分子动理论 内能（习题课）解析版

13.1分子动理士内能

（基础知侬关）

1.（2021•重庆铜梁中学模拟）以下说法正确的是（）

A.布朗运动反映了悬浮小颗粒内部分子在不停地做无规则的热运动

B.从平衡位置开始增大分子间距离，分子间的引力将增大、斥力将减小

C.对大量事实的分析表明：热力学零度不可能达到

D.热量只能由高温物体传递给低温物体

【参考答案］c

【名师解析】布朗运动反映了悬浮小颗粒周围液体分子在不停地做无规则的热运动，A项

错误；从平衡位置开始增大分子间的距离，分子间的引力、斥力均减小，B项错误；热力

学零度只能接近，不能达到，C项正确；热量在一定条件下可以从低温物体传递给高温物

体，D项错误。

2.（2021•北京朝阳区模拟）给一定质量的温度为0°C的水加热，在水的温度由0C上升到4℃

的过程中，水的体积随着温度的升高反而减小，我们称之为“反常膨胀某研究小组通过

查阅资料知道：水分子之间存在着一种结合力，这种结合力可以形成多分子结构，在这种

结构中，水分子之间也存在着相互作用的势能。在水反常膨胀的过程中，体积减小是由于

水分子之间的结构发生了变化，但所有水分子间的总势能是增大的。关于这个问题，下列

说法中正确的是（）

A.水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功

B.水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功

C.水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功

D.水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功

【参考答案］D

【名师解析】温度升高，水分子的平均动能增大，体积减小，分子间的结合力做负功，水

分子间的总势能增大，选项D正确。

3.（2021・陕西五校一模）两个分子相距为门时，分子间的相互作用力表现为引力，相距为9

时，表现为斥力，则下列说法正确的是（）

A.相距为门时，分子间没有斥力存在

B.相距为9时，分子间的斥力大于相距为ri时的斥力

C.相距为9时，分子间没有引力存在

D.相距为门时，分子间的引力大于相距为冷时的引力

【参考答案］B

【名师解析】两个分子相距为小时，分子间的相互作用力表现为引力，相距为废时，表现

为斥力，因分子间同时存在引力和斥力，则选项A、C错误：因分子间相距为投时，表现

为斥力，随着距离的增大分子间的斥力减小，则此时分子间的斥力大于相距为n时的斥力；

分子间相距为用时，表现为引力，随着距离的增大，分子间的引力减小，则此时分子间的

引力小于相距为9时的引力，故选项D错误。

4.（2021•江苏宿迁检测）一滴油酸酒精溶液含质量为m的纯油酸，滴在液面上扩散后形成的

最大面积为S。已知纯油酸的摩尔质量为M、密度为p,阿伏加德罗常数为NA,下列表达

式中正确的有（）

M

A.油酸分子的直径d=w

ps

B.油酸分子的直径d=^

。.油酸所含的分子数N=^NA

M

D.油酸所含的分子数N=MNA

【参考答案［C

【名师解析】设油酸分子的直径为d,则有dS=~=>d=^;设油酸所含的分子数为N,则

有N=%NA。

5.甲分子固定在坐标原点。，只在两分子间的作用力作用下，乙分子沿x轴方向运动，两分

子间的分子势能及与两分子间距离”的变化关系如图所示，设乙分子在移动过程中所具有

A.乙分子在P点时加速度为（）

B.乙分子在。点时分子势能最小

C.乙分子在。点时处于平衡状态

D.乙分子在尸点时动能最大

E.乙分子在尸点时，分子间引力和斥力相等

【参考答案】ADE

【名师解析】由题图可知，乙分子在尸点时分子势能最小，此时乙分子受力平衡，甲、

乙两分子间引力和斥力相等，乙分子所受合力为0,加速度为0,A、E正确。乙分子在Q

点时分子势能为0,大于乙分子在P点时的分子势能，B错误。乙分子在。点时与甲分子

间的距离小于平衡距离，分子引力小于分子斥力，合力表现为斥力，所以乙分子在Q点合

力不为0,故不处于平衡状态，C错误。乙分子在P点时，其分子势能最小，由能量守恒可

知此时乙分子动能最大，D正确。

（重难考点提高）

6.（5分）（2021湖北四地七校考试联盟期末）下列有关水的热学现象和结论说法正确的

是（）

A.常温下一个水分子的体积大约为3xl（）29m3

B.零摄氏度的水比等质量零摄氏度的冰的分子势能大

C.水面上的表面张力的方向与水面垂直并指向液体内部

D.一滴墨水滴入水中最终混合均匀，是因为碳粒受重力的作用

E.被踩扁但表面未开裂的乒乓球放入热水中浸泡，在其恢复原状的过程中球内气体会从外

界吸收热量

【思路分析】颗粒越小、温度越高布朗运动越明显；

温度是分子的平均动能的标志，温度升高时，分子的平均动能增大，但并不是所有分子动

能均增大；

冰融化成水需要吸热，由于温度不变，分子动能不变，故内能增加;

