高中物理 第2章 气体 2 温度 内能 气体的压强学业分层测评 教科版选修3-3

温度 内能 气体的压强 (建议用时：45分钟)学业达标1关于温度的理解，下列说法错误的是()A温度越高，分子平均动能越大B温度升高，所有分子的动能都变大C物体的运动速度越大，分子总动能越大，因而物体温度也越高D一个分子运动的速率越大，该分子的温度越高E温度是大量分子无规则热运动平均动能的标志【解析】温度高，分子平均动能大，但并不是每个分子的动能都大，故A对，B错；温度是分子平均动能的标志，与物体运动的速度无关，故C错；温度是大量分子热运动的集体表现，对单个分子无意义，故D项错，E项对因选错误的，故选B、C、D.【答案】BCD2下列说法正确的是()A分子的动能与分子势能的和叫做这个分子的内能B物体的分子势能由分子间的距离决定C物体的速度增大时，物体的内能增大D物体的动能减小时，物体的温度可能增加E物体的内能由温度、体积、质量决定【解析】内能是指整个物体的，单个分子无内能可言，选项A是错误的，E正确物体的分子势能由分子间距离决定，宏观上反映为由物体的体积决定，所以选项B正确物体的内能与物体做宏观的机械运动的速度无关，故选项C也是错误的物体的温度由分子的平均动能决定，与物体宏观运动的动能无关，因此选项D是正确的【答案】BDE3下列物理量哪些不能决定气体的压强()【导学号：74320026】A温度B分子密集程度C分子总数D分子种类E分子的大小【解析】气体的压强是由大量分子碰撞器壁而引起的，气体分子的密集程度越大(即单位体积内分子数越多)，在单位时间内撞击单位面积的器壁分子就越多，则气体的压强越大温度越高，整体上分子运动更加剧烈，分子撞击器壁时对器壁产生的作用力越大，气体的压强就越大故决定气体压强的因素是分子密集程度和气体的温度，故不能决定气体压强的是C、D、E选项【答案】CDE4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rr0时，分子间合力为零，所以分子势能最小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E当分子间作用力为斥力时，体积越小，分子势能越大【解析】设想两个分子相距无穷远(r109 m)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rr0时，分子势能减小到最小，为负值，故B正确；分子力为引力时，体积越大，分子间距越大，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，体积越大，分子间距越大，分子间斥力做正功，分子势能减小，故A、D错误，E正确【答案】BCE5下面对气体压强的理解，正确的是()A气体压强是由于气体分子不断撞击器壁而产生的B气体压强取决于单位体积内分子数和气体的温度C单位面积器壁受到大量气体分子的碰撞的作用力就是气体对器壁的压强D大气压强是由地球表面空气重力产生的，因此将开口瓶密闭后，瓶内气体脱离大气，它自身重力太小，会使瓶内气体压强远小于外界大气压强E在分析容器内气体的压强时，气体的重力不能忽略不计【解析】气体压强是由于气体分子不断撞击器壁而产生的，A正确，E错误；气体压强的大小取决于气体分子密度和气体分子的平均速率，即取决于单位体积内的分子数和气体的温度，B正确；由p知，C正确；虽然大气压强是由地球表面空气重力产生的，但最终还是通过分子碰撞实现对放入其中的物体产生压强，将开口瓶密封后，瓶内气体脱离大气，瓶内气体压强仍等于外界大气压强，D错误【答案】ABC6教室内的气温会受到室外气温的影响，如果教室内上午10时的温度为15 ，下午2时的温度为25 ，假设大气压强无变化，则下午2时与上午10时相比较，房间内的 ()A空气分子密集程度减小B空气分子的平均速率增大C空气分子的速率都增大D空气质量减小E空气质量增大【解析】温度升高，气体分子的平均速率增大，平均每个分子对器壁的冲力将变大，但气压并未改变，可见单位体积内的分子数一定减小，故A项、D项、B项正确，E项错误；温度升高，并不是所有空气分子的速率都增大，C项错误【答案】ABD7下列有关温度与分子动能、物体内能的说法中正确的是() 【导学号：74320027】A温度升高，每个分子的动能一定都变大B温度升高，分子的平均速率一定变大C温度升高时， 分子的平均动能一定变大D温度降低，物体的内能必然变小E温度降低，物体的内能可能增大【解析】温度升高时，分子的平均动能一定变大，即平均速率增大，但每个分子的动能不一定变大，所以A错、B、C对；决定物体内能的是组成物体的分子个数、温度和体积三个因素温度降低，内能可能减小，还有可能不变，甚至增加，所以D错，E对【答案】BCE81 g 100 的水和1 g 100 的水蒸气相比较，下述说法是否正确？