高中物理 分子动理论习题课件.ppt

1、1.1.(北京北京13)13)做布朗运动实验做布朗运动实验,得到某个观测记录如图得到某个观测记录如图1 1所示所示.图中图中 记录的是记录的是 ()()A.A.分子无规则运动的情况分子无规则运动的情况 B.B.某个微粒做布朗运动的轨迹某个微粒做布朗运动的轨迹 图图1 1 C.C.某个微粒做布朗运动的速度某个微粒做布朗运动的速度时间图线时间图线 D.D.按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线 解析解析 图中的折线记录的是某个做布朗运动的微粒图中的折线记录的是某个做布朗运动的微粒 按相等时间间隔依次记录的位置连线按相等时间间隔依次记录的位置连线,不

2、是分子无不是分子无 规则运动的情况规则运动的情况,也不是微粒做布朗运动的轨迹也不是微粒做布朗运动的轨迹,更更 不是微粒运动的不是微粒运动的v vt t图线图线,故故D D对对,A A、B B、C C错错.定时检测定时检测 分子动理论分子动理论 热力学第一定律热力学第一定律和能量守恒和能量守恒 气体气体D2.2.如图如图2 2所示所示,纵坐标表示两个分子间纵坐标表示两个分子间 引力、斥力的大小，横坐标表示两引力、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，随分子间距离

3、的变化关系，e e为两曲为两曲 图图2 2 线的交点线的交点,则下列说法正确的是则下列说法正确的是 ()()A.A.abab为斥力曲线为斥力曲线,cdcd为引力曲线为引力曲线,e e点横坐标的数量点横坐标的数量 级为级为1010-10-10 m m B.B.abab为引力曲线为引力曲线,cdcd为斥力曲线为斥力曲线,e e点横坐标的数量点横坐标的数量 级为级为1010-10-10 m mC.C.若两个分子间距离大于若两个分子间距离大于e e点的横坐标点的横坐标,则分子间作则分子间作 用力表现为斥力用力表现为斥力D.D.若两个分子距离越来越大若两个分子距离越来越大,则分子势能亦越来越大则分子势能

4、亦越来越大解析解析 分子引力和分子斥力都随分子间距的增大而分子引力和分子斥力都随分子间距的增大而 减小减小,随分子间距的减小而增大随分子间距的减小而增大,但分子斥力变化的更但分子斥力变化的更快些快些;当分子间距为平衡距离即当分子间距为平衡距离即1010-10-10 m m时，分子引力时，分子引力和分子斥力大小相等和分子斥力大小相等,分子力为零分子力为零,当分子间距大于平当分子间距大于平衡距离即衡距离即1010-10-10 m m时时,分子引力大于分子斥力，分子力分子引力大于分子斥力，分子力表现为分子引力；当分子间距小于平衡位置距离即表现为分子引力；当分子间距小于平衡位置距离即1010-10-1

5、0 m m时时,分子引力小于分子斥力分子引力小于分子斥力,分子力表现为分分子力表现为分子斥力子斥力;所以两图的交点为平衡距离即所以两图的交点为平衡距离即1010-10-10 m m,分子分子势能随分子间距的变化而发生改变势能随分子间距的变化而发生改变,当分子间距大于当分子间距大于 1010-10-10 m m,分子势能随分子间距的增大而增大；当分子分子势能随分子间距的增大而增大；当分子间距小于间距小于1010-10-10 m m时时,分子势能随分子间距的增大而减分子势能随分子间距的增大而减小小,平衡距离平衡距离,分子势能是最小的分子势能是最小的.若取无穷远处的分若取无穷远处的分子势能为子势能为

6、0,0,则分子间距为平衡距离时则分子间距为平衡距离时,分子势能为负分子势能为负的的,且最小且最小.答案答案 B3.3.分子动理论较好地解释了物质的宏观热力学性质分子动理论较好地解释了物质的宏观热力学性质,据此可判断下列说法中错误的是据此可判断下列说法中错误的是 ()()A.A.显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停的做无显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停的做无 规则运动规则运动,这反映了液体分子运动的无规则性这反映了液体分子运动的无规则性 B.B.分子间的相互作用力随着分子间距离的增大分子间的相互作用力随着分子间距离的增大,一一 定先减小后增大定先减小后增大 C.C.分子势能随着分子间距离的增大分

