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分子热运动能量守恒

第十一章分子热运动能量守恒

年级__________班级_________学号_________姓名__________分数____

总分

一

二

三

四

五

六

得分

阅卷人

一、填空题（共4题，题分合计4分）

1.一滴露水的质量约是9×10-5g，它含有_______个水分子（阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023mol-1，水的摩尔质量是18g/mol）。

2.作功和热传递在____________________上是等效的.一定质量的气体从外界吸160J的热量，同时对外作功170J，则气体的内能____________．

3.物体能够被压缩是因为________________，但物体又不能无限制地压缩，是因为________________________________。

4.用r0表示处于平衡状态时物体分子间的距离。

当两个分子间的距离由0.5r0逐渐增大到无穷远的过程中，分子间作用力（指分子间引力和斥力的合力）大小的变化情况是__________________，分子势能的变化情况是________________。

得分

阅卷人

二、多项选择题（共8题，题分合计8分）

1.关于永动机不能制成的下列说法中正确的是

A．第一类永动机和第二类永动机都违背了能量守恒定律，所以都不可能制成

B．第一类永动机违背了能量守恒定律，第二类永动机没有违背能量守恒定律，因此，随着科学技术的迅猛发展，第二类永动机是可以制成的。

C．第一类永动机违反了热力学第一定律，第二类永动机违反了热力学第二定律，这两类永动机都不可能制成。

D．第二类永动机不能制成，说明自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性

2.观察布朗运动时，下列说法中正确的是

A．温度越高，布朗运动越明显

B．大气压强的变化，对布朗运动没有影响

C．悬浮颗粒越大，布朗运动越明显

D．悬浮颗粒的布朗运动，就是构成悬浮颗粒的物质的分子热运动

3.封闭在容器内的理想气体，温度升高时（不考虑容器的热膨胀），下列说法正确是

A．气体的密度增大

B．在单位时间内，作用于器壁单位面积上分子数增多

C．气体分子每碰撞一次壁的平均冲量将增大

D．气体内能将增大

4.下列有关气体分子动理论的说法中正确的是

A．对大量分子整体统计，气体分子的运动是有规律的

B．温度升高时每个气体分子的速率都将增大，因此气体分子的平均速率也将增大

C．在一定温度下，某种气体的分子速率分布是确定的

D．气体的压强只跟气体的温度有关，温度越高压强越大

5.根据气体分子理论，气体分子运动的剧烈程度与温度有关，下列表格是研究氧气分子速率分布规律而采用的

按速率大小划分区间（m/s）

各速率区间的分子数占总分子数的百分率%

0ºC

100ºC

100以下

1.4

0.7

100~200

8.1

5.4

200~300

17.0

11.9

300~400

21.4

17.4

400~500

15.1

16.7

500~600

9.2

12.9

600~700

4.5

7.9

800~900

2.0

4.6

900以上

0.9

3.9

根据表格有四位同学总结了规律

A．不论温度有多大，速率很大和很小的分子总是少数分子

B．温度变化，表现出“中间多两头少”的分布规律要改变

C．某一温度下，速率都在某一数值附近，离开这个数值越远，分子越少

