃，则下列说法正确的是( )
A．两个系统不再是热平衡系统了
B．两个系统此时仍是热平衡状态
C．两个系统的状态都发生了变化
D．两个系统的状态没有变化
答案 BC
解析 两个系统原来温度相同而处于热平衡状态，分开后，由于升高的温度相同，两者仍处于热平衡状态，新的热平衡状态下温度比以前升高了，两个系统的状态都发生了变化。B、C正确。
8.
(多选)如图所示，一个有细长管的球形瓶倒插在装有红色液体的槽中，细管中的液面清晰可见，如果不考虑外界大气压的变化，就能根据液面的变化测出温度的变化，则( )
A．该温度计的测温物质是槽中的红色液体
B．该温度计的测温物质是细管中的红色液体
C．该温度计的测温物质是球形瓶中的空气
D．该温度计是利用测温物质的热胀冷缩性质制造的
答案 CD
解析 细管中的红色液体用来显示球形瓶中空气的体积随温度的变化情况，测温物质是球形瓶中封闭的空气，该温度计是利用空气的热胀冷缩的性质制造的，故A、B错误，C、D正确。
9．温度计是生活、生产中常用的测温装置，如图所示为一个简易温度计，一根装有一小段有色水柱的细玻璃管穿过橡皮塞插入烧瓶内，封闭一定质量的气体。当外界温度发生变化时，水柱位置将上下变化。已知A、D间的测量范围为20～80 ℃，A、D间刻度均匀分布。由图可知，A、D及有色水柱下端所示温度分别为( )
A．20 ℃、80 ℃、64 ℃ B．20 ℃、80 ℃、68 ℃
C．80 ℃、20 ℃、32 ℃ D．80 ℃、20 ℃、34 ℃
答案 C
解析 由热胀冷缩原理可知A点为80 ℃，D点为20 ℃，由题意可知，每小格表示4 ℃，则有色水柱下端表示32 ℃，选C。
10．(多选)关于热平衡定律，下列理解正确的是 ( )
A．两系统的温度相同时，才能达到热平衡
B．A、B两系统分别与C系统达到热平衡，则A、B两系统处于热平衡
C．甲、乙、丙物体温度不相等，先把甲、乙接触，最终达到热平衡，再将丙与乙接触，最终也达到热平衡，则甲、丙是热平衡的
D．热平衡时，系统的温度相同
答案 ABD
解析 乙与丙达到新的热平衡时，其各状态参量发生了变化，不再与甲热平衡，C错误；由热平衡含义可知A、B、D均正确。
11．(多选)实际应用中，常用到一种双金属温度计，它是利用铜片与铁片铆合在一起的双金属片的弯曲程度随温度变化的原理制成的，如图所示。已知图甲中双金属片被加热时，其弯曲程度会增大，则下列各种相关叙述中正确的有( )
A．该温度计的测温物质是铜、铁两种热膨胀系数不同的金属
B．双金属温度计是利用测温物质热胀冷缩的性质来工作的
C．由图甲可知，铜的热膨胀系数大于铁的热膨胀系数
D．由图乙可知，其双金属片的内层一定为铜，外层一定为铁
答案 ABC
解析 双金属温度计是利用热膨胀系数不同的铜、铁两种金属制成的双金属片，其弯曲程度随温度而变化，A、B正确；如题图甲所示，加热时，双金属片的弯曲程度增大，即进一步向上弯曲，说明双金属片下层热膨胀系数较大，即铜的热膨胀系数较大，C正确；如题图乙所示，温度计示数是顺时针方向增大，说明当温度升高时，温度计指针按顺时针方向转动，则其双金属片的弯曲程度在增大，故可以推知双金属片的内层一定是铁，外层一定是铜，D错误。
12．一金属棒的一端与0 ℃冰接触，另一端与100 ℃水接触，并且保持两端冰、水的温度不变。问：当经过充分长的时间后，金属棒所处的状态是否为热平衡状态？为什么？
答案 否，因金属棒各部分温度不相同，存在能量交换。
解析 因金属棒一端与0 ℃冰接触，另一端与100 ℃水接触，并且保持两端冰、水的温度不变时，金属棒两端温度始终不相同，虽然金属棒内部温度分布处于一种从低到高逐渐升高的稳定状态，但其内部总存在着沿一定方向的能量交换，所以金属棒所处的状态不是平衡态。
13．根据温度计的测温原理，回答下列问题：
(1)测温物质应具备怎样的特性？
(2)测温物质具有怎样的特性，刻度才能均匀？
(3)使用时应注意哪些问题？
答案 见解析
解析 (1)测温物质的特性(细管中水银柱高度、封闭气体的体积、热敏电阻的电流等)随温度发生单调的、显著的变化。
(2)测温物质的特性随温度线性变化时，温度计刻度是均匀的。
(3)使用时应使温度计的测温物质部分与待测物体充分接触，读数时温度计一般不离开待测物体等。
第5节 内能
[对点训练]
考点1 对分子动能的理解