7、子势能随着分子间距离的增大,可能先减小后可能先减小后 增大增大 D.D.在真空、高温条件下在真空、高温条件下,可以利用分子扩散向半导可以利用分子扩散向半导 体材料中掺入其它元素体材料中掺入其它元素解析解析 分子间作用力随距离的变化而变化分子间作用力随距离的变化而变化,若若r r r r0 0时时,随分子随分子间距离间距离r r的增大的增大,分子力可能先增大后减小分子力可能先增大后减小,故故B B项说法项说法是错误的是错误的.答案答案 B4.4.下列关于分子力和分子势能的说法中下列关于分子力和分子势能的说法中,正确的是正确的是 ()()A.A.当分子力表现为引力时当分子力表现为引力时,分子力和分

8、子势能总是分子力和分子势能总是 随分子间距离的增大而增大随分子间距离的增大而增大 B.B.当分子力表现为引力时当分子力表现为引力时,分子力和分子势能总是分子力和分子势能总是 随分子间距离的增大而减小随分子间距离的增大而减小 C.C.当分子力表现为斥力时当分子力表现为斥力时,分子力和分子势能总是分子力和分子势能总是 随分子间距离的减小而增大随分子间距离的减小而增大 D.D.当分子力表现为斥力时当分子力表现为斥力时,分子力和分子势能总是分子力和分子势能总是 随分子间距离的减小而减小随分子间距离的减小而减小解析解析 分子力表现为引力时，随着分子间距离的增分子力表现为引力时，随着分子间距离的增大大,分

9、子力是先增大后减小，分子力做负功分子力是先增大后减小，分子力做负功,分子势分子势能增大能增大;当分子力表现为斥力时当分子力表现为斥力时,随着分子间距离的随着分子间距离的减小减小,分子力变大分子力变大,分子力依然做负功分子力依然做负功,分子势能增大分子势能增大.答案答案 C5.5.对一定量的气体对一定量的气体,下列说法正确的是下列说法正确的是 ()()A A.气体的体积是所有气体分子的体积之和气体的体积是所有气体分子的体积之和 B B.气体分子的热运动越剧烈气体分子的热运动越剧烈,气体温度就越高气体温度就越高 C C.气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁

10、不 断碰撞而产生的断碰撞而产生的 D D.当气体膨胀时当气体膨胀时,气体分子之间的势能减小气体分子之间的势能减小,因而因而 气体的内能减少气体的内能减少解析解析 气体的分子间距远远大于分子的大小气体的分子间距远远大于分子的大小,所有气所有气 体分子的体积之和远小于气体的体积体分子的体积之和远小于气体的体积,A A错错.温度是分温度是分子平均动能的标志子平均动能的标志,B B正确正确.气体对器壁的压强是由于气体对器壁的压强是由于大量气体分子运动对器壁不断碰撞而产生的大量气体分子运动对器壁不断碰撞而产生的,C C正确正确.气体的分子间距气体的分子间距r r r r0 0,分子力表现为引力分子力表现

11、为引力,膨胀时气体膨胀时气体分子间距变大分子间距变大,分子势能增大分子势能增大,D D错错.答案答案 BC6.6.夏天夏天,如果自行车内胎充气过足如果自行车内胎充气过足,又在阳光下曝又在阳光下曝 晒晒(曝晒过程中内胎容积几乎不变曝晒过程中内胎容积几乎不变),),很容易爆胎很容易爆胎.关关 于这一现象于这一现象,下列说法正确的是下列说法正确的是 ()()A A.在爆胎前的过程中，随着温度升高在爆胎前的过程中，随着温度升高,车胎内气体车胎内气体 压强将增大压强将增大 B B.在爆胎前的过程中在爆胎前的过程中,随着温度升高，车胎内气体随着温度升高，车胎内气体 将向外放出热量将向外放出热量 C C.爆