D．温度增加时，速率小的分子数减小了

6.电冰箱能够不断地把热量从温度较低的冰箱内部传给温度较高的外界空气，这说明了

A．热量能自发地从低温物体传给高温物体

B．在一定条件下，热量可以从低温物体传给高温物体

C．热量的传导过程具有方向性

D．热量的传导过程不具有方向性

7.关于物体内能的变化情况，下列说法中正确的是

A．吸热的物体，其内能一定增加B．体积膨胀的物体，其内能一定减少

C．放热的物体，其内能也可能增加D．绝热压缩的物体，其内能一定增加

8.下列说法正确的是

A.液体中悬浮微粒的布朗运动是作无规则运动的液体分子撞击微粒而引起的

B.物体的温度越高，其分子的平均动能越大

C.物体里所有分子动能的总和叫做物体的内能

D.只有传热才能改变物体的内能

得分

阅卷人

三、单项选择题（共44题，题分合计44分）

1.下列关于分子数量的说法中，正确的是

A.1g氢气和1g氦气中含有的分子数相等，都是6.02×1023个

B.体积相等的固体和液体相比较，固体中含有较多的分子

C无论是什么物质，只要它们的物质的量相同，就含有相等的分子数

D.无论是什么物质，只要它们的体积相同，就含有相等的分子数

2.下列关于布朗运动的说法中，正确的是

A.布朗运动就是固体分子的无规则运动

B.布朗运动是微粒内部分子无规则运动的反映

C.温度越高，布朗运动越激烈，所以布朗运动也叫做热运动

D.布朗运动是液体分子无规则运动的反映，颗粒越小，布朗运动越明显

3.设分子甲和乙相距较远时，它们之间的分子力可忽略。

现让分子甲固定不动，将分子乙由较远处逐渐向甲靠近直到不能再靠近，在这一过程中

A.分子力总是对乙做正功

B.分子乙总是克服分子力做功

C.先是分子力对乙做正功，然后是分子乙克服分子力做功

D.分子力先对乙做正功，再对乙做负功，最后又对乙做正功

4.一定量的气体在某一物理过程内能减少了4×106J，对外界做了8×106J的功，则在这一过程中

A.气体向外界吸热1.2×107JB.气体向外界吸热4×106J

C.气体向外界放热1.2×107JD.气体向外界放热4×106J

5.电冰箱能够不断地把热量从温度较低的冰箱内部传给温度较高的外界空气，这说明了

①热量能自发地从低温物体传给高温物体

②在一定条件下，热量可以从低温物体传给高温物体

③热量的传导过程具有方向性

④热量的传导过程不具有方向性

A.①③B.①④C.②③D.②④

6.对于分子，下列说法中错误的是

Ａ一般物体，分子直径的数量级都是10－10ｍ

Ｂ任何分子，其质量的数量级都是10－26kg

Ｃ用高倍光学显微镜也看不到水分子

Ｄ固体、液体的分子通常都看作是一个挨一个排列的，实际上分子间还是有空隙的

7.关于布朗运动，下述正确的有

Ａ布朗运动就是液体分子的热运动

Ｂ悬浮在液体中的小颗粒越大，撞击它的分子数越多，布朗运动越激烈

Ｃ布朗运动说明了悬浮小颗粒内部分子是不停无规则运动的

Ｄ温度降低了，布朗运动也不会停息

8.关于温度，下列说法正确的有

Ａ温度是表示冷热程度的，人感觉热的温度一定高

Ｂ温度是表示分子热运动的激烈程度的，分子运动平均速率大的，温度一定高

Ｃ运动速率大的分子比同种运动速率小的分子温度高

Ｄ分子平均动能大的，尽管分子的摩尔数相对较少，温度也一定高

9.关于分子力，下列说法正确的是

Ａ分子引力和分子斥力都随分子间距的增大而减小

Ｂ当分子间距大于ｒ0时，分子斥力和引力的合力总随分子间距的增大而减小

Ｃ分子引力作正功时分子势能减小；分子斥力作正功时，分子势能增加

Ｄ在分子间距等于r0时，分子势能一定为零

10.下列叙述正确的是

Ａ．液体温度越高，布朗运动越剧烈