1．关于温度的概念，下列说法中正确的是( )
A．温度是分子平均动能的标志，物体的温度越高，则分子的平均动能越大
B．温度是分子平均动能的标志，物体的温度升高，则物体的每一个分子的动能都增大
C．某物体当其内能增大时，则该物体的温度一定升高
D．甲物体的温度比乙物体的温度高，则甲物体内分子的平均速率比乙物体内分子的平均速率大
答案 A
解析 温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增大，有的分子动能可能减小，A正确，B错误；物体内能增大，也可能是分子势能增大，如果分子平均动能不变，这时温度不变，因而C错误；由于甲、乙两物体的分子质量无法确定，故D错误。
2．(多选)当氢气和氧气温度相同时，下列说法中正确的是( )
A．两种气体分子的平均动能相等
B．氢气分子的平均速率大于氧气分子的平均速率
C．两种气体分子热运动的总动能相等
D．两种气体分子热运动的平均速率相等
答案 AB
解析 因温度是分子平均动能大小的标志，现在氢气和氧气温度相同，所以二者分子的平均动能相等，A正确。因为氢气和氧气的分子质量不同，平均动能又相等，由k＝mv2可得，两种气体分子的平均速率不同，分子质量大的平均速率小，故B正确，D错误。虽然两种气体分子平均动能相等，但由于两种气体的质量不清楚，即分子数目关系不清楚，故C错误。
3．(多选)有一块铜温度升高了，下列说法中正确的是( )
A．铜块内所有分子的动能都增大了
B．铜块内分子的平均动能增大了
C．铜块内某些分子的动能可能减小了
D．铜块内分子的平均速率增大了
答案 BCD
解析 温度是分子热运动平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增大，但并不能说明每个分子的动能都变大，再者研究单个分子动能变大是毫无意义的。
考点2 对分子势能的理解
4.关于分子势能，下列说法中正确的是(设两分子相距无穷远时分子势能为零) ( )
A．体积增大，分子势能增大，体积缩小，分子势能减小
B．当分子间距离r＝r0时，分子间合力为零，所以分子势能为零
C．当分子间作用力为引力时，体积越大，分子势能越大
D．当分子间作用力为斥力时，体积越大，分子势能越大
答案 C
解析 设想两个分子相距无穷远，此时分子间势能为零，当两个分子越来越近时，分子间引力做正功，分子势能减小，当r＝r0时，分子势能减小到最小为负值，故B错误；分子力为引力时，体积增大，分子间距增大，分子间引力做负功，分子势能增大，故C正确；分子力为斥力时，体积增大，分子间距增大，分子间斥力做正功，分子势能减小，故A、D错误。
5．下列关于分子力和分子间势能的说法中，正确的是( )
A．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大
B．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小
C．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大
D．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小
答案 C
解析 当分子间距离r＞r0时，分子力表现为引力，距离增大，分子力先增大后减小，最后减小为零。分子力一直做负功，分子势能一直增大，A、B选项都错误。当分子间距r＜r0时，分子力表现为斥力，距离减小，分子力增大。分子力一直做负功，分子势能一直增大，C选项正确，D选项错误。
6．分子势能随分子间距离r的变化情况可以在如图所示的图象中表现出来，就图象回答：
(1)从图中看到分子间距离在r0处，分子势能最小，试说明理由。
(2)图中分子势能为零的点选在什么位置，在这种情况下分子势能可以大于零，也可以小于零，也可以等于零，对吗？
(3)如果选两个分子相距r0时分子势能为零，分子势能有什么特点？
答案 见解析
解析 (1)如果分子间作用力的合力为零，此距离为r0。当分子间距离小于r0时，分子间的作用力表现为斥力，要减小分子间的距离必须克服斥力做功，因此，分子势能随分子间距离的减小而增大。如果分子间距离大于r0时，分子间的相互作用表现为引力，要增大分子间的距离必须克服引力做功，因此，分子势能随分子间的距离增大而增大。