12、胎是车胎内分子分布密度增大爆胎是车胎内分子分布密度增大,气体分子间斥气体分子间斥 力急剧增大造成的力急剧增大造成的 D D.爆胎是车胎内温度升高爆胎是车胎内温度升高,每个气体分子的动能都每个气体分子的动能都 急剧增大造成的急剧增大造成的 解析解析 由查理定律可知由查理定律可知,随着气体的吸热进行随着气体的吸热进行,胎胎内温度升高内温度升高,压强增大压强增大,A A对对,B B错错;爆胎是因为温度升爆胎是因为温度升高高,分子的平均速率增大分子的平均速率增大,对胎壁撞击力增大对胎壁撞击力增大,压强增压强增答案答案 A7.7.封闭在汽缸内一定质量的气体封闭在汽缸内一定质量的气体,如果保持气体体积如果

13、保持气体体积 不变不变,当温度升高时当温度升高时,以下说法正确的是以下说法正确的是 ()()A.A.气体的密度增大气体的密度增大 B.B.气体的压强增大气体的压强增大 C.C.气体分子的平均动能减小气体分子的平均动能减小 D.D.气体分子的平均动能增大气体分子的平均动能增大 解析解析 由理想气体状态方程可知由理想气体状态方程可知,当体积不变时当体积不变时,=常数常数,T T升高时升高时,压强增大压强增大,B B正确正确.由于体积由于体积 不变不变,分子密度不变分子密度不变,而温度升高而温度升高,分子的平均动能分子的平均动能 增加增加,D D对对,A A、C C错错.TpVBD8.8.(上海上海

14、9)9)已知理想气体的内已知理想气体的内 能与温度成正比能与温度成正比,如图如图1 1所示的实所示的实 线为汽缸内一定质量的理想气体由线为汽缸内一定质量的理想气体由 状态状态1 1到状态到状态2 2的变化曲线的变化曲线,则在整个则在整个 过程中汽缸内气体的内能过程中汽缸内气体的内能 ()()图图1 1 A.A.先增大后减小先增大后减小 B.B.先减小后增大先减小后增大 C.C.单调变化单调变化 D.D.保持不变保持不变 解析解析 题图中虚线是等温线题图中虚线是等温线,由理想气体状态方程由理想气体状态方程 知知,在在V V一定时一定时p pT T,所以气体由状态所以气体由状态1 1到状到状 态态

15、2 2时温度先减小后增大时温度先减小后增大,即理想气体的内能先减小即理想气体的内能先减小 后增大后增大,B B正确正确.CTpVB9.9.如图如图3 3所示所示,质量不计的活塞把一定质质量不计的活塞把一定质 量的理想气体封闭在上端开口的直立量的理想气体封闭在上端开口的直立 圆筒形汽缸中圆筒形汽缸中,活塞上堆放细砂活塞上堆放细砂,活塞活塞 处于静止状态处于静止状态.现在对气体缓慢加热现在对气体缓慢加热,同时不断取走细砂同时不断取走细砂,使活塞缓慢上升使活塞缓慢上升,图图3 3 直到细砂全部取走直到细砂全部取走,则在此过程中则在此过程中 ()()A.A.气体压强增大气体压强增大,内能可能不变内能可

16、能不变 B.B.气体温度可能不变气体温度可能不变,气体对外做功气体对外做功 C.C.气体的体积增大气体的体积增大,压强减小压强减小,对外不做功对外不做功 D.D.气体对外做功气体对外做功,内能一定增加内能一定增加解析解析 对气体缓慢加热对气体缓慢加热,使活塞缓慢上升过程中，由使活塞缓慢上升过程中，由 于不断取走细砂于不断取走细砂,气体对外做功气体对外做功,气体压强减小气体压强减小,气体气体吸收热量吸收热量.若吸收热量大于气体对外做功，则内能增若吸收热量大于气体对外做功，则内能增加加,气体温度升高气体温度升高.若吸收热量小于气体对外做功若吸收热量小于气体对外做功,则则内能减小内能减小,气体温度降

