专题09 内能和气体-2022年高考物理一轮复习综合练（沪教版）

专题09 内能和气体（解析版） ( 一、 分子动理论和内能 ) 1.宏观量与微观量的关系 (1)微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m0。 (2)宏观量：物体的体积V、摩尔体积Vm、物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ。 (3)关系 ①分子的质量：m0＝＝。 ②分子的体积：V0＝＝。 ③物体所含的分子数：N＝·NA＝·NA或N＝·NA＝·NA。 (4)两种模型 ①球体模型直径为d＝ 。②立方体模型边长为d＝。 2．分子力和分子势能的比较 分子力F 分子势能Ep 图象 随分子间距离的变化情况 r<r0 F随r增大而减小，表现为斥力 r增大，F做正功，Ep减小 r>r0 r增大，F先增大后减小，表现为引力 r增大，F做负功，Ep增大 r＝r0 F引＝F斥，F＝0 Ep最小，但不为零 r>10r0 引力和斥力都很微弱，F＝0 Ep＝0 3.改变内能的方式 4.物体的内能与机械能的比较 内能 机械能 定义 物体内所有分子的动能和势能的总和 物体的动能及重力势能和弹性势能的总和 决 定 由物体内部分子微观运动状态决定，与物体整体运动情况无关 与物体宏观运动状态、参考系和零势能面选取有关，和物体内部分子运动情况无关 量 值 任何物体都具有内能，恒不为零 可以为零 测量 无法测量。其变化量可由做功和热传递来量度 可以测量 转化 在一定条件下可相互转化 【例题解析】 例1.图甲是浇花的一种喷壶，图乙是喷壶的切面图，假设喷壶中装有一部分酒精但未装满，里面有一部分大气压为p0的空气。现将喷壶的盖盖好并密封阀门后，再通过打气筒向喷壶内充入一部分大气压也为p0的气体，并保持阀门关闭，假设此充气过程中壶内气体温度保持不变。研究的气体可视为理想气体，不考虑酒精的蒸发，下列说法正确的是（　　） A．壶内充入气体，壶内气体的分子的平均动能增加 B．阀门打开后喷嘴中有雾状酒精喷出是由瓶内酒精分子存在斥力 C．阀门打开后壶内气体的压强不断减小 D．从喷壶中喷出的酒精水雾飘在空中后，水雾的运动为布朗运动 【答案】C 【解析】A．充气过程中壶内气体温度保持不变，分子的平均动能不变，故选项A错误； B．阀门打开后喷嘴中有雾状酒精喷出是因为瓶内的气体压强大于外界压强，故选项B错误； C．将阀门打开后壶内气体膨胀，气体从壶中逸出，壶内气体分子数减小，故压强减小，因此选项C正确； D．从喷壶中喷出的酒精水雾不属于布朗运动，布朗运动人眼看不到，选项D错误。 例2.下列说法中正确的是　　 A．漫天飞舞的杨柳絮做布朗运动 B．晶体内部原子按照一定的规则排列，其它分子不能扩散进去 C．用气筒打气时需用力压，是因为气体分子间存在斥力 D．分子势能增大时，分子间的作用力可能减小 【答案】D 【解析】A漫天飞舞的杨柳絮是在气流作用下的运动，不是布朗运动，故A错误；B晶体内部原子按照一定的规则排列，但是分子间仍有间隔，其他分子仍能扩散进去，故B错误；C用气筒打气时需用力压，是因为气体压强作用的缘故，与气体分子间的斥力无关，故C错误；D当时分子力表现为引力，当分子距离变大时，分子力做负功，则分子势能增大，分子间的作用力减小，故D正确。 例3.关于内能，下列说法正确的是　　 A．物体的内能包括物体运动的动能 B．的水结冰过程中温度不变，内能减小 C．提起重物，因为提力做正功，所以物体内能增大 D．摩擦冰块使其融化是采用热传递的方式改变物体的内能 【答案】B 【解析】A内能是物体内所有分子的分子动能和分子势能的总和，不包括物体运动的动能，故A错误；B的水结冰过程中温度不变，但放出热量，内能减小，B正确；C提起重物，提力做正功，但增加的是物体的机械能，故C错误；D摩擦冰块使其融化是做功的方式改变内能，故D错误。 例4.下列说法正确的是　　 A．大气中的运动是分子的无规则运动 B．增大气体的压强，可以使气体分子之间的斥力大于引力，使得分子力表现为斥力 C．扩散运动和布朗运动的剧烈程度都温度有关 D．热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体 【答案】C 【解析】A大气中的运动是悬浮在气体中的固体颗粒的无规则运动，故A错误；B气体分子之间的距离相对于分子非常大，所以增大气体的压强，气体分子之间的作用力仍然可以忽略不计，故B错误；C扩散运动和布朗运动都是分子的物质热运动的反映，故剧烈程度都温度有关，故C正确；D热量能够自发的从高温物体传到低温物体，也能从低温物体传到高温物体，如电冰箱，但要引起其他变化（耗电），故D错误； 例5.水的密度、摩尔质量，阿伏加德罗常数为，一滴露水的体积大约是，它含有　　个水分子，如果一只极小的虫子来喝水，每分钟喝进个水分子时，喝进