Ｂ．做布朗运动的颗粒越大，运动越剧烈

Ｃ．分子间距离增大时，分子间的引力增大而斥力减小

Ｄ．分子间距离增大时，分子间的引力减小而斥力增大

11.下列叙述正确的是

Ａ．气体压强越大，分子的平均动能越大

Ｂ．自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性

Ｃ．外界对气体做正功，气体的内能一定增大

Ｄ．温度升高，物体内每个分子的热运动速率都增大

12.下列说法中，正确的是

Ａ．橡皮条被拉伸时，分子间引力增大，分子势能增加

Ｂ．当物体的温度为0℃时，物体分子的平均动能为零

Ｃ．把煤堆在墙角的时间长了，墙的内部也变黑，证明分子在不断扩散

Ｄ．在阳光照射下，看到教室内尘埃的运动，这就是布朗运动

13.下列有关气体分子动理论的说法中正确的是

Ａ．对一定质量气体加热，其内能一定增加

Ｂ．在一定温度下，某种气体的分子速率分布是确定的

Ｃ．气体的压强只跟气体的温度有关，温度越高压强越大

Ｄ．温度升高时每个气体分子的速率都将增大，因此气体分子的平均速率也将增大

14.一定质量的理想气体，在温度不变的条件下，设法使其压强增大，则在这一过程中

Ａ．气体的密度减小

Ｂ．气体分子的平均动能增大

Ｃ．外界对气体做了功

Ｄ．气体从外界吸收了热量

15.对于一定质量的理想气体，可能发生的过程是

①保持压强和温度不变，而使体积变大；

②保持温度不变，使压强增大，体积减少；

③保持温度不变，使压强减少，体积减少；

④压强增大，体积减少，温度降低．

Ａ．①②Ｂ．②③Ｃ．③④Ｄ．②④

16.一定质量的气体在恒温下体积膨胀，下列说法中正确的是

Ａ．气体分子的总数目将增多

Ｂ．气体分子的平均速率将减小

Ｃ．气体的密度将减小

Ｄ．容器壁受到气体分子的平均冲力将增大

17.两个分子由于距离发生变化而使得分子势能变小，则可以判定在这一过程中

Ａ．一定克服分子间的相互作用力做了功

Ｂ．两分子间的相互作用力可能增大

Ｃ．两分子间的距离一定变大

Ｄ．两分子间的相互作用力一定是引力

18.下列说法正确的是

Ａ．热量可以从高温物体传给低温物体，但不可以从低温物体传给高温物体

Ｂ．若客轮在海上航行时遇到大风浪，为减小颠簸，客轮应当沿垂直风浪传播方向航行

Ｃ．若两个分子间的势能变大，一定克服分子间的相互作用力做了功

Ｄ．激光和自然光一样都是偏振光

19.在冬季，剩有半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后，第二天拔瓶口的软木塞时，觉得塞子很紧，不易拔出来，这其中主要原因是

Ａ．软木塞受潮膨胀

Ｂ．瓶口因温度降低而收缩变小

Ｃ．白天气温升高，大气压强变大

Ｄ．瓶内气体因温度降低而压强减小

20.铁块和装一定质量气体的气球吸收相同的热量，下列说法中正确的是

Ａ．铁块内能增加的多Ｂ．气体内能增加的多

Ｃ．两者内能增加一样多Ｄ．条件不够，无法判断

21.如图所示，在竖直放置的圆柱形容器内，用活塞密封一部分气体，活塞质量为m，容器的横截面积为S，活塞与容器壁间无摩擦，平衡时容器内的密闭气体的压强为p．外界大气压强恒为p0，当气体从外界吸收热量Q后，活塞上升高度h后再次平衡，则在此过程中密闭气体增加的内能等于

Ａ．Q

Ｂ．Q-mgh

Ｃ．Q-mgh-p0Sh

Ｄ．Q-mgh+p0Sh

22.如图所示，导热的气缸开口向下，缸内活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞可自由滑动且不漏气，活塞下挂一个砂桶，砂桶装满砂子时，活塞恰好静止．现将砂桶底部钻一个小洞，让细砂慢慢漏出．设气缸外部温度恒定不变，则