17、低气体温度降低,B B正确正确.答案答案 B10.10.下列说法中正确的有下列说法中正确的有 ()()A.A.热量能够从高温物体传到低温物体热量能够从高温物体传到低温物体,但不能从低但不能从低 温物体传到高温物体温物体传到高温物体 B.B.当分子间的距离增大时当分子间的距离增大时,分子间的引力和斥力都分子间的引力和斥力都 在减小在减小,但斥力减小得更快但斥力减小得更快,所以分子间作用力总所以分子间作用力总 表现为吸引力表现为吸引力 C.C.温度是物体分子热运动平均动能的标志温度是物体分子热运动平均动能的标志,因而绝因而绝 对零度是不可能达到的对零度是不可能达到的 D.D.气体压强的大小只与气体

18、分子的密集程度有关气体压强的大小只与气体分子的密集程度有关 解析解析 热量能从低温物体传到高温物体热量能从低温物体传到高温物体,不是自发不是自发 的的,故故A A错错;分子间作用力既可表现为引力分子间作用力既可表现为引力,也可表现也可表现 为斥力为斥力,故故B B错错;气体压强的大小与气体分子的密集气体压强的大小与气体分子的密集 程度、热运动的剧烈程度有关程度、热运动的剧烈程度有关,故故D D错错.C11.11.一定质量的理想气体状态变化过一定质量的理想气体状态变化过 程如图程如图4 4所示所示,第第1 1种变化是从种变化是从A A到到 B B,第第2 2种变化是从种变化是从A A到到C C,

19、比较两种比较两种 变化过程变化过程 ()()A.A.A A到到C C过程气体吸收热量较多过程气体吸收热量较多 图图4 4 B.B.A A到到B B过程气体吸收热量较多过程气体吸收热量较多 C.C.两个过程气体吸收热量一样两个过程气体吸收热量一样 D.D.两个过程气体内能增加相同两个过程气体内能增加相同 解析解析 在在p pT T图中图中,等容线是过原点等容线是过原点的倾斜直线的倾斜直线,如右图所示如右图所示,可知可知V VC C V VA A V VB B,故从故从A AC C,气体对外做功多气体对外做功多,由由T TB B=T TC C可知两过程内能增量相同可知两过程内能增量相同,根据根据U

20、 U=WW+Q Q可知可知,从从A AC C,气体吸收热量多气体吸收热量多,选项选项A A、D D 正确正确,而而B B、C C错误错误.答案答案 AD12.12.固定的水平汽缸内由活塞固定的水平汽缸内由活塞B B封封 闭着一定量的理想气体闭着一定量的理想气体,气体气体 分子之间的相互作用力可以忽分子之间的相互作用力可以忽 略略.假设汽缸壁的导热性能很假设汽缸壁的导热性能很 图图5 5 好，环境的温度保持不变好，环境的温度保持不变.若用外力若用外力F F将活塞将活塞B B缓慢缓慢 地向右拉动地向右拉动,如图如图5 5所示所示,则在拉动活塞的过程中则在拉动活塞的过程中,关关 于汽缸内气体的下列结

21、论于汽缸内气体的下列结论,其中正确的是其中正确的是 ()()A.A.气体对外做功气体对外做功,气体内能不变气体内能不变 B.B.气体对外做功气体对外做功,气体内能减小气体内能减小 C.C.外界对气体做功外界对气体做功,气体内能不变气体内能不变 D.D.气体从外界吸热气体从外界吸热,气体内能减小气体内能减小解析解析 因汽缸导热性良好，故气体温度等于环境温因汽缸导热性良好，故气体温度等于环境温 度度,因环境温度不变因环境温度不变,故气体温度不变故气体温度不变,内能不变内能不变;又因又因为气体体积增大为气体体积增大,故气体对外做功故气体对外做功,所以选项所以选项A A正确正确.答案答案 A13.13