从以上两种情况综合分析，分子间距离以r0为数值基准，分子间距离不论减小或增大，分子势能都增大。所以说，分子在平衡位置处是分子势能最低点。
(2)由图可知，分子势能为零的点选在了两个分子相距无穷远的位置。因为分子在平衡位置处是分子势能最低点，据图也可以看出：在这种情况下分子势能可以大于零，也可以小于零，也可以等于零是正确的。
(3)因为分子在平衡位置处是分子势能最低点，显然，选两个分子相距r0时分子势能为零，其他位置分子势能将大于零。
考点3 物体的内能及有关因素
7.(多选)关于物体的内能，下述说法中正确的是( )
A．物体的内能只与物体内分子的动能有关
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
C．一个物体，当它的机械能发生变化时，其内能也一定发生变化
D．一个物体内能的多少与它的机械能多少无关
答案 BD
解析 根据内能的定义，内能是物体内所有分子动能与分子势能的总和，A错误，B正确。机械能变化时，内能不一定变化，二者没有必然联系，因而C错误，D正确。
8．下列关于物体的温度、内能和热量的说法中正确的是( )
A．物体的温度越高，所含热量越多
B．物体的内能越大，所含热量越多
C．物体的温度越高，它的分子热运动的平均动能越大
D．物体的动能越大，其内能越大
答案 C
解析 分子热运动的平均动能与温度有关，温度越高，分子热运动的平均动能越大，内能由物质的量、温度和体积共同决定，并且内能是状态量，而热量是过程量，它表示由于热传递而引起的内能变化过程中转移的能量。故选项A、B错误，C正确。内能的大小与物体的动能无关，选项D错误。
9．下列说法中正确的是( )
A．物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大
B．物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大
C．物体温度降低，其内能一定增大
D．物体温度不变，其内能一定不变
答案 B
解析 温度是物体分子平均动能的标志，温度升高则其分子平均动能增大，反之，则其分子平均动能减小，故A错误，B正确。物体的内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和，宏观上取决于物体的温度、体积和物质的量，故C、D错误。
[综合训练]
10．(多选)两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近。在此过程中，下列说法正确的是( )
A．分子力先增大，后一直减小
B．分子力先做正功，后做负功
C．分子动能先增大，后减小
D．分子势能先增大，后减小
E．分子势能和动能之和不变
答案 BCE
解析 分子力F与分子间距r的关系是：当rr0时F为引力。综上可知，当两分子由相距较远逐渐达到最近过程中分子力是先变大再变小后又变大，A项错误。分子间距离减小的过程中，分子力为引力时做正功，分子势能减小，分子力为斥力时做负功，分子势能增大，故B项正确、D项错误。因仅有分子力作用，故只有分子动能与分子势能之间发生转化，即分子势能减小时分子动能增大，分子势能增大时分子动能减小，其总和不变，C、E项均正确。
11．(多选)如图所示，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
答案 BD
解析 当分子间距离为r0时，分子势能最小，即x2＝r0，故在P点分子力为零，加速度为零，由于分子所具有的总能量为0，势能为－E0时，动能为E0，A、C错误，B正确；又由于动能不可能为负值，故势能最大为零，D正确。
12．如图所示，小孩下滑过程中，从能量的转化和转移的角度可用下面三句话来概括
①小孩克服摩擦做功，动能转化为内能
②小孩从滑梯上滑下时，重力势能转化为动能
③小孩的臀部吸热，内能增加，温度升高
以下排序正确的是( )
A．①②③ B．②③① C．②①③ D．③②①
答案 C
解析 小孩从高处由静止滑下，重力做功，重力势能转化为动能，在运动过程中，小孩要克服摩擦，消耗机械能(动能)转化为内能，部分被小孩臀部吸收，温度升高，故能量转化顺序为②①③，C正确，A、B、D错误。