Ａ．缸内的气体压强减小、内能减小

Ｂ．缸内的气体压强增大、内能减小

Ｃ．缸内的气体压强增大、内能不变

Ｄ．外界对气体做功，缸内的气体内能增加

23.一定量的气体在某一过程中，外界对气体做功８．0×10４Ｊ，气体内能减少1．２×105Ｊ，传递热量为Q，则下列各式正确的是

Ａ．W=8.0×10４Ｊ，ΔＵ＝1．２×105Ｊ，Ｑ＝４×10４Ｊ

Ｂ．Ｗ＝８．0×10４Ｊ，ΔＵ＝－1．２×105Ｊ，Ｑ＝－２×105Ｊ

Ｃ．Ｗ＝８．0×10４Ｊ，ΔＵ＝1．２×105Ｊ，Ｑ＝２×105Ｊ

Ｄ．Ｗ＝８．0×10４Ｊ，ΔＵ＝－1．２×105Ｊ，Ｑ＝－４×10４Ｊ

24.如图所示，一根内径均匀的薄壁玻璃管竖直插在水银槽中，管中有一部分水银柱，上端封闭着一部分气体．用手向上提起玻璃管，不计管壁与水银之间的摩擦．手恰好能提动玻璃管时，手竖直向上提管的力的大小等于

Ａ．玻璃管本身的重力

Ｂ．玻璃管本身的重力加上大气压对管的作用力

Ｃ．玻璃管本身的重力减去封闭气体对管的压力

Ｄ．玻璃管本身的重力加上管内水银柱（从槽内水银面算起）的重力

25.如图所示，直立容器内部有被隔板隔开的A、B两部分同种气体，A的密度小，B的密度大，抽去隔板，加热气体使两部分气体均匀混合，设在此过程中气体吸热为Q，气体内能增加了ΔＥ，则

Ａ．ΔＥ＝Ｑ

Ｂ．ΔＥ＜Ｑ

Ｃ．ΔＥ＞Ｑ

Ｄ．无法比较

26.只要知道下列哪一组物理量，就可以估算出气体中分子的平均距离

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、该气体的摩尔质量和体积

D．该气体的密度、体积和摩尔质量

27.关于物体的内能和热量，下列说法中正确的是

A．热水的内能比冷水的内能多

B．温度高的物体其热量必定多，内能必定大

C．在热传递的过程中，内能大的物体其内能将减小，内能小的物体其内能将增大，直到两物体的内能相等

D．热量是热传递过程中内能转移量的量度

28.比较1000C时，18克的水、18克的水蒸气和32克氧气可知

A．分子数相同，分子的平均动能相同

B．分子数相同，分子的内能也相同

C．分子数相同，分子的平均动能不相同

D．分子数不同，分子的平均动能相同

29.某种酒精油酸溶液中油酸的体积百分比浓度为0.05%，50滴这种溶液的总体积为1mL，将1滴这样的溶液滴在足够大的水面上，酒精溶于水并很快挥发后，最后在水面上形成的油膜最大面积约为

