A．分子力先减小后增加
B．分子力先减小再增加最后再减小
C．分子势能先减小后增加
D．分子势能先增大后减小
解析：
rr0时，分子力为引力，故分子间距由r1变到r2的过程中，分子力先减小到零，再增加到最大，然后减小逐渐趋近零，B正确；分子力先做正功后做负功，故分子势能先减小而后增大，C正确．
答案：
BC
12．关于液体和固体，以下说法正确的是（ ）
A．液体分子间的相互作用比固体分子间的相互作用强
B．液体分子同固体分子一样，也是密集在一起的
C．液体分子的热运动没有长期固定的平衡位置
D．液体的扩散比固体的扩散快
解析：
液体具有一定的体积，是液体分子密集在一起的缘故，但液体分子间的相互作用不像固体微粒那样强，所以选项B是正确的，选项A是错误的．液体具有流动性的原因是液体分子热运动的平衡位置不固定，液体分子可以在液体中移动；也正是因为液体分子在液体里移动比固体容易，所以其扩散也比固体的扩散快，选项C、D都是正确的．
答案：
BCD
13．以下说法中正确的是（ ）
A．系统在吸收热量时内能一定增加
B．悬浮在空气中做布朗运动的PM2.5微粒，气温越高，运动越剧烈
C．封闭容器中的理想气体，若温度不变，体积减半，则单位时间内气体分子在容器壁单位面积上碰撞的次数加倍，气体的压强加倍
D．用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，说明此时分子间只存在引力而不存在斥力
解析：
做功和热传递都可以改变内能，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，若系统吸收热量Q>0，对外做功W＜0，有可能ΔU小于零，即系统内能减小，故A错误；温度越高，布朗运动越剧烈，故B正确；根据理想气体状态方程
＝k知，若温度不变，体积减半，则气体压强加倍，单位时间内气体分子在容器壁单位面积上碰撞的次数加倍，故C正确；用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，分子间有引力，也有斥力，对外宏观表现的是分子间存在吸引力，故D错误．
答案：
BC
14.如图所示，导热的汽缸开口向下，缸内活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞可自由滑动且不漏气，活塞下挂一个沙桶，沙桶装满沙子时，活塞恰好静止.现将沙桶底部钻一个小洞，让细沙慢慢漏出，汽缸外部温度恒定不变.则（ ）
A.缸内气体压强减小，内能增加
B.缸内气体压强增大，内能不变
C.缸内气体压强增大，内能减少
D.外界对缸内气体做功
解析：
分析活塞受力，活塞受到大气压力p0S、内部气体压力pS、沙桶（包括沙）的重力mg和活塞的重力Mg，根据活塞平衡有p0S＝Mg＋mg＋pS，随沙桶（包括沙）的重力减小，大气压力使得活塞向上运动，外界对缸内气体做功，选项D对；由于汽缸导热，温度不变，汽缸内体积变小，压强变大，选项A错；气体温度不变，内能不变，选项B对，C错.
答案：
BD
三、非选择题（本题共6小题，共54分．把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
15．（8分）在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，已知实验室中使用的酒精油酸溶液的浓度为A，N滴溶液的总体积为V.在浅盘中的水面上均匀撒上痱子粉，将一滴溶液滴在水面上，待油膜稳定后，在带有边长为a的正方形小格的玻璃板上描出油膜的轮廓（如图所示），测得油膜占有的正方形小格个数为X.
（1）用以上字母表示油酸分子的大小d＝________．
（2）从图中数得X＝________．
解析：
（1）N滴溶液的总体积为V，一滴溶液的体积为
，含有的油酸体积为
，形成单分子油膜，面积为Xa2，油膜厚度即分子直径d＝
＝
.
（2）油膜分子所占有方格的个数，以超过半格算一格，不够半格舍去的原则，对照图示的油酸膜，共有62格．
答案：
（1）
（2）62（60～65均可）
16．（8分）空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对气缸中的气体做功为2.0×105J，同时气体的内能增加了1.5×105J．试问：
此压缩过程中，气体________（填“吸收”或“放出”）的热量等于________J.
解析：
由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，W＝2.0×105J、ΔU＝1.5×105J，
Q＝ΔU－W＝－5×104J.
