分子動理論 內能（習題課）解析版

13.1分子動理士內能

（基礎知儂關）

1.（2021?重慶銅梁中學模擬）以下說法正確的是（）

A.布朗運動反映了懸浮小顆粒內部分子在不停地做無規(guī)則的熱運動

B.從平衡位置開始增大分子間距離，分子間的引力將增大、斥力將減小

C.對大量事實的分析表明：熱力學零度不可能達到

D.熱量只能由高溫物體傳遞給低溫物體

【參考答案］c

【名師解析】布朗運動反映了懸浮小顆粒周圍液體分子在不停地做無規(guī)則的熱運動，A項

錯誤；從平衡位置開始增大分子間的距離，分子間的引力、斥力均減小，B項錯誤；熱力

學零度只能接近，不能達到，C項正確；熱量在一定條件下可以從低溫物體傳遞給高溫物

體，D項錯誤。

2.（2021?北京朝陽區(qū)模擬）給一定質量的溫度為0°C的水加熱，在水的溫度由0C上升到4℃

的過程中，水的體積隨著溫度的升高反而減小，我們稱之為“反常膨脹某研究小組通過

查閱資料知道：水分子之間存在著一種結合力，這種結合力可以形成多分子結構，在這種

結構中，水分子之間也存在著相互作用的勢能。在水反常膨脹的過程中，體積減小是由于

水分子之間的結構發(fā)生了變化，但所有水分子間的總勢能是增大的。關于這個問題，下列

說法中正確的是（）

A.水分子的平均動能減小，吸收的熱量一部分用于分子間的結合力做正功

B.水分子的平均動能減小，吸收的熱量一部分用于克服分子間的結合力做功

C.水分子的平均動能增大，吸收的熱量一部分用于分子間的結合力做正功

D.水分子的平均動能增大，吸收的熱量一部分用于克服分子間的結合力做功

【參考答案］D

【名師解析】溫度升高，水分子的平均動能增大，體積減小，分子間的結合力做負功，水

分子間的總勢能增大，選項D正確。

3.（2021?陜西五校一模）兩個分子相距為門時，分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力，相距為9

時，表現(xiàn)為斥力，則下列說法正確的是（）

A.相距為門時，分子間沒有斥力存在

B.相距為9時，分子間的斥力大于相距為ri時的斥力

C.相距為9時，分子間沒有引力存在

D.相距為門時，分子間的引力大于相距為冷時的引力

【參考答案］B

【名師解析】兩個分子相距為小時，分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力，相距為廢時，表現(xiàn)

為斥力，因分子間同時存在引力和斥力，則選項A、C錯誤：因分子間相距為投時，表現(xiàn)

為斥力，隨著距離的增大分子間的斥力減小，則此時分子間的斥力大于相距為n時的斥力；

分子間相距為用時，表現(xiàn)為引力，隨著距離的增大，分子間的引力減小，則此時分子間的

引力小于相距為9時的引力，故選項D錯誤。

4.（2021?江蘇宿遷檢測）一滴油酸酒精溶液含質量為m的純油酸，滴在液面上擴散后形成的

最大面積為S。已知純油酸的摩爾質量為M、密度為p,阿伏加德羅常數(shù)為NA,下列表達

式中正確的有（）

M

A.油酸分子的直徑d=w

ps

B.油酸分子的直徑d=^

。.油酸所含的分子數(shù)N=^NA

M

D.油酸所含的分子數(shù)N=MNA

【參考答案［C

【名師解析】設油酸分子的直徑為d,則有dS=~=>d=^;設油酸所含的分子數(shù)為N,則

有N=%NA。

5.甲分子固定在坐標原點。，只在兩分子間的作用力作用下，乙分子沿x軸方向運動，兩分

子間的分子勢能及與兩分子間距離”的變化關系如圖所示，設乙分子在移動過程中所具有

A.乙分子在P點時加速度為（）

B.乙分子在。點時分子勢能最小

C.乙分子在。點時處于平衡狀態(tài)