A．103cm2B．104cm2C．105cm2D．106cm2

30.质量为m的物体以速度v与另一质量也是m的静止物体发生碰撞，碰后粘在一起运动，两个物体内能增加了

A．

B．

C．

D．

31.下列说法正确的是

A．80℃的水比40℃的水具有较多的内能

B．质量相等的0℃的水比0℃的冰具有较多的内能

C．物体温度升高一定是吸收了热量

D．物体对外做功内能必然减少

32.已知铜的密度为8.9×103kg/m3，原子量为64，通过估算可知铜中每个铜原子所占的体积为

A．7×10－6m3B．1×10－29m3C．1×10－26m3D．8×10－24m3

33.下列叙述中正确的是

A．布朗运动就是液体分子的无规则运动

B．当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增加而增加

C．对于一定质量的理想气体，温度升高时，压强必增大

D．已知水的密度和水的摩尔质量，则可以计算出阿伏加德罗常数

34.下列有关气体分子动理论的说法正确的是

A．对一定质量气体加热，其内能一定增加

B．在一定温度下，某种气体的分子速率分布是确定的

C．气体的压强只跟气体的温度有关，温度越高压强越大

D．温度升高时每个气体分子的速率都将增大，因此气体分子的平均速率也将增大

35.分子运动是看不见、摸不着的，其运动特征不容易研究，但科学家可以通过对布朗运动认识它，这种方法在科学上叫做“转换法”。

下面给出的四个研究实例，其中采取的方法与上述研究分子运动的方法相同的是

A．伽利略用理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因的结论

B．爱因斯坦在普朗克量子学说的启发下提出了光子说

C．欧姆在研究电流与电压、电阻关系时，先保持电阻不变研究电流与电压的关系；然

后再保持电压不变研究电流与电阻的关系

D．奥斯特通过放在通电直导线下方的小磁针发生偏转得出通电导线的周围存在磁场的

结论

36.根据热力学定律，下列判断正确的是

A．我们可以利用高科技手段，将流散到周围环境中的内能重新收集起来加以利用

B．利用浅层海水和深层海水间的温度差制造出一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，这在原理上是可行的

C．制冷系统能将冰箱内的热量传给外界较高温度的空气中而不引起其它变化

D．满足能量守恒定律的客观过程都可以自发地进行

37.如图，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、为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从a处由静c、d止释放，则

A．乙分子从a到b做加速运动，由b到c做减速运动

B．乙分子从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，两分子间的分子势能一直增大

D．乙分子由b到d的过程中，两分子间势能一直增大

38.一艘油轮装载着密度为9×102kg/m3的原油在海上航行，由于某种事故使原油发生部分泄露，设共泄露出9t，则这次事故造成的最大可能的污染面积约为

A．1011m2B．1012m2C．108m2D．109m2

39.根据分子动理论，物质分子间的距离为r0时分子间的引力和斥力相等，以下关于分子势能的说法正确的是：

A．分子间距离为r0时，分子势能最大，距离增大或减小，分子势能都变小

B．分子间距离为r0时，分子势能最小，距离增大或减小，分子势能都变大

C．分子间距离越大，分子势能越大。

分子间距离越小，分子势能越小

D．分子间距离越大，分子势能越小。

分子间距离越小，分子势能越大

40.关于温度的概念，下述说法中正确的是

A．温度是分子平均动能的标志，物体温度高，则分子的平均动能大

B．温度是分子平均动能的标志，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，则甲物体分子平均速率比乙物体分子平均速率大

41.热力学第二定律指出：

A．不可能使热量由低温物体传递到高温物体

B．不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功

C．热机效率η≤1

D．大量分子参与的宏观过程具有方向性

42.某系统在初状态时具有1000J的内能，在外界对它做了500J的功后，它放出的热量为200J，此系统在这一过程中内能的变化量是：

A．1700JB．1300J

C．700JD．300J

43.某种油剂的密度为8×102kg/m3，取这种油剂0.8g滴在水面上，最后形成的油膜最大面积约为

A.10-10m2B.104m2C.1010cm2D.104cm2

44.在温度均匀的水池中，有一小气泡正在缓慢向上浮起，体积逐渐膨胀，在气泡上浮的过程中

A．气泡内的气体向外界放出热量

B．气泡内的气体与外界不发生热传递，其内能不变

C．气泡内的气体对外界做功，其内能减少

D．气泡内的气体对外界做功，同时从水中吸收热量，其内能不变

得分

阅卷人

四、作图题（共0题，题分合计0分）

得分

阅卷人

五、实验题（共1题，题分合计1分）

1.在粗测油酸分子大小的实验中，具体操作如下：

①取油酸1.00mL注入250mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到250mL

的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸的酒精溶液。

②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到1.00mL为止，

恰好共滴了100滴。

③在水盘内注入蒸馏水，静置后滴管吸取油酸的酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，

酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一油膜。

④测得此油膜面积为3.60×102cm2。

（1）这种粗测方法是将每个分子视为，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的

油膜面积可视为，这层油膜的厚度可视为油分子的。

（2）利用数据可求得油酸分子的直径为m。

得分

阅卷人

六、计算题（共10题，题分合计10分）

1.利用油膜法可粗略的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，一滴油所形成的油膜面积为S，这种油的摩尔质量为μ，密度为ρ，试求（用题中所给字母表示）：