答案：
放出 5×104
17．（8分）某热水袋内水的体积约为400cm3，已知水的摩尔质量为18g/mol，阿伏加德罗常数为6×1023mol－1，求它所包含的水分子数目约为多少（计算结果保留2位有效数字）．
解析：
已知某热水袋内水的体积大约是
V＝400cm3＝4×10－4m3，
水的密度为ρ＝1×103kg/m3，
则热水袋内含有的水分子数目为
n＝
NA＝1.3×1025个．
答案：
1.3×1025个
18.（10分）一定质量理想气体经历如图所示的A→B、B→C、C→A三个变化过程，TA＝300K，气体从C→A的过程中做功为100J，同时吸热250J，已知气体的内能与温度成正比．求：
（1）气体处于C状态时的温度TC；
（2）气体处于C状态时内能EC.
解析：
（1）由图知C到A，是等压变化，根据理想气体状态方程：
＝
，
得：
TC＝
TA＝150K.
（2）根据热力学第一定律：
EA－EC＝Q－W＝150J
且
＝
＝
，解得：
EC＝150J.
答案：
（1）150K
（2）150J
19.（10分）如图所示，容器A和汽缸B都能导热，A放置在127℃的恒温槽中，B处于27℃的环境中，大气压强为p0＝1.0×105Pa，开始时阀门K关闭，A内为真空，其容积VA＝2.4L，B内活塞横截面积S＝100cm2、质量m＝1kg，活塞下方充有理想气体，其体积VB＝4.8L，活塞上方与大气连通，A与B间连通细管体积不计，打开阀门K后活塞缓慢下移至某一位置（未触及汽缸底部）.g取10N/kg.试求：
（1）稳定后容器A内气体的压强；
（2）稳定后汽缸B内气体的体积.
解析：
（1）pA＝pB＝
＝1.01×105Pa
（2）B气体做等压变化，设排出汽缸的气体体积为VB′
根据盖—吕萨克定律有
＝
，所以VB′＝
×2.4L＝1.8L，故留在汽缸内的气体体积为VB″＝4.8L－1.8L＝3L.
答案：
（1）1.01×105Pa
（2）3L
20.（10分）如图所示，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体，活塞与容器壁间能无摩擦滑动，容器的横截面积为S，将整个装置放在大气压恒为p0的空气中，开始时气体的温度为T0，活塞与容器底的距离为h0，当气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后再次平衡．
（1）外界空气的温度是多少？
（2）在此过程中的密闭气体的内能增加了多少？
解析：
（1）取密闭气体为研究对象，活塞上升过程为等压变化，由盖·吕萨克定律有
＝
，
得外界温度T＝
T0＝
T0.
（2）活塞上升的过程，密闭气体克服大气压力和活塞的重力做功，所以外界对系统做的功W＝－（mg＋p0S）d.
根据热力学第一定律得密闭气体增加的内能：
ΔU＝Q＋W＝Q－（mg＋p0S）d.
答案：
（1）
T0
（2）Q－（mg＋p0S）d
模块综合检测
（二）
（时间：
90分钟 满分：
100分）
一、单项选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求）
1．下列说法中正确的是（ ）
A．已知某物质的摩尔质量和分子质量，可以算出阿伏加德罗常数
B．已知某物质的摩尔质量和分子体积，可以算出阿伏加德罗常数
C．当两个分子之间的距离增大时，分子引力和斥力的合力一定减小
D．当两个分子之间的距离增大时，分子势能一定减小
解析：
阿伏加德罗常数等于摩尔质量与分子质量的比值，A正确，B错误；两个分子之间的距离增大时，分子引力和斥力都要减小，但在r>r0区域，随着分子间距的增大，分子引力的斥力的合力表现为引力，是先变大到最大再减小，C错误；在r>r0区域，随着分子间距的增大，分子引力和斥力的合力表现为引力，且引力做负功，分子势能增加，D错误．
答案：
A
2．关于内能的正确说法是（ ）
A．物体分子热运动的动能的总和就是物体的内能
B．对于同一种物体，温度越高，分子平均动能越大
C．同种物体，温度高、体积大的内能大
D．温度相同，体积大的物体内能一定大
解析：
内能是物体内所有分子的动能和分子势能的总和，故A错；温度是分子平均动能的标志，温度高，分子平均动能大，B对；物体的内能是与物体的物质的量、温度、体积以及存在状态都有关的量，C、D中的描述都不完整．
答案：
B
3．关于液体，下列说法正确的是（ ）
A．液体的性质介于气体和固体之间，更接近固体
B．小液滴成球状，说明液体有一定形状和体积
C．液面为凸形时表面张力使表面收缩，液面为凹形时表面张力使表面伸张
D．硬币能浮在水面上是因为所受浮力大于重力
解析：