D.乙分子在尸點時動能最大

E.乙分子在尸點時，分子間引力和斥力相等

【參考答案】ADE

【名師解析】由題圖可知，乙分子在尸點時分子勢能最小，此時乙分子受力平衡，甲、

乙兩分子間引力和斥力相等，乙分子所受合力為0,加速度為0,A、E正確。乙分子在Q

點時分子勢能為0,大于乙分子在P點時的分子勢能，B錯誤。乙分子在。點時與甲分子

間的距離小于平衡距離，分子引力小于分子斥力，合力表現(xiàn)為斥力，所以乙分子在Q點合

力不為0,故不處于平衡狀態(tài)，C錯誤。乙分子在P點時，其分子勢能最小，由能量守恒可

知此時乙分子動能最大，D正確。

（重難考點提高）

6.（5分）（2021湖北四地七?？荚嚶?lián)盟期末）下列有關水的熱學現(xiàn)象和結論說法正確的

是（）

A.常溫下一個水分子的體積大約為3xl（）29m3

B.零攝氏度的水比等質量零攝氏度的冰的分子勢能大

C.水面上的表面張力的方向與水面垂直并指向液體內部

D.一滴墨水滴入水中最終混合均勻，是因為碳粒受重力的作用

E.被踩扁但表面未開裂的乒乓球放入熱水中浸泡，在其恢復原狀的過程中球內氣體會從外

界吸收熱量

【思路分析】顆粒越小、溫度越高布朗運動越明顯；

溫度是分子的平均動能的標志，溫度升高時，分子的平均動能增大，但并不是所有分子動

能均增大；

冰融化成水需要吸熱，由于溫度不變，分子動能不變，故內能增加;

熱力學第一定律4U=Q+W；

液體表面張力產生在液體表面層，它的方向平行于液體表面。

M

【名師解析】水的摩爾質量為18g/mol,水的密度為l.OxKPkg/m3,分子體積丫=可吊

一3

---叱1°-----------=3xlO-29m3,故A正確;

6.0X10ZJX1.0X10j

因冰融化成水需要吸熱，由于溫度不變，分子動能不變，內能增加，因此0℃的水分子勢能

比相同質量0℃的冰的分子勢能大，故B正確；

液體表面張力產生在液體表面層，它的方向平行于液體表面，而非與液面垂直，故C錯誤；

碳素墨水滴入清水中，觀察到的布朗運動是液體分干不停地做無規(guī)則撞擊碳懸浮微粒，懸

浮微粒受到的來自各個方向的液體分子的撞擊作用不平衡的導致的無規(guī)則運動，不是由于

碳粒受重力作用，故D錯誤;

