《选修3-3》单元练习全集.doc

选考部分 选修3-3 第十一章 第1单元 分子动理论 热力学定律与 能量守恒智能演练场1(2010常州模拟)利用所学的热学知识回答下列问题：(1)我们知道分子热运动的速率是比较大的，常温下能达几百米/秒将香水瓶盖打开后，离瓶较远的人，为什么不能立刻闻到香味呢？(2)随着科学技术的不断发展，近几年来，也出现了许多新的焊接方式， 如摩擦焊接、爆炸焊接等摩擦焊接是使焊件的两个接触面高速地向相反方向旋转，同时加上很大的压力(约每平方厘米加几千到几万牛顿的力)，瞬间就焊接成一个整体了试用所学知识分析摩擦焊接的原理解析：(1)分子热运动的速率虽然比较大，但分子之间的碰撞是很频繁的，由于频繁的碰撞使得分子的运动不再是匀速直线运动，香水分子从瓶子到鼻孔走过了一段曲折的路程，况且引起人的嗅觉需要一定量的分子，故将香水瓶盖打开后，离得较远的人不能立刻闻到香味(2)摩擦焊接是利用分子引力的作用当焊件的两个接触面高速地向相反方向旋转且加上很大的压力时，可以使两个接触面上的大多数分子之间的距离达到分子力发生明显作用的范围，靠分子力的作用使这两个焊件成为一个整体答案：见解析2如图1113所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F0为斥力，F0为引力，a、b、c、d为x轴上四个特定的位置现在把乙分子从a处静止释放，若规定无穷远处分子势能为零，则：(1)乙分子在何处势能最小？是正值还是负值？(2)在乙分子运动的哪个范围内分子力和分子势能都随距离的减小而增加？解析：(1)由于乙分子由静止开始，在ac间一直受到甲分子的引力而做加速运动，引力做正功，分子势能一直在减小，到达c点时所受分子力为零，加速度为零，速度最大，动能最大，分子势能最小且为负值(2)在分子力表现为斥力的那一段上，即乙分子由c向d运动的过程中，分子力做负功，分子势能增加答案：(1)c处负值(2)c到d阶段3(2009广东高考)(1)远古时代，取火是一件困难的事，火一般产生于雷击或磷的自燃随着人类文明的进步，出现了“钻木取火”等方法“钻木取火”是通过_方式改变物体的内能，把_转变成内能(2) 某同学做了一个小实验：先把空的烧瓶放入冰箱冷冻， 一小时后取出烧瓶，并迅速把一个气球紧密地套在瓶颈上，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图1114所示这是因为烧瓶里的气体吸收了水的_，温度_，体积_解析：(1)“钻木”的过程是做功的过程，是把机械能转化为 内能的过程(2)烧瓶里的气体吸收热量后，由热力学第一定律知，气体的内能增加，因而温度升高，体积增大答案：(1)做功机械能(2)热量升高增大4某同学为测量地表植物吸收太阳能的本领，做了如下实验：用一面积为0.1 m2的面盆盛6 kg的水，经太阳垂直照射15 min，温度升高5，若地表植物每秒吸收太阳能的能力与水相等，试计算：(1)每平方米绿色植物每秒吸收的太阳能为多少焦耳？(2)若绿色植物在光合作用下每吸收1 kJ的太阳能可放出0.05 L的氧气，则每公顷绿地每秒可放出多少升的氧气？1公顷104 m2，水的比热容c4.2103 J/(kg)解析：(1)单位面积单位时间吸收的太阳能为W J1.4103 J(2)氧气的体积为V0.05 L700 L.答案：(1)1.4103 J(2)700 L51 mol铜的质量为63.5 g，铜的密度是8.9103 kg/m3，试计算(NA6.021023 mol1)(1)一个铜原子的体积；(2)假若铜原子为球形，求铜原子的直径；(3)铜原子的质量解析：(1)1 mol铜的体积即摩尔体积Vm m37.1106 m3而1 mol的任何物质中含有NA个粒子，因此每个铜原子的体积为V01.21029m3.(2)假设铜原子为球形，其直径为d，则V0()3，d 2.81010 m(3)一个铜原子的质量m0 kg1.051025 kg.答案：(1)1.21029 m3(2)2.81010 m(3)1.051025 kg6一定量的气体内能增加了3105 J.(1)若吸收了2105 J的热量，则是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做了多少焦耳的功？(2)若气体对外界做了4105 J的功，则是气体放热还是从外界吸热？放出或吸收的热量是多少？解析：(1)由热力学第一定律UQW得WUQ3105 J2105 J1105 J外界对气体做功(2)由UQW得QUW3105 J(4105 J)7105 J气体从外界吸热答案：(1)外界对气体做功1105 J(2)气体从外界吸热7105 J7已知水的密度为1.0103 kg/m3，水的摩尔质量M1.8102 kg/mol，求：(保留两位有效数字，NA61023 mol1)(1)1 cm3的水中有多少个水分子？(2)水分子的直径有多大？