液体性质介于气体和固体之间，更接近于固体，具有不易被压缩，有一定体积，没有一定形状，扩散比固体快等特点，A对、B错．无论液面为凸面还是凹面，表面张力总是使表面收缩，C错．硬币能浮在水面上是因为受到表面张力的缘故，而不是浮力作用的结果，D错．
答案：
A
4.如图所示，在一个配有活塞的厚壁有机玻璃筒底放置一小团硝化棉，迅速向下压活塞，筒内气体被压缩后可点燃硝化棉．在筒内封闭的气体被活塞压缩的过程中（ ）
A．气体对外界做正功，气体内能增加
B．外界对气体做正功，气体内能增加
C．气体的温度升高，压强不变
D．气体的体积减小，压强不变
解析：
压缩玻璃筒内的空气，气体的压强变大，机械能转化为筒内空气的内能，空气的内能增加，温度升高，当达到棉花的燃点后，棉花会燃烧；故B正确，A、C、D错误．
答案：
B
5．（2015·福建卷）下列有关分子动理论和物质结构的认识，其中正确的是（ ）
A．分子间距离减小时分子势能一定减小
B．温度越高，物体中分子无规则运动越剧烈
C．物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度无关
D．非晶体的物理性质各向同性而晶体的物理性质都是各向异性
解析：
当分子间距减小分子势能可能增大，也可能减小，故A错误；温度高平均动能一定大，物体中分子无规则运动越剧烈，故B正确；根据麦克斯韦统计规律可知，物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度有关，故C错误；单晶体的物理性质是各向异性，多晶体的物理性质各向同性，故D错误．
答案：
B
6．下列说法中不正确的是（ ）
A．给轮胎打气的过程中，轮胎内气体内能不断增大
B．洒水车在不断洒水的过程中，轮胎内气体的内能不断增大
C．太阳下暴晒的轮胎爆破，轮胎内气体内能减小
D．拔火罐过程中，火罐能吸附在身体上，说明火罐内气体内能减小
解析：
给轮胎打气的过程中，轮胎内气体质量增加，体积几乎不变，压强增加，温度升高，内能增加，选项A正确；洒水车内水逐渐减少，轮胎内气体压强逐渐减小，体积增大，对外做功，气体内能减小，选项B错误；轮胎爆破的过程中，气体膨胀对外做功，内能减小，选项C正确；火罐内气体温度逐渐降低时，内能减小，选项D正确．
答案：
B
7.如图所示，一定质量的理想气体密封在绝热（即与外界不发生热交换）容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞．今对活塞施以一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小．若忽略活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体（ ）
A．温度升高，压强增大，内能减少
B．温度降低，压强增大，内能减少
C．温度升高，压强增大，内能增加
D．温度降低，压强减小，内能增加
解析：
向下压缩活塞，对气体做功，气体的内能增加，温度升高，对活塞受力分析可得出气体的压强增大，故C选项正确．
答案：
C
8．带有活塞的气缸内封闭一定量的理想气体．气体开始处于状态a；然后经过过程ab到达状态b或经过过程ac到达状态c，b、c状态温度相同，V－T图如图所示．设气体在状态b和状态c的压强分别为pb和pc，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac，则（ ）
A．pb＞pc，Qab＞QaB．pb＞pc，Qab＜Qac
C．pb＜pc，Qab＞QacD．pb＜pc，Qab＜Qac
解析：
由V＝
T可知V－T图线的斜率越大，压强p越小，故pb＜pc.由热力学第一定律有：
Q＝ΔE－W，因Tb＝Tc，所以ΔEab＝ΔEac，而Wab＜Wac，故Qab＞Qac.综上C正确．
答案：
C
9．一定质量的理想气体由状态A变化到状态B，气体的压强随热力学温度变化如图所示，则此过程（ ）
A．气体的密度减小
B．外界对气体做功
C．气体从外界吸收了热量
D．气体分子的平均动能增大
解析：
由图线可知，在从A到B的过程中，气体温度不变，压强变大，由玻意耳定律可知，气体体积变小，VB＜VA；气体质量不变，体积变小，由密度公式可知气体密度变大，故A错误；气体体积变小，外界对气体做功，故B正确；气体温度不变，内能不变，ΔU＝0，外界对气体做功，W＞0，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知：
Q＜0，气体要放出热量，故C错误；气体温度不变，分子平均动能不变，故D错误．
答案：
B
10.用一导热的可自由滑动的轻隔板把一圆柱形容器分隔成A、B两部分，如图所示．A和B中分别封闭有质量相等的氮气和氧气，均可视为理想气体，则当两部分气体处于热平衡时（ ）