被踩扁的乒乓球（表面沒有開裂）放在熱水里浸泡，恢復原狀的過程中，球內氣體對外做

正功，溫度升高，內能增加，根據(jù)熱力學第一定律AUnQ+W知會從外界吸收熱量，故E

正確。

故選：ABEo

【點評】本題考查布朗運動、溫度的微觀意義、內能、熱力學第二定律等內容；對于熱學

內容一定要熟記，并要注意準確理解，不能一知半解而導致出錯。

7.（2021河北石家莊模擬）下列說法正確的是（）

A.圖甲為中間有隔板的容器，隔板左側裝有溫度為T的理想氣體，右側為真空?，F(xiàn)抽掉

隔板，氣體的最終溫度仍為T

B.圖乙為布朗運動示意圖，懸浮在液體中的微粒越大，在某一瞬間跟微粒相撞的液體分子

越多，撞擊作用的不平衡性表現(xiàn)的越明顯

C.圖丙為為同一氣體在0℃和100℃兩種不同情況下單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的

百分比與分子速率間的關系圖像，兩圖線與橫軸所圍面積不相等

D.圖丁中，液體表面層中分子間的距離比液體內部分子間的距離大，液體表面層中分子間

的作用力表現(xiàn)為引力

E.圖戊中，由于液體浸潤管壁，管中液體能上升到一定高度，利用此原理想把地下的水分

引出來，就用滾子壓緊土堵

【參考答案】ADE

【命題意圖】此題考查熱力學第一定律、布朗運動、對分子速率曲線的理解、表面張力、

毛細現(xiàn)象及其相關知識點。

【解題思路】對圖甲，由于右側為真空，抽掉隔板，氣體不對外做功，由熱力學第一定律

可知內能不變，氣體溫度不變，，選項A正確；對圖乙，在某一瞬間跟微粒相撞的液體分子

越多，由于分子運動的無規(guī)則性，撞擊作用的平衡性表現(xiàn)的越明顯，選項B錯誤；圖丙中，

兩圖線與橫軸所圍面積相等，選項C錯誤：圖丁中，由于液體蒸發(fā)，液體表面層中分子之

間的距離比液體內部分子之間的距離大，液體表面層中分子之間的作用力表現(xiàn)為引力，選

項D正確；圖戊中，由于液體浸潤管壁，管仲液體能上升到一定高度，稱為毛細現(xiàn)象，利

用此原理想把地下的水分引出來，就用滾子壓緊土壤，減小毛細管的直徑，選項E正確。

8.[2021?山東濟南高三針對性訓練]（多選）下列說法中正確的有o

A.用氣筒給自行車打氣，越打越費勁，說明此時氣體分子之間的分子力表現(xiàn)為斥力

B.合適的條件下，某些晶體可以轉變?yōu)榉蔷w，某些非晶體也可以轉變?yōu)榫w

C.空載的卡車停在水平地面上，在緩慢裝載沙子的過程中，車胎不漏氣，胎內氣體可視為

理想氣體，溫度不變，不計分子間勢能，則胎內氣體對外放熱

D.汽車尾氣中含有多種有害氣體污染空氣，可以想刃、法使它們自發(fā)分離，既清潔了空氣義

變廢為寶

E.PM2.5是指空氣中直徑等于或小于2.5pm的懸浮顆粒物，在空中做無規(guī)則運動，它是

空氣中分子無規(guī)則熱運動的反映

【參考答案】：BCE

【名師解析】：合適的條件下，某些晶體可以轉變?yōu)榉蔷w，某些非晶體也可以轉變?yōu)榫?/p>

體，B項正確：在卡車裝沙子過程中，車胎內氣體體積減小，外界對氣體做功，但氣體溫

度不變即內能不變，由熱力學第一定律可知，氣體向外放熱，C項正確；PM2.5的無規(guī)則

運動屬于布朗運動，它反映了空氣中分子的無規(guī)則運動，E項正確，用氣筒給自行車打氣，

越打越費勁是因為車胎內氣體的壓強在變大，但車胎內氣體分子間距離依然很大，遠遠超

過分子間作用力的范圍，A項錯誤；使尾氣成分分離需要消耗能量，不可能自發(fā)分離，D

項錯誤。

9.（2021洛陽二模）下列說法正確的是（）（填正確答案標號選對一個得2分，選對2

個得4分，選對3個得5分，每選錯一個扣3分，最低得分為。分）

A.懸浮在水中的花粉顆粒不停地做無規(guī)則運動，這反映了水分子運動的無規(guī)則性

B.隨著分子間距離的增大，分子間相互作用力可能先減小后增大

C.隨著分子間距離的增大，分子勢能一定先減小后增大

D.壓強是組成物質的分子平均動能的標志

E.在真空和高溫條件下，可以利用分子擴散向半導體材料中滲入其他元素

【參考答案】ABE

【命題意圖】本題考查布朗運動、分子力、分子勢能、溫度的微觀含意、分子擴散及其相

關知識點。

【解題思路】懸浮在水中的花粉顆粒不停地做無規(guī)則運動，這是水分子對懸浮在水中的花

粉顆粒碰撞不平衡產生的，這反映了水分子運動的無規(guī)則性，選項A正確；當分子之間的

距離為平衡位置之間的距離時，分子力為零，若分子之間的距離小于平衡位置之間的距離，

