高考物理复习 知能演练提升 第十一章 第一讲 分子动理论 热力学定律与能量守恒.doc

每课一测一、选择题1关于分子运动，下列说法中正确的是()a布朗运动就是液体分子的热运动b布朗运动图中不规则折线表示的是液体分子的运动轨迹c当分子间的距离变小时，分子间作用力可能减小，也可能增大d物体温度改变时，物体分子的平均动能不一定改变解析：布朗运动是悬浮颗粒的运动，布朗运动图中不规则折线是将间隔相等时间描出的点用直线连接起来得到的，不表示液体分子的运动轨迹，a、b均错；当分子间的距离变小时，分子间作用力如果表现为引力，则分子力减小，分子间作用力如果表现为斥力，则分子力增大，c对；温度是分子平均动能的标志，物体温度改变时，物体分子的平均动能一定改变，d错。答案：c2钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为(单位为kg/m3)，摩尔质量为m(单位为g/mol)，阿伏加德罗常数为na。已知1克拉0.2克，则()aa克拉钻石所含有的分子数为ba克拉钻石所含有的分子数为c每个钻石分子直径的表达式为 (单位为m)d每个钻石分子直径的表达式为 (单位为m)解析：a克拉钻石物质的量为，所含分子数为nna，钻石的摩尔体积为v(单位为m3/mol)，每个钻石分子体积为v0，设钻石分子直径为d，则v0()3，联立解得d m。答案：c3.如图1所示，用f表示两分子间的作用力，ep表示分子间的分子势能，在两个分子之间的距离由10r0变为r0的过程中()af不断增大，ep不断减小 图 1bf先增大后减小，ep不断减小cf不断增大，ep先增大后减小df、ep都是先增大后减小解析：分子间的作用力是矢量，分子势能是标量，由图像可知f先增大后减小，ep则不断减小，b正确。答案：b4图2是密闭的汽缸，外力推动活塞p压缩气体，对缸内气体做功800 j，同时气体向外界放热200 j，缸内气体的()图 2a温度升高，内能增加600 jb温度升高，内能减少200 jc温度降低，内能增加600 jd温度降低，内能减少200 j解析：由热力学第一定律得：uqw200 j800 j600 j，故内能增加了600 j，又因一定质量的理想气体的内能只与温度有关，可知，气体内能增加，温度升高，故a正确。答案：a5地球上有很多的海水，它的总质量约为1.41018吨，如果这些海水的温度降低0.1，将要放出5.81023焦耳的热量，有人曾设想利用海水放出的热量使它完全变成机械能来解决能源危机，但这种机器是不能制成的，其原因是()a内能不能转化成机械能b内能转化成机械能不满足热力学第一定律c只从单一热源吸收热量并完全转化成机械能的机器不满足热力学第二定律d上述三种原因都不正确解析：本题考查热力学第一定律和热力学第二定律的应用，内能可以转化成机械能，如热机，a错误；内能转化成机械能的过程满足热力学第一定律，即能量守恒定律，b错误；热力学第二定律告诉我们：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化，c正确。答案：c6某校开展探究性课外活动，一同学用如图3所示的装置研究气体压强、体积、温度三量之间的关系。该同学选用导热良好的汽缸开口向下，内有理想气体，汽缸固定不动，缸内活塞可自由移动且不漏气。把一温度计通过缸底小孔插入缸内，插口处密封良好，活塞下挂一个沙桶，沙桶装满沙子时活塞恰好静止。现给沙桶底部钻一个小洞，细沙缓慢漏出，外部温度恒定不变，则()图 3a外界对气体做功，气体内能增大b外界对气体做功，温度计示数不变c气体体积减小，温度计示数减小d外界对气体做功，温度计示数增大解析：题中“导热良好的汽缸”和“细沙缓慢漏出”都告诉我们缸内气体温度不变，等于环境温度，所以温度计示数不变。沙漏出的过程活塞向上移动，外界对气体做功。答案：b7(2012常州模拟)根据热力学定律和分子动理论，下列说法正确的是()a气体的温度越高，气体分子无规则运动的平均动能越大b物体的温度为0时，物体分子的平均动能为零c分子势能一定随分子间距离的增大而增大d给物体加热，物体的内能不一定增加解析：温度是气体分子平均动能的标志，温度越高，平均动能越大，a正确；温度为0时平均动能不为零，b错误；分子势能的变化由分子力做功决定，距离增大，分子力变化不确定，分子势能的变化也不确定，c错误；物体内能变化途径包括做功和热传递，物体吸收热量，内能不一定增加，d正确。答案：ad8在将空气压缩装入气瓶的过程中，温度保持不变，外界做了24 kj的功。现潜水员背着该气瓶缓慢地潜入海底，若在此过程中，瓶中空气的质量保持不变，且放出了5 kj的热量。在上述两个过程中，空气的内能共减小_ kj，空气_(选填“吸收”或“放出”)的总热量为_kj。解析：因为理想气体的内能只跟温度有关，第一个过程是等温压缩，所以内能不变，第二个过程中，体积不变，说明只与外界发生热传递，根据热力学第一定律uwq，所以u055 kj，故空气内能减小5 kj，空气放出29 kj的热量。答案：5放出299(2011福建高考)一定量的理想气体在某一过程中，从外界吸收热量2.5104 j，气体对外界做功1.0104 j，则该理想气体的_。(填选项前的字母)a温度降低，密度增大 b温度降低，密度减小c温度升高，密度增大 d温度升高，密度减小解析：本题主要考查热力学第一定律，意在考查考生应用热力学第一定律分析理想气体状态、能量变化的能力。理想气体从外界吸热大于对外做功，所以内能增大，对外做功则说明体积增大。温度是理想气体内能的标志，内能增大，温度一定升高；气体对外做功，体积膨胀，质量不变，所以密度要减小。d正确。答案：d10已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3 kg/m3和2.1 kg/m3，空气的摩尔质量为0.029 kg/mol，阿伏加德罗常数na6.021023 mol1。若潜水员呼吸一次吸入2 l空气，试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数。(结果保留一位有效数字)解析：设空气的摩尔质量为m，在海底和岸上的密度分别为海和岸，一次吸入空气的体积为v，则有n nana，代入数据得n31022个。答案：31022个11.在如图4所示的坐标系中，一定质量的某种理想气体先后发生以下两种状态变化过程：第一种变化是从状态a到状态b，外界对该气体做功为6 j；第二种变化是从状态a到状态c，该气体从外界吸收的热量为9 j。图线ac的反向延长线通过坐标原点o，b、c两状态的温度相同，理想气体的分子势能为零。求：(1)从状态a到状态c的过程，该气体对外界做的功w1和其内能 图 4的增量u1。(2)从状态a到状态b的过程，该气体内能的增量u2及其从外界吸收的热量q2。解析：(1)从状态a到状态c的过程，气体发生等容变化该气体对外界做的功w10根据热力学第一定律有u1w1q1内能的增量u1q19 j。(2)从状态a到状态b的过程，体积减小，温度升高该气体内能的增量u2u19 j根据热力学第一定律有u2w2q2从外界吸收的热量q2u2w23 j。答案：(1)w10；u19 j(2)u29 j；q23 j12铜的摩尔质量为6.35102 kg/mol，密度为8.9103 kg/m3，阿伏加德罗常数为6.01023 mol1。求：(1)铜原子的质量和体积。(2)1 m3铜所含原子的数目。(3)假若铜原子为球形，估算铜原子的直径。解析：(1)1 mol铜含有铜原子的数目等于阿伏加德罗常数，故铜原子的质量m0 kg1.061025 kg铜原子的体积v0 m31.191029 m3