解析：水的摩尔体积为Vm m3/mol1.8105 m3/mol(1)1 cm3水中的水分子数：NV个3.31022个(2)建立水分子的球模型有：d3水分子直径：d m3.91010 m答案：(1)3.31022个(2)3.91010 m8下表为0和100时氧分子的速率分布不同温度下各速率区间的分子数占总分子数的百分比(%)，仔细观察下表，对于气体分子的无规则运动，你能得出哪些结论？按速率大小划分的速率区间v/(ms1)0100100以下1.40.71002008.15.420030017.011.930040021.417.440050020.418.650060015.116.76007009.212.97008004.57.98009002.04.6900以上0.93.9答案：随着温度的升高，分子的平均运动速率增大；各分子的运动速率(平均动能)并不相同；但其速率分布遵循中间多两边少的规律9如图1115所示为电冰箱的工作原理示意图压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外(1)下列说法正确的是_A热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外B电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能C电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律D电冰箱的工作原理违反热力学第一定律(2)电冰箱的制冷系统从冰箱内吸收的热量与释放到外界的热量相比，有怎样的关系？解析：(1)热力学第一定律是热现象中内能与其他形式能的转化规律，是能量守恒定律的具体表现，适用于所有的热学过程，故C正确，D错误；由热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传给高温物体，除非有外界的影响或帮助电冰箱把热量从低温的内部传到高温的外部，需要压缩机的帮助并消耗电能，故应选B、C.(2)由热力学第一定律可知，电冰箱从冰箱内吸了热量，同时消耗了电能，释放到外界的热量比从冰箱内吸收的热量多答案：见解析10重1000 kg的气锤从2.5 m高处落下，打在质量为200 kg的铁块上，要使铁块的温度升高40以上，气锤至少应落下多少次？设气锤撞击铁块时做的功有60%用来使铁块温度升高，且铁的比热容c0.11 cal/(g)，g取10 m/s2，1 cal4.2 J解析：气锤下落过程中只有重力做功，机械能守恒，因而气锤撞击铁块时动能为Ekmgh103102.5 J2.5104 J由动能定理知气锤撞击铁块所做的功为WEk02.5104 J使铁块温度升高所需的热量(升高40)Qcmt0.1120010340 cal3.696106 J设气锤下落n次才能使铁块温度升高40，由能量守恒定律有：nWQn次246.4次故气锤至少要下落247次答案：247次选考部分 选修3-3 第十一章 第2单元 固体、液体和气体智能演练场1如图1125所示，一向右开口的汽缸放置在水平地面上，活塞可无摩擦移动且不漏气，汽缸中间位置有小挡板初始时，外界大气压为p0，活塞紧压小挡板处，现缓慢升高缸内气体温度，则如图1126所示的pT图象能正确反应缸内气体压强变化情况的是 ()解析：初始时刻，活塞紧压小挡板，说明汽缸中的气体压强小于外界大气压强；在缓慢升高汽缸内气体温度时，气体先做等容变化，温度升高，压强增大，当压强等于大气压时活塞离开小挡板，气体做等压变化，温度升高，体积增大，A、D是错误的在pT图象中，等容线为通过原点的直线，所以C图是错误的答案：B2(2010上海模拟)(1)研成粉末后的物体已无法从外形特征和物理性质各向异性上加以判断时，可以通过_方法来判断它是否为晶体(2)在严寒的冬天，房间玻璃上往往会结一层雾，雾珠是在窗玻璃的_表面(填“外”或“内”)(3)密闭容器里液体上方的蒸汽达到饱和后，还有没有液体分子从液面飞出？为什么这时看起来不再蒸发？答：_解析：(1)加热时，晶体有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点，因而可以用加热时有无确定熔点的实验来判断(2)靠近窗的温度降低时，饱和汽压也变小，这时会有部分水蒸气液化变成水附着在玻璃上，故在内侧出现雾珠(3)还有液体分子从液面飞出，但同时也有气体分子被碰撞飞回到液体中去，当液体上方的蒸汽达到饱和时，单位时间内逸出液体表面的分子数与回到液体表面的分子数相等而呈动态平衡即饱和汽液体不再减少，从宏观上看好像不再蒸发了答案：(1)用加热时有无确定熔点的实验(2)内(3)见解析3(2010东城模拟)如图1127所示，导热的汽缸固定在水平地面 上，用活塞把一定质量的理想气体封闭在汽缸中(状态)，汽缸 的内壁光滑现用水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动一段距离(状态)，在此过程中：(1)如果环境保持恒温，下列说法正确的是 ()A每个气体分子的速率都不变B气体分子平均动能不变C水平外力F逐渐变大D气体内能减少E气体放热F气体内能不变，却对外做功，此过程违反热力学第一定律，不可能实现G气体是从单一热库吸热，全部用来对外做功，此过程不违反热力学第二定律(2)如果环境保持恒温，分别用p、V、T表示该理想气体的压强、体积、温度气体从状态变化到状态，此过程可用图1128中的哪几个图象表示 ()解析：(1)温度不变，分子平均动能不变，分子平均速率不变，由于热运动频繁碰撞，不是每个分子的速率都不变，B对，A错；由玻意耳定律知体积增大，压强减小，活塞内、外压强差增大，水平拉力F增大，C对；由温度不变、体积增大知，气体内能不变，对外做功，由热力学第一定律知，气体一定从外界吸收热量，D、E、F均错；题中气体虽从单一热库吸热，全部用来对外做功，但必须有外力作用于杆并引起气体的体积增大，因而引起了其他变化，不违反热力学第二定律，G对(2)由题意知，从到，温度不变，体积增大，压强减小，所以只有A、D正确答案：(1)BCG(2)AD4内壁光滑的导热汽缸竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭压强为1.0105 Pa、体积为2.0103 m3的理想气体现在活塞上方缓缓倒上沙子，使封闭气体的体积变为原来的一半，然后将汽缸移出水槽，缓慢加热，使气体温度变为127.(大气压强为1.0105 Pa) (1)求汽缸内气体的最终体积；(2)在图1129所示的pV图上画出整个过程中汽缸内气体的状态变化解析：(1)在活塞上方倒沙的全过程中温度保持不变，即p0V0p1V1解得：p1p01.0105 Pa2.0105Pa在缓慢加热到127的过程中压强保持不变，则所以V2V11.0103m31.47103m3.(2)如下图所示答案：(1)1.47103m3(2)见解析图5(2009山东高考)一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C，其中AB过程为等压变化，BC过程为等容变化已知VA0.3 m3，TATC300 K，TB400 K.(1)求气体在状态B时的体积(2)说明BC过程压强变化的微观原因(3)设AB过程气体吸收热量为Q1，BC过程气体放出热量为Q2，比较Q1、Q2的大小并说明原因解析：(1)设气体在状态B时的体积为VB，由盖吕萨克定律得代入数据得VB0.4 m3(2)微观原因：气体体积不变，分子密集程度不变，温度变化(降低)，气体分子平均动能变化(减小)，导致气体压强变化(减小)(3)Q1大于Q2；因为TATC，故AB增加的内能与BC减少的内能相同，而AB过程气体对外做正功，BC过程气体不做功，由热力学第一定律可知Q1大于Q2.答案：(1)0.4 m3(2)见解析(3)Q1大于Q2，原因见解析6.某同学在夏天游玩时，看到有一些小昆虫可以在水面上停留或能跑来跑去而不会沉入水中，尤其是湖水中鱼儿戏水时吐出小气泡的情景，觉得很美，于是画了一幅鱼儿戏水的图画如图11210所示但旁边的同学考虑到上层水温较高和压强较小的情况，认为他的画有不符合物理规律之处，请根据你所掌握的物理知识指出正确的画法(用简单的文字表述，不要画图)，并指出这样画的物理依据(1)正确的画法应为：_.(2)物理学依据：_.(3)试分析小昆虫在水面上不会沉入水中的原因_解析：(1)正确的画法应为：上面的气泡体积比下面的气泡体积要大(2)物理学依据：由理想气体状态方程得V2V1.因为p1p2，T2T1，所以V2V1.(3)由于水的表面张力作用，当昆虫在水面上时，水的表面向下凹，像张紧的橡皮膜，小昆虫受到向上的弹力与重力平衡，所以昆虫可以在水面上停留或能跑来跑去而不会沉入水中答案：见解析7(2009上海高考)如图11211所示，粗细均匀的弯曲玻璃管A、B 两端开口管内有一段水银柱，右管内气柱长为39 cm，中管内水银面与管口A之间气柱长为40 cm.先将B端封闭，再将左管竖直插入水银槽，设整个过程温度不变，稳定后右管内水银面比中管内水银面高 2 cm.求：(1)稳定后右管内的气体压强p；(2)左管A端插入水银槽的深度h.(大气压强p076 cmHg)解析：(1)设均匀玻璃管的横截面积为S，插入水银槽后对右管内气体，由玻意耳定律得：p0l0Sp(l0h/2)S，所以p78 cmHg.(2)插入水银槽后左管内气体压强：ppgh80 cmHg，左管内、外水银面高度差h14 cm，对中、左管内气体有p0lSplS，得l38 cm，左管插入水银槽深度hlh/2lh17 cm.答案：(1)78 cmHg(2)7 cm8有人设计了一种测温装置，其结构如图11212所示玻璃泡A内封有一定量气体，与管A相连的B管插在水银槽中，管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由B管上的刻度直接读出设B管的体积与A泡的体积相比可略去不计(1)B管刻度线是在1标准大气压下制作的(1标准大气压相当于76 cm水银柱的压强)已知当温度t27时的刻度线在x16 cm处，问t0的刻度线在x为多少厘米处？