高考物理大一轮复习 11.1 分子动理论 能量守恒与热力学定律

11.1 分子动理论能量守恒与热力学定律

1.气体能够充满密闭容器，说明气体分子除相互碰撞的短暂时间外

( )．A．气体分子可以做布朗运动

B．气体分子的动能都一样大

C．相互作用力十分微弱，气体分子可以自由运动

D．相互作用力十分微弱，气体分子间的距离都一样大

解析布朗运动是悬浮在液体中的微粒的运动，布朗运动不是分子运动，选项A错误；

气体分子的速度不一定一样大，动能不一定一样大，选项B错误；气体分子可以自由运动，相互作用力十分微弱，但距离不一定一样大，选项C正确、D错误．

答案 C

2．如图11－1－1所示为两分子系统的势能E p与两分子间距离r

的关系曲线．下列说法正确的是( )．

A．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力

B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力

C．当r等于r2时，分子间的作用力为零

图11－1－1 D．在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功

解析分子间距等于r0时分子势能最小，即r0＝r2.当r小于

r1时分子力表现为斥力；当r大于r1小于r2时分子力表现为斥力；当r大于r2时分子力表现为引力，A错，B、C对．在r由r1变到r2的过程中，分子斥力做正功，分子势能减小，D错误．

答案BC

3．如图11－1－2所示为某种椅子与其升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动．设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动

的动程中( )．

图11－1－2

A．外界对气体做功，气体内能增大

B．外界对气体做功，气体内能减小

C．气体对外界做功，气体内能增大

D．气体对外界做功，气体内能减小

解析筒内气体不与外界发生热交换，当气体体积变小时，则外界对气体做功，气体的

内能增大，A正确．

答案 A

4．如图11－1－3所示，将两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起

来，下面的铅柱不脱落，主要原因是

( )．

A．铅分子做无规则热运动

B．铅柱受到大气压力作用

C．铅柱间存在万有引力作用

D．铅柱间存在分子引力作用

图11－1－3 解析由于铅柱较软，且接触面平滑，用力压紧，使得铅分

子间的距离小到分子力起作用的距离，分子引力的作用使铅柱在钩码的拉力下未分开，D

正确．

答案 D

5．(1)下列说法正确的是________．

A．由阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可以估算出该种气体分子的大小

B．悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显

C．分子间的引力随分子间距离的增大而增大，分子间的斥力随分子间距离的增大而减

小

D．根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体

(2)如图1－1－10所示，汽缸内封闭一定质量的某种理

想气体，活塞通过滑轮和一重物连接并保持平衡，已

知活塞距缸口0.2 m，活塞面积10 cm2，大气压强

1.0×105 Pa，物重50 N，活塞质量及一切摩擦不计，

缓慢升高环境温度，使活塞刚好升到缸口，封闭气体吸收了

60 J的热量，则封闭气体的压强将________(选填“增加”、“减

小”或“不变”)，气体内能变化量为________J.

解析(1)由于气体分子间距离大，所以不能估算分子大小，A图11－1－4

错．布朗运动的显著程度

与温度和颗粒大小有关，B 正确．分子引力和斥力都是随分子间距离的增大而减小的， 则C 错．热量不能自发地从低温物体传到高温物体，故D 错．

(2)此时气体压强p ＝p 0－G S

恒定．

由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q ＝－p ΔV ＋Q ＝50 J.

答案 (1)B (2)不变 50

6．(1)当密闭在气球内的空气(可视为理想气体)温度缓慢升高时________．

A ．气体分子的体积增大

B ．气体分子的动能增大

C ．气体分子的平均动能增大

D ．单位体积内分子数增多

(2)若只对一定质量的理想气体做1 500 J 的功，可使其温度升高5 K ．若改成只用热传递

的方式，使气体温度同样升高5 K ，那么气体应吸收________ J 的热量．如果对该气体 做了2 000 J 的功，使其温度升高了5 K ，表明在该过程中，气体还________(选填“吸收”

或“放出”)热量________J. 答案 (1)C (2)1 500 放出 500

7．(1)第一类永动机不可能制成是因为其违反了________________，第二类永动机不可能制成是因为其违反了_________________________________________________________．

(2)在一个大气压下，水在沸腾时，1 g 水吸收2 263.8 J 的热量后由液态变成同温度的气

态，其体积由1.043 cm 3变成1 676 cm 3，求：

①1 g 水所含的分子个数；

②体积膨胀时气体对外界做的功；

③气体的内能变化．(大气压强p 0＝1.0×105 Pa ，水的摩尔质量为M ＝18 g/mol ，阿伏加 德罗常数N A ＝6.0×1023 mol －1) 解析 (2)①1 g 水所含的分子个数为n ＝⎝ ⎛⎭

⎪⎫118×6×1023＝3.3×1022(个)． ②气体体积膨胀时对外做的功为W ＝p 0×ΔV ＝105×(1 676－1.043)×10－6

J ＝167.5 J. ③根据热力学第一定律有：

ΔU ＝W ＋Q ＝(2 263.8－167.5) J ＝2 096.3 J.

答案 (1)能量守恒定律 热力学第二定律

(2)①3.3×1022 ②167.5 J ③增加 2 096.3 J