隨著分子間距離的增大，分子間相互作用力先減小后增大，選項B正確；當分子之間的距

離為平衡位置之間的距離時，分子勢能最小，若分子之間的距離大于平衡位置之間的距離，

隨著分子間距離的增大，分子勢能一定增大，選項C錯誤：溫度是組成物質的分子平均動

能的標志，選項D錯誤；在真空和高溫條件下，可以利用分子擴散向半導體材料中滲入其

他元素，選項E正確。

10.（5分）（2021年3月蘭州模擬）下列說法中正確的是9.下列現(xiàn)象中，能說明液體存在

表面張力的有（）

A.吹出的肥皂泡成球形

B.硬幣不能漂浮于水面上

C.滴入水中的紅墨水很快散開

D.在完全失重的環(huán)境下，熔化的金屬能收縮成標準的球形

E.雨水沒有透過布雨傘是因為液體表面存在張力

【參考答案】.ADE

【名師解析】吹出的肥皂泡成球形是由于表面張力的作用，故A正確；硬幣能漂浮于水

面上，是由于表面張力的作用，故B錯誤；滴入水中的紅墨水很快散開，是自由擴散的結

果，與表面張力無關，故C錯誤；在完全失重的環(huán)境下，熔化的金屬能收縮成標準的球形，

是由于表面張力的作用，故D正確；雨水在布料上形成一層薄膜，雨水沒有透過布是因為

液體表面存在張力，選項E正確。

11.［多選］（2021?德州質檢）下列關于液體表面張力的說法正確的是（）

A.表面張力的作用是使液體表面伸張

B.表面張力的作用是使液體表面繃緊

C.有些小昆蟲能在水面上自由行走，這是由于水的表面張力的緣故

D.用滴管滴液滴，滴的液滴總近似是球形，這是由于表面張力的緣故

E.液體與大氣相接觸，表面層內分子所受其他分子的作用表現(xiàn)為相互排斥

【參考答案】.BCD

【名師解析】表面張力的作用效果是使液體表面繃緊，A錯誤，B正確；由于表面張力，

使小昆蟲站在液面上，C壬確；由于表面張力使液滴收縮成球形，D正確；液體與大氣相

接觸，表面層內分子所受其他分子的作用表現(xiàn)為相互作用的引力，選項E錯誤,

12.下列說法正確的是（）

A.兩個系統(tǒng)相互接觸而傳熱，當兩個系統(tǒng)的溫度相等時就達到了熱平衡

B.布朗運動反映了懸浮顆粒中分子運動的不規(guī)則性

C.給自行車打氣時氣筒壓下后反彈，是由分子斥力造成的

D.單晶體的某些物理性質具有各向異性，而非晶體和多晶體是各向同性的

E.干濕泡溫度計的濕泡顯示的溫度低于干泡顯示的溫度，這是濕泡外紗布中的水蒸發(fā)吸熱

的結果

【參考答案】.ADE

【名師解析】兩個系統(tǒng)相互接觸傳熱，當溫度相等時，達到了熱平衡，故A正確；布朗運

動是懸浮微粒的運動，反映了液體分子或氣體分子的無規(guī)則運動，故B錯誤；打氣時會反

彈是因為氣體壓強的原因，不是分子斥力的作用；故C錯誤；單晶體的某些物理性質是各

向異性的，多晶體和非晶體的物理性質是各向同性的，故D正確；濕泡溫度計的濕泡顯示

的溫度低于干泡顯示的溫度，是因為濕泡外紗布中的水蒸發(fā)吸熱，選項E正確c

13.（8分）（2021?襄陽模擬）（1）（3分）下列說法中正確的是（）

A.物體中分子熱運動動能的總和等于物體的內能

B.橡膠無固定熔點，是非晶沐

C.飽和汽壓與分子密度有關，與溫度無關

D.熱機的效率總小于1

E.對于同一種氣體，溫度越高，分子平均動能越大

【參考答案】.BDE

【名師解析】物體內能包括物體中所有分子動能和分子勢能之和，選項A錯誤;橡膠是非晶體,

P用

無固定熔點，選項B正確;飽和汽壓與溫度和壓強有關.選項c錯誤;熱機效率n『xioo%,由

熱力學第二定律知P/、于PM則]]<1,選項D正確;溫度是分子平均動能的標志，對于同一種

氣體，溫度越高，分子平均動能越大，選項E正確。

14.（2021?山西省高三質檢）

（1）以下說法正確的是O（填正確答案標號）

A.氣體擴散現(xiàn)象表明氣體分子間只存在斥力

B.高壓氣體的體積很難被壓縮，表明高壓氣體分子間無間隙

C.熱量總是自發(fā)地從分子平均動能較大的物體傳遞到分子平均動能較小的物體

D.液晶具有流動性，其光學性質表現(xiàn)為各向異性

E.液體表面層分千間的距離大于液體內部分子問的距離，所以液體表面存在表面張力

【參考答案】CDE

【名師解析】擴散現(xiàn)象說明分子在做無規(guī)則運動，不能說明分子間的斥力，故A錯誤；

高壓氣體的體積很難被壓縮，說明氣體壓強大，故B錯誤；熱量總是自發(fā)的從溫度高的物

體傳遞到溫度低的物體，而溫度是分子平均動能的標志，故C正確；液晶是一類介于晶體