热力学第一定律4U=Q+W；

液体表面张力产生在液体表面层，它的方向平行于液体表面。

M

【名师解析】水的摩尔质量为18g/mol,水的密度为l.OxKPkg/m3,分子体积丫=可吊

一3

---叱1°-----------=3xlO-29m3,故A正确;

6.0X10ZJX1.0X10j

因冰融化成水需要吸热，由于温度不变，分子动能不变，内能增加，因此0℃的水分子势能

比相同质量0℃的冰的分子势能大，故B正确；

液体表面张力产生在液体表面层，它的方向平行于液体表面，而非与液面垂直，故C错误；

碳素墨水滴入清水中，观察到的布朗运动是液体分干不停地做无规则撞击碳悬浮微粒，悬

浮微粒受到的来自各个方向的液体分子的撞击作用不平衡的导致的无规则运动，不是由于

碳粒受重力作用，故D错误;

被踩扁的乒乓球（表面没有开裂）放在热水里浸泡，恢复原状的过程中，球内气体对外做

正功，温度升高，内能增加，根据热力学第一定律AUnQ+W知会从外界吸收热量，故E

正确。

故选：ABEo

【点评】本题考查布朗运动、温度的微观意义、内能、热力学第二定律等内容；对于热学

内容一定要熟记，并要注意准确理解，不能一知半解而导致出错。

7.（2021河北石家庄模拟）下列说法正确的是（）

A.图甲为中间有隔板的容器，隔板左侧装有温度为T的理想气体，右侧为真空。现抽掉

隔板，气体的最终温度仍为T

B.图乙为布朗运动示意图，悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间跟微粒相撞的液体分子

越多，撞击作用的不平衡性表现的越明显

C.图丙为为同一气体在0℃和100℃两种不同情况下单位速率间隔的分子数占总分子数的

百分比与分子速率间的关系图像，两图线与横轴所围面积不相等

D.图丁中，液体表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，液体表面层中分子间

的作用力表现为引力

E.图戊中，由于液体浸润管壁，管中液体能上升到一定高度，利用此原理想把地下的水分

引出来，就用滚子压紧土堵

【参考答案】ADE

【命题意图】此题考查热力学第一定律、布朗运动、对分子速率曲线的理解、表面张力、

毛细现象及其相关知识点。

【解题思路】对图甲，由于右侧为真空，抽掉隔板，气体不对外做功，由热力学第一定律

可知内能不变，气体温度不变，，选项A正确；对图乙，在某一瞬间跟微粒相撞的液体分子

越多，由于分子运动的无规则性，撞击作用的平衡性表现的越明显，选项B错误；图丙中，

两图线与横轴所围面积相等，选项C错误：图丁中，由于液体蒸发，液体表面层中分子之

间的距离比液体内部分子之间的距离大，液体表面层中分子之间的作用力表现为引力，选

项D正确；图戊中，由于液体浸润管壁，管仲液体能上升到一定高度，称为毛细现象，利

用此原理想把地下的水分引出来，就用滚子压紧土壤，减小毛细管的直径，选项E正确。

8.[2021•山东济南高三针对性训练]（多选）下列说法中正确的有o

A.用气筒给自行车打气，越打越费劲，说明此时气体分子之间的分子力表现为斥力

B.合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体

C.空载的卡车停在水平地面上，在缓慢装载沙子的过程中，车胎不漏气，胎内气体可视为

理想气体，温度不变，不计分子间势能，则胎内气体对外放热

D.汽车尾气中含有多种有害气体污染空气，可以想刃、法使它们自发分离，既清洁了空气义

变废为宝

E.PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5pm的悬浮颗粒物，在空中做无规则运动，它是

空气中分子无规则热运动的反映

【参考答案】：BCE

【名师解析】：合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶

体，B项正确：在卡车装沙子过程中，车胎内气体体积减小，外界对气体做功，但气体温

度不变即内能不变，由热力学第一定律可知，气体向外放热，C项正确；PM2.5的无规则

运动属于布朗运动，它反映了空气中分子的无规则运动，E项正确，用气筒给自行车打气，

越打越费劲是因为车胎内气体的压强在变大，但车胎内气体分子间距离依然很大，远远超

过分子间作用力的范围，A项错误；使尾气成分分离需要消耗能量，不可能自发分离，D

项错误。

9.（2021洛阳二模）下列说法正确的是（）（填正确答案标号选对一个得2分，选对2

个得4分，选对3个得5分，每选错一个扣3分，最低得分为。分）

A.悬浮在水中的花粉颗粒不停地做无规则运动，这反映了水分子运动的无规则性

B.随着分子间距离的增大，分子间相互作用力可能先减小后增大

C.随着分子间距离的增大，分子势能一定先减小后增大

D.压强是组成物质的分子平均动能的标志