（1）一个油分子的直径；

（2）阿伏加德罗常数。

2.横截面积S=3dm2的圆筒内装有质量m=0.6kg的水，被太阳光垂直照射t=2min，水的温度升高t=10C，已知水的比热容c=4.2×103J/（kg·0C）。

试计算在阳光直射下地球每平方厘米每分钟获得的能量。

3.质量m=0.01kg的铅弹，以速度v0=200m/s水平射入质量为M=2kg的靶中未穿出。

设靶原静止在光滑的水平面上，并可以自由滑动。

若铅弹射入靶的过程中，机械能的损失完全转化为内能，并有50%转化为铅弹的内能，则铅弹的温度将升高多少（已知铅弹的比热容c=1.338×102J/kg·0C）？

4.水能不产生污染物，是一种清洁能源。

位于美国和加拿大交界处的尼亚加拉瀑布流速度达每秒Q＝6000m3，而且是一年四季流量稳定，瀑布落差h＝50m。

若利用这一资源发电，设其效率为50%，估算发电机的输出功率。

5.用放大600倍的显微镜观察布朗运动。

估计放大后的小颗粒（碳）体积1×10-10m3，碳的密度是2.25×103kg/m3，摩尔质量是1.2×10-2kg/mol，阿伏加德罗常数为6.0×1023mol-1，则该小碳粒含分子数约为多少个？

（取一位有效数字）

6.设某人的肺活量为400mL，试计算在此人一次吸气过程中，有多少分子是他在一年前一次呼气过程中呼出的？

（已知大气压强p0＝1.0×105Pa、地球半径R＝6.4×106m、重力加速度g＝10m/s2、大气层空气平均摩尔质量μ＝0.029kg/mol．结果保留一位有效数字）

7.已知地球的半径为R，大气层厚度为h（可认为大气层厚R<

分子间的平均距离为多少？

8.一定质量的气体从外界吸收了4.2×105J的热量，同时气体对外做了6×105J的功，问：

（1）物体的内能增加还是减少？

变化量是多少？

（2）分子势能是增加还是减少？

（3）分子动能是增加还是减少？

9.人的体温是由下丘脑中特殊神经细胞监察和控制的，它们对人体血液温度很敏感，当下丘脑温度高于37℃时，人体散热机制（如血管舒张、出汗等）就活跃起来，已知37℃蒸发18g汗水所需能量E=4300J。

现有一中年人慢步行走时肌体新陈代谢功率为35W，而此时人体通过传导辐射等方式（不包括出汗）产生散热功率只有33W，因此人体要通过出汗来保持散热和代谢的平衡，即保持体温为37℃，那么此人慢步行走1h出汗约为多少克？

10.

（1）1791年，米被定义为：

在经过巴黎的子午线上，取从赤道到北极长度的一千万分之一。

请由此估算地求的半径R。

（答案保留二位有效数字）

（2）太阳与地球的距离为1.5×1011m，太阳光以平行光束入射到地面。

地球表面2/3的面积被水面所覆盖，太阳在一年中辐射到地球表面水面部分的总能量W约为1.87×1024J。

设水面对太阳辐射的平均反射率为7％，而且将吸收到的35％能量重新辐射出去。

太阳辐射可将水面的水蒸发（设在常温、常压下蒸发1kg水需要2.2×106J的能量），而后凝结成雨滴降落到地面。

（a）估算整个地球表面的年平均降雨量（以毫米表示，球面积为4πR2）。

（b）太阳辐射到地球的能量中只有约50％到达地面，W只是其中的一部分。

太阳辐射