22、.(全国全国16)16)如图如图7 7所示所示，水平放置的密封汽缸内的气体被一竖水平放置的密封汽缸内的气体被一竖直隔板分隔为左右两部分直隔板分隔为左右两部分,隔板可在隔板可在汽缸内无摩擦滑动汽缸内无摩擦滑动,右侧气体内有右侧气体内有 一电热丝一电热丝.汽缸壁和隔板均绝热汽缸壁和隔板均绝热.初始时隔板静止初始时隔板静止,左右两边气体温度相等左右两边气体温度相等.现给电热丝提供一微弱电现给电热丝提供一微弱电 流流,通电一段时间后切断电源通电一段时间后切断电源,当缸内气体再次达当缸内气体再次达 到平衡时到平衡时,与初始状态相比与初始状态相比 ()A A.右边气体温度升高右边气体温度升高,左边气体温度

23、不变左边气体温度不变B B.左右两边气体压强都升高左右两边气体压强都升高C C.左边气体压强增大左边气体压强增大D D.右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量图图7 7解析解析 右边气体吸收热量后，温度升高，压强增大，右边气体吸收热量后，温度升高，压强增大，隔板不再平衡，向左移动，使右侧气体对左侧气隔板不再平衡，向左移动，使右侧气体对左侧气体做功，由于隔板和气缸均绝热，使左侧气体的体做功，由于隔板和气缸均绝热，使左侧气体的内能增加，温度升高，体积减小，因此左侧气体内能增加，温度升高，体积减小，因此左侧气体的压强也增大，当隔板再次平衡时两边压强均增的压强

24、也增大，当隔板再次平衡时两边压强均增大了，所以选项大了，所以选项A A错误，选项错误，选项B B、C C正确正确.右侧气体右侧气体对左侧气体做了功，根据热力学第一定律对左侧气体做了功，根据热力学第一定律U=W+QU=W+Q得右边气体内能的增加量小于电热丝放出的热量，得右边气体内能的增加量小于电热丝放出的热量，故选项故选项D D错误错误.答案答案 BCBC 14.14.一定质量的理想气体保持压强不变一定质量的理想气体保持压强不变,当它吸收热当它吸收热 量时量时,有可能有可能 ()()A.A.体积不变体积不变,温度升高温度升高B.B.吸收的热量等于内能的增加吸收的热量等于内能的增加C.C.体积膨胀

25、体积膨胀,内能不变内能不变D.D.对外做功对外做功,内能增加内能增加 解析解析 由由 (常量常量)可知可知,若压强保持不变若压强保持不变,体积与温度成正比关系体积与温度成正比关系,故选项故选项A A、C C错误错误;若若 内能增加内能增加,理想气体温度升高理想气体温度升高,体积一定膨胀体积一定膨胀,即对即对 外做功外做功,由由U U=W+QW+Q可知可知,选项选项B B错误错误,故只有故只有D D选选 项正确项正确.D D15.15.体积为体积为V V的油滴的油滴,滴在平静的水面上滴在平静的水面上,扩展成面积扩展成面积 为为S S的单分子油膜的单分子油膜,则该油滴的分子直径约为则该油滴的分子直

26、径约为 .已知阿伏伽德罗常数为已知阿伏伽德罗常数为N NA A,油的摩尔质量为油的摩尔质量为MM,则一则一 个油分子的质量为个油分子的质量为 .解析解析 单分子油膜指油滴分子在水面上一个个地单分子油膜指油滴分子在水面上一个个地 紧密地排列在一起紧密地排列在一起,油滴分子的直径就是单分子油油滴分子的直径就是单分子油 膜的高膜的高,;,;一个油分子的质量一个油分子的质量 m m=16.16.(江苏江苏)(1)(1)若一气泡从湖底若一气泡从湖底 上升到湖面的过程中温度保持不变上升到湖面的过程中温度保持不变,则在此过程中则在此过程中 关于气泡中的气体关于气泡中的气体,下列说法正确的下列说法正确的 是是