E.在真空和高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料中渗入其他元素

【参考答案】ABE

【命题意图】本题考查布朗运动、分子力、分子势能、温度的微观含意、分子扩散及其相

关知识点。

【解题思路】悬浮在水中的花粉颗粒不停地做无规则运动，这是水分子对悬浮在水中的花

粉颗粒碰撞不平衡产生的，这反映了水分子运动的无规则性，选项A正确；当分子之间的

距离为平衡位置之间的距离时，分子力为零，若分子之间的距离小于平衡位置之间的距离，

随着分子间距离的增大，分子间相互作用力先减小后增大，选项B正确；当分子之间的距

离为平衡位置之间的距离时，分子势能最小，若分子之间的距离大于平衡位置之间的距离，

随着分子间距离的增大，分子势能一定增大，选项C错误：温度是组成物质的分子平均动

能的标志，选项D错误；在真空和高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料中渗入其

他元素，选项E正确。

10.（5分）（2021年3月兰州模拟）下列说法中正确的是9.下列现象中，能说明液体存在

表面张力的有（）

A.吹出的肥皂泡成球形

B.硬币不能漂浮于水面上

C.滴入水中的红墨水很快散开

D.在完全失重的环境下，熔化的金属能收缩成标准的球形

E.雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力

【参考答案】.ADE

【名师解析】吹出的肥皂泡成球形是由于表面张力的作用，故A正确；硬币能漂浮于水

面上，是由于表面张力的作用，故B错误；滴入水中的红墨水很快散开，是自由扩散的结

果，与表面张力无关，故C错误；在完全失重的环境下，熔化的金属能收缩成标准的球形，

是由于表面张力的作用，故D正确；雨水在布料上形成一层薄膜，雨水没有透过布是因为

液体表面存在张力，选项E正确。

11.［多选］（2021・德州质检）下列关于液体表面张力的说法正确的是（）

A.表面张力的作用是使液体表面伸张

B.表面张力的作用是使液体表面绷紧

C.有些小昆虫能在水面上自由行走，这是由于水的表面张力的缘故

D.用滴管滴液滴，滴的液滴总近似是球形，这是由于表面张力的缘故

E.液体与大气相接触，表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互排斥

【参考答案】.BCD

【名师解析】表面张力的作用效果是使液体表面绷紧，A错误，B正确；由于表面张力，

使小昆虫站在液面上，C壬确；由于表面张力使液滴收缩成球形，D正确；液体与大气相

接触，表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互作用的引力，选项E错误,

12.下列说法正确的是（）

A.两个系统相互接触而传热，当两个系统的温度相等时就达到了热平衡

B.布朗运动反映了悬浮颗粒中分子运动的不规则性

C.给自行车打气时气筒压下后反弹，是由分子斥力造成的

D.单晶体的某些物理性质具有各向异性，而非晶体和多晶体是各向同性的

E.干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热

的结果

【参考答案】.ADE

【名师解析】两个系统相互接触传热，当温度相等时，达到了热平衡，故A正确；布朗运

动是悬浮微粒的运动，反映了液体分子或气体分子的无规则运动，故B错误；打气时会反

弹是因为气体压强的原因，不是分子斥力的作用；故C错误；单晶体的某些物理性质是各

向异性的，多晶体和非晶体的物理性质是各向同性的，故D正确；湿泡温度计的湿泡显示

的温度低于干泡显示的温度，是因为湿泡外纱布中的水蒸发吸热，选项E正确c

13.（8分）（2021•襄阳模拟）（1）（3分）下列说法中正确的是（）

A.物体中分子热运动动能的总和等于物体的内能

B.橡胶无固定熔点，是非晶沐

C.饱和汽压与分子密度有关，与温度无关

D.热机的效率总小于1

E.对于同一种气体，温度越高，分子平均动能越大

【参考答案】.BDE

【名师解析】物体内能包括物体中所有分子动能和分子势能之和，选项A错误;橡胶是非晶体,

P用

无固定熔点，选项B正确;饱和汽压与温度和压强有关.选项c错误;热机效率n『xioo%,由

热力学第二定律知P/、于PM则]]<1,选项D正确;温度是分子平均动能的标志，对于同一种

气体，温度越高，分子平均动能越大，选项E正确。

14.（2021•山西省高三质检）

（1）以下说法正确的是O（填正确答案标号）

A.气体扩散现象表明气体分子间只存在斥力

B.高压气体的体积很难被压缩，表明高压气体分子间无间隙

C.热量总是自发地从分子平均动能较大的物体传递到分子平均动能较小的物体

D.液晶具有流动性，其光学性质表现为各向异性

E.液体表面层分千间的距离大于液体内部分子问的距离，所以液体表面存在表面张力