A．内能相等
B．分子的平均动能相等
C．分子的平均速率相等
D．分子数相等
解析：
两种理想气体处于热平衡时，温度相同，所以分子的平均动能相同，但气体种类不同，其分子质量不同，所以分子的平均速率不同，故B正确，C错误；两种气体的质量相同，而摩尔质量不同，所以分子数不同，故D错误；两种气体的分子平均动能相同，但分子个数不同，故内能也不相同，A错误．
答案：
B
二、多项选择题（本大题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求）
11．一般情况下，分子间同时存在分子引力和分子斥力．若在外力作用下两分子间的间距达到不能再靠近为止，且甲分子固定不动，乙分子可自由移动，则去掉外力后，当乙分子运动到相距很远时，速度为v，则在乙分子的运动过程中（乙分子的质量为m）（ ）
A．乙分子的动能变化量为
mv2
B．分子力对乙分子做的功为
mv2
C．分子引力比分子斥力多做了
mv2的功
D．分子斥力比分子引力多做了
mv2的功
解析：
当甲、乙两分子间距离最小时，两者都静止，当乙分子运动到分子力的作用范围之外时，乙分子不再受力，此时速度为v，故在此过程中乙分子的动能变化量为
mv2；且在此过程中，分子斥力始终做正功，分子引力始终做负功，即W合＝W斥＋W引，由动能定理得W引＋W斥＝
mv2，故此分子斥力比分子引力多做了
mv2的功．
答案：
ABD
12．关于空气湿度，下列说法正确的是（ ）
A．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大
B．当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小
C．空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示
D．空气的相对湿度定义为水的饱和蒸汽与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比
解析：
相对湿度越大，人感觉越潮湿，相对湿度大时，绝对湿度不一定大，故A错误；相对湿度较小时，使人感觉干燥，故B正确．用空气中水蒸气的压强表示的温度叫作空气的绝对湿度，用空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比叫作相对湿度，故C正确，D错误．
答案：
BC
13．关于永动机和热力学定律的讨论，下列叙述正确的是（ ）
A．第二类永动机违反能量守恒定律
B．如果物体从外界吸收了热量，则物体的内能一定增加
C．保持气体的质量和体积不变，当温度升高时，每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多
D．做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能的转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的
解析：
第二类永动机违反了热力学第二定律，但不违反能量守恒定律，所以A错误；做功和热传递都可以改变物体的内能，物体从外界吸收了热量，同时也对外做了功，则物体的内能有可能减少，所以B错误；保持气体的质量和体积不变，根据理想气体的状态方程
＝C知，当温度升高时，气体的压强增大，故每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多，所以C正确；做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能的转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的，D正确．
答案：
CD
14.一定质量的理想气体的状态变化过程表示在如图所示的p－V图上，气体先由a状态沿双曲线经等温过程变化到b状态，再沿与横轴平行的直线变化到c状态，a、c两点位于与纵轴平行的直线上，以下说法中正确的是（ ）
A．由a状态至b状态的过程中，气体放出热量，内能不变
B．由b状态至c状态的过程中，气体对外做功，内能增加，平均每个气体分子在单位时间内与器壁碰撞的次数不变
C．c状态与a状态相比，c状态分子平均距离较大，分子平均动能较大
D．b状态与a状态相比，b状态分子平均距离较小，分子平均动能相等
解析：
由a到b的过程是等温过程，所以内能不发生变化，气体体积减小
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