(1)分子的平均动能和分子的总动能都相同(2)它们的内能相同【解析】(1)正确.1 g水与1 g水蒸气的分子数一样多，两者的温度都是100 ，因温度是分子平均动能的标志，故两者分子的平均动能和分子的总动能都相同(2)不正确水变为水蒸气时要吸收热量，吸收的热量转化为水蒸气的内能，因此1 g 100 的水蒸气要比1 g 100 的水的内能大【答案】(1)正确(2)错误能力提升9小刚同学为了表演“轻功”，用打气筒给4只相同的气球充以相等质量的空气，然后将它们放置在水平木板上，再在气球的上方平放一块轻质塑料板，如图224所示小刚同学在慢慢站上轻质塑料板中间位置的过程中，气球一直没有破裂球内气体温度可视为不变下列说法正确的是 ()图224A气球内气体的压强是由于气体重力而产生的B气球内气体的压强是由于气体分子频繁碰撞器壁产生的C球内气体分子间的分子力约为零D气球内气体分子运动速率的分布规律不变E气球内气体的体积是所有气体分子的体积之和【解析】气体的压强是由于气体分子频繁地碰撞器壁产生的，与分子的重力无关，故A错，B对；在常温常压下，气体分子之间的距离约为109 m，分子之间的分子力认为是零，故C对；温度不变，因此气体分子运动速率的分布规律不变，故D对；气体分子之间的距离远大于气体分子的大小，因此气体的体积要大于所有气体分子的体积之和，故E错【答案】BCD10质量是18 g的水，18 g的水蒸气，32 g的氧气，在它们的温度是100 时()A它们的分子数目相同，分子的平均动能相同B它们的分子数目相同，分子的平均动能不相同，氧气的分子平均动能大C它们的分子数目相同，它们的内能不相同，水蒸气的内能比水的大D它们的分子数目不相同，分子的平均动能相同E它们的分子数目相同，分子的总动能相同【解析】18 g的水，18 g的水蒸气，32 g的氧气，它们物质的量都是1 mol，因此它们的分子数是相同的，故D错；温度是分子平均动能的唯一标志，故三者分子的平均动能相同，故B错，A、E对；尽管三种物质的分子数和分子的平均动能都相等，但是分子的势能关系不确定，因此它们的内能不相同，水变成水蒸气，体积变大，分子间的距离变大，分子力表现为引力，分子力做负功，分子间的势能增加，故水蒸气的内能比水的大，C正确【答案】ACE11一架飞机在空中以某一速率飞行，由于飞机中所有分子都具有飞机的速度，所以分子具有动能又由于飞机在空中，飞机中所有分子都离地面有一定高度，以地面为零势能位置，所以分子具有势能上述动能和势能的总和就是飞机的内能，当飞机停在地上时，飞机的内能为零以上说法是否正确？为什么？【解析】不正确分子动能和势能是与分子的热运动相对应的，与飞机的机械运动无关飞机的内能应是飞机中所有分子做无规则热运动的动能和由于分子间的相互作用而具有的势能的总和分子热运动是永不停息的，因此飞机的内能永远不可能为零而飞机的机械能与飞机的速率、质量和飞行高度有关，当飞机停在地上时，机械能为零综上分析可知，题中的说法均是错误的【答案】见解析12分子势能随分子间距离r的变化情况可以在如图225所示的图像中表现出来，就图像回答： 【导学号：74320028】图225(1)从图中看到分子间距离在r0处时分子势能最小，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，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？【解析】(1)如果分子间距离约为1010 m数量级时，分子的作用力的合力为零，此距离为r0.当分子距离小于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，分子势能随分子间距离的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，r不论减小或增大，分子势能都增大所以说，在平衡位置处是分子势能最低点(2)由题图可知，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，据题图也可以看出：在这种情况下分子势能可以大于零，也可以小于零，可以等于零(3)因为分子在平衡位置处是分子势能最低点，最低点的分子势能为零，所以此种情况的特点为分子势能总大于等于零【答案】见解析