【参考答案】CDE

【名师解析】扩散现象说明分子在做无规则运动，不能说明分子间的斥力，故A错误；

高压气体的体积很难被压缩，说明气体压强大，故B错误；热量总是自发的从温度高的物

体传递到温度低的物体，而温度是分子平均动能的标志，故C正确；液晶是一类介于晶体

与液体之间的特殊物质，它具有流动性，光学性质各向异性，故D正确；液体表面层分子

间距离大于液体内部分子间距离，分子之间的作用力表现为引力，所以液体表面存在表面

张力，故E正确。

15.（多选）下列说法正确的是（）

A.气体从外界吸收热量，其内能不一定增加

B.液体的表面层的分子距离比液体内部要大些，分子力表现为引力

C.当分子间的引力和斥力平衡时,分子势能为零

D.第二类永动机虽然不违反能量守恒定律,但它是制造不出来的

E.空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越远离饱和汽压，水蒸发越慢

【参考答案】.A、B、D

【名师解析】根据热力学第一定律，做功和热传递都可以改变内能,所以气体从外界吸收热量,

其内能不一定增加，选项A正确;液体的表面层的分子间距较大,分子间距离比液体内部要大

些，分子力表现为引力，选项B正确;当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最小但不为零，选

项C错误;第二类永动机虽然不违反能量守恒定律,但它违背了热力学第二定律，也是制造不

出来的，选项D正确;空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压,水蒸发越慢,

选项E错误。

16.（9分）（2021・长沙模拟）⑴（3分）下列叙述中，正确的是（）

A.同一温度下，气体分子速率呈现出“中间多，两头少'’的分布规律

B.布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映

C.第二类永动机是不可能制造出来的，尽管它不违反热力学第一定律,但它违反热力学第二

定律

D.物体熔化时吸热，分子平均动能不一定增加

E.只知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数就可以算出气体分子的体积

【参考答案】.ACD

【名师解析】同一温度下，气体分子速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律，选项A正确。

布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动，是液体分子无规则运动的反映，选项B错误。

第二类永动机是不可能制造出来的，尽管它不违反热力学第一定律，但它违反热力学第二定

律，选项C正确。物体熔化时吸热，温度不变，物体内分子平均动能不一定增加，选项D正

确。只知道气体的摩尔体枳和阿伏加德罗常数就可以算出每个气体分子所占的体积，不能

算出分子体积，选项E错误。

17.（2021贵州铜仁市一模）（5分）一定量的理想气体从状态a开始，经历ab、be、ca三

个过程回到原状态，其P—T图象如图所示。—（选填或"c”）状态分子的平均动能

最小，b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数（选

填"相同''或"不同"），ca过程外界对气体做的功—（选填“大于”、“小于”或“等于外气体放

出的热量。

【参考答案】a不同小于

【命题意图】本题以理想气体的〃——T图像给出解题信息，考查对温度微观意义和气

体压强的微观意义的理解、气体实验定律、热力学第一定律及其相关知识点。

【解题思路】由p——T图像可知，状态a的温度最低，根据温度的微观意义可知，a状态

的分子平均动能最小。b和c两个状态中，温度相等，b状态的压强大于c状态的压强，由

玻意耳定律可知，b状态的体积小于c状态的体积，b状态中单位体积的分子数大于c状态

中单位体积的分子数，根据气体压强的微观意义，气体压强本质上就是大量气体分子作用

在器壁单位面积上的平均作用力，可知容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次

数不同。ca过程压强不变，温度降低，由盖吕萨克定律可知，体积减小，外界对气体做功。

由于气体温度降低，内能减小，根据热力学第一定律，外界对气体做的功小于气体放出的

热量。

18.（4分）（2021江苏高考仿真模拟2）一定质量的理想气体，状态从A—BTC的变化过

程可用如图所示的p-V图线来描述，气体在状态A时温度为TA=3（）（）KO则气体在状态B

时的温度TB=Ko若气体在A—B—C的过程中吸热100J,则在该过程中气体做功W=

Jo图

【参考答案】400K（2分考-100J（2分）;

【名师解析】在A到B