27、 .(.(填写选项前的字母填写选项前的字母)A.A.气体分子间的作用力增大气体分子间的作用力增大B.B.气体分子的平均速度增大气体分子的平均速度增大C.C.气体分子的平均动能减小气体分子的平均动能减小D.D.气体组成的系统的熵增加气体组成的系统的熵增加 (2)(2)若将气泡内的气体视为理想气体若将气泡内的气体视为理想气体,气泡从湖底气泡从湖底 上升到湖面的过程中上升到湖面的过程中,对外界做了对外界做了0.6 J0.6 J的功的功,则此则此 过程中的气泡过程中的气泡 (填填“吸收吸收”或或“放放 出出”)的热量是的热量是 J J.气泡到达湖面后气泡到达湖面后,温度温度 上升的过程中上升的过程中,

28、又对外界做了又对外界做了0.1 J0.1 J的功的功,同时吸同时吸 收了收了0.3 J0.3 J的热量的热量,则此过程中则此过程中,气泡内气体内能气泡内气体内能 增加了增加了 J.J.解析解析 (1)(1)根据理想气体状态方程可判断根据理想气体状态方程可判断,T T不变不变,上上升过程气泡内气体的压强升过程气泡内气体的压强p p减小减小,气泡气泡V V增大增大,分子分子间距离增大间距离增大,分子力减小分子力减小,A,A错错;温度不变温度不变,平均动平均动能不变能不变,C,C错错;平均速率不变平均速率不变,B,B错错;V;V增大增大,无序性无序性增加增加,D,D对对.(2)(2)热力学第一定律热

29、力学第一定律U U=WW+Q Q,温度不变温度不变U U=0,=0,WW=-0.6 J,=-0.6 J,则则Q=+0.6J,Q=+0.6J,所以吸热所以吸热.WW=-0.1 J=-0.1 J,Q Q=0.3 J,=0.3 J,U U=0.2 J,=0.2 J,内能内能增加增加.答案答案 (1)D (2)(1)D (2)吸收吸收 0.6 0.20.6 0.217.17.如图如图4 4所示所示,甲分子固定在坐标原甲分子固定在坐标原 点点O O,乙分子位于乙分子位于x x轴上轴上,甲分子对甲分子对 乙分子的作用力与两分子间距离乙分子的作用力与两分子间距离 的关系如图中曲线所示的关系如图中曲线所示,F

30、 F00为斥为斥 力力,F F00为引力为引力,a a、b b、c c、d d为为x x轴上轴上 图图4 4 四个特定的位置四个特定的位置.现在把乙分子从现在把乙分子从a a处静止释放处静止释放,若若 规定无穷远处分子势能为零规定无穷远处分子势能为零,则则:(1)(1)乙分子在何处势能最小乙分子在何处势能最小?是正值还是负值是正值还是负值?(2)(2)在乙分子运动的哪个范围内分子力和分子势能在乙分子运动的哪个范围内分子力和分子势能 随距离的减小都增加随距离的减小都增加?解析解析 (1)(1)由于乙分子由静止开始，在由于乙分子由静止开始，在acac间一直受到间一直受到 甲分子的引力而做加速运动甲分子的引力而做加速运动,引力做正功引力做正功,分子势能一分子势能一直在减小直在减小,到达到达c c点时所受分子力为零点时所受分子力为零,加速度为零加速度为零,速速度最大度最大,动能最大动能最大,分子势能最小为负值分子势能最小为负值.(2)(2)在分子力表现为斥力的那一段在分子力表现为斥力的那一段cdcd上上,随分子间距离随分子间距离的减小的减小,乙分子克服斥力做功乙分子克服斥力做功,分子力、分子势能随间分子力、分子势能随间距的减小一直增加距的减小一直增加.答案答案 (1)(1)c c处处 负值负值 (2)(2)c c到到d d阶段阶段返回返回