(2)若大气压已变为相当于75 cm水银柱的压强，利用该测温装置测量温度时所得读数仍为27，问此时实际温度为多少？解析：(1)A中气体为等容过程，有pp1把p1761660 (cmHg)，T127327300 (K)，T273 K代入上式得：p60 cmHg54.6 cmHgx(7654.6) cm21.4 cm(2)此时A泡内气体压强为pp0x751659 (cmHg)而体积未变，由查理定律：TT1300 K295 K22.答案：(1)21.4 cm(2)229如图11213所示，一圆柱形容器竖直放置，通过活塞封闭着摄氏温度为t的理想气体活塞的质量为m，横截面积为S，与容器底部相距h.现通过电热丝给气体加热一段时间，结果活塞缓慢上升了h，若这段时间内气体吸收的热量为Q，已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计器壁向外散失的热量及活塞与器壁间的摩擦，求：(1)气体的压强；(2)这段时间内气体的内能增加了多少？(3)这段时间内气体的温度升高了多少？解析：(1)pp0(2)气体对外做功为WpSh(p0)Sh(p0Smg)h由热力学第一定律得：UQWQ(p0Smg)h(3)由盖吕萨克定律得：解得：t2732tttt273t.答案：见解析选考部分 选修3-3 实验八 用油膜法估测分子的大小智能演练场1“用油膜法估测分子的大小”实验的简要步骤如下：A将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去，多于半个的算一个)，再根据方格的边长求出油膜的面积S.B将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上C用浅盘装入约2 cm深的水D用公式d求出薄膜厚度，即油酸分子的大小E根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V.(1)上述步骤中有步骤遗漏或步骤不完全，请指出：_(2)上述实验步骤的合理顺序是_解析：(1)C步骤中，要在水面上均匀地撒上石膏粉或痱子粉实验中，要有步骤F：用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数(2)合理顺序为CFBAED答案：(1)见解析(2)CFBAED2在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，现有按体积比为nm配制好的油酸酒精溶液置于容器中，还有一个盛有约2 cm深水的浅盘，一支滴管，一个量筒请补充下述估测分子大小的实验步骤：(1)_(需测量的物理量自己用字母表示)(2)用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘，等油酸薄膜稳定 后，将薄膜轮廓描绘在坐标纸上，如图实83所示(已知坐标纸上每个小方格面积为S，求油膜面积时半个以上方格面积记为S，不足半个的舍去)则油膜面积为_(3)估算油酸分子直径的表达式为d_.解析：(1)用滴管向量筒内加注N滴油酸酒精溶液，读其体积V.(2)利用补偿法，可查得面积为8S.(3)1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V，油膜面积S8S，由d，得d.答案：(1)见解析(2)8S(3)3. 油酸酒精溶液的浓度为每1000 mL油酸酒精溶液中有油酸0.6 mL，现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了1 mL，若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的油膜的形状如图实84所示若每一小方格的边长为25 mm，试问：(1)这种估测方法是将每个油酸分子视为_模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为_油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的_图实84中油酸膜的面积为_m2；每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是_m3；根据上述数据，估测出油酸分子的直径是_m(结果保留两位有效数字)(2)某同学在实验过程中，在距水面约2 cm的位置将一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，实验时观察到，油膜的面积会先扩张后又收缩了一些，这是为什么呢？请写出你分析的原_.解析：油膜面积约占70小格，面积约为S702525106 m24.4102