與液體之間的特殊物質，它具有流動性，光學性質各向異性，故D正確；液體表面層分子

間距離大于液體內部分子間距離，分子之間的作用力表現(xiàn)為引力，所以液體表面存在表面

張力，故E正確。

15.（多選）下列說法正確的是（）

A.氣體從外界吸收熱量，其內能不一定增加

B.液體的表面層的分子距離比液體內部要大些，分子力表現(xiàn)為引力

C.當分子間的引力和斥力平衡時,分子勢能為零

D.第二類永動機雖然不違反能量守恒定律,但它是制造不出來的

E.空氣相對濕度越大時，空氣中水蒸氣壓強越遠離飽和汽壓，水蒸發(fā)越慢

【參考答案】.A、B、D

【名師解析】根據(jù)熱力學第一定律，做功和熱傳遞都可以改變內能,所以氣體從外界吸收熱量,

其內能不一定增加，選項A正確;液體的表面層的分子間距較大,分子間距離比液體內部要大

些，分子力表現(xiàn)為引力，選項B正確;當分子間的引力和斥力平衡時，分子勢能最小但不為零，選

項C錯誤;第二類永動機雖然不違反能量守恒定律,但它違背了熱力學第二定律，也是制造不

出來的，選項D正確;空氣相對濕度越大時，空氣中水蒸氣壓強越接近飽和汽壓,水蒸發(fā)越慢,

選項E錯誤。

16.（9分）（2021?長沙模擬）⑴（3分）下列敘述中，正確的是（）

A.同一溫度下，氣體分子速率呈現(xiàn)出“中間多，兩頭少'’的分布規(guī)律

B.布朗運動是懸浮在液體中固體顆粒的分子無規(guī)則運動的反映

C.第二類永動機是不可能制造出來的，盡管它不違反熱力學第一定律,但它違反熱力學第二

定律

D.物體熔化時吸熱，分子平均動能不一定增加

E.只知道氣體的摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù)就可以算出氣體分子的體積

【參考答案】.ACD

【名師解析】同一溫度下，氣體分子速率呈現(xiàn)出“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律，選項A正確。

布朗運動是懸浮在液體中固體顆粒的運動，是液體分子無規(guī)則運動的反映，選項B錯誤。

第二類永動機是不可能制造出來的，盡管它不違反熱力學第一定律，但它違反熱力學第二定

律，選項C正確。物體熔化時吸熱，溫度不變，物體內分子平均動能不一定增加，選項D正

確。只知道氣體的摩爾體枳和阿伏加德羅常數(shù)就可以算出每個氣體分子所占的體積，不能

算出分子體積，選項E錯誤。

17.（2021貴州銅仁市一模）（5分）一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經歷ab、be、ca三

個過程回到原狀態(tài)，其P—T圖象如圖所示?！ㄟx填或"c”）狀態(tài)分子的平均動能

最小，b和c兩個狀態(tài)中，容器壁單位面積單位時間內受到氣體分子撞擊的次數(shù)（選

填"相同''或"不同"），ca過程外界對氣體做的功—（選填“大于”、“小于”或“等于外氣體放

出的熱量。

【參考答案】a不同小于

【命題意圖】本題以理想氣體的〃——T圖像給出解題信息，考查對溫度微觀意義和氣

體壓強的微觀意義的理解、氣體實驗定律、熱力學第一定律及其相關知識點。

【解題思路】由p——T圖像可知，狀態(tài)a的溫度最低，根據(jù)溫度的微觀意義可知，a狀態(tài)

的分子平均動能最小。b和c兩個狀態(tài)中，溫度相等，b狀態(tài)的壓強大于c狀態(tài)的壓強，由

玻意耳定律可知，b狀態(tài)的體積小于c狀態(tài)的體積，b狀態(tài)中單位體積的分子數(shù)大于c狀態(tài)

中單位體積的分子數(shù)，根據(jù)氣體壓強的微觀意義，氣體壓強本質上就是大量氣體分子作用

在器壁單位面積上的平均作用力，可知容器壁單位面積單位時間內受到氣體分子撞擊的次

數(shù)不同。ca過程壓強不變，溫度降低，由蓋呂薩克定律可知，體積減小，外界對氣體做功。

由于氣體溫度降低，內能減小，根據(jù)熱力學第一定律，外界對氣體做的功小于氣體放出的

熱量。

18.（4分）（2021江蘇高考仿真模擬2）一定質量的理想氣體，狀態(tài)從A—BTC的變化過

程可用如圖所示的p-V圖線來描述，氣體在狀態(tài)A時溫度為TA=3（）（）KO則氣體在狀態(tài)B

時的溫度TB=Ko若氣體在A—B—C的過程中吸熱100J,則在該過程中氣體做功W=

Jo圖

【參考答案】400K（2分考-100J（2分）;

【名師解析】在A到B