2012高考物理一轮复习基础测试题 （9）

用心 爱心 专心 1 1 2010 年高考全国卷 图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线 下列说法正确的是 A 当r大于r1时 分子间的作用力表现为引力 B 当r小于r1时 分子间的作用力表现为斥力 C 当r等于r2时 分子间的作用力为零 D 在r由r1变到r2的过程中 分子间的作用力做负功 解析 在Ep r图中 当r r2时Ep最小 说明r2 r0 即分子力为零时的分子间 距 再利用F r图即可知正确答案为 B C 答案 BC 2 2010 年高考江苏单科 1 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 2 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NA 6 02 1023 mol 1 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 1 将空气压缩装入气瓶的过程中 温度不变 所以内能不变 潜水员背着气瓶 潜入海底的过程中 放出 5 kJ 的热量 则 U 5 kJ 故两过程减小的空气内能为 5 kJ 在这两个过程中 由热力学第一定律得 U W Q Q U W 5 24 kJ 29 kJ 说明放出热量 2 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 NA 代入数据得 n 3 1022 海 岸 V M 答案 1 5 放出 29 2 3 1022 3 2011 年徐州模拟 一个标准足球场的面积为 105 m 68 m 7 140 m2 通常用空气湿 度 相对湿度 绝对湿度 表示空气中含有水蒸气的情况 若球场附近一定体积的空气中所含 的水蒸气凝结成水后的体积为 103 cm3 已知水的密度为 1 0 103 kg m3 水的摩尔质量 Mmol 1 8 10 2 kg mol 一标准大气压为 1 0 105 Pa 试求 1 该足球场上方空气的质量 用心 爱心 专心 2 2 水蒸气凝结成的水中含多少水分子 3 估算一个水分子的直径为多大 以上计算结果均保留一位有效数字 解析 1 由p0S mg得 m kg 7 107 kg p0S g 1 105 7 140 10 2 水的摩尔体积为 V0 m3 mol 2 10 5 m3 mol Mmol 1 8 10 2 1 0 103 水分子数 n 个 3 1025个 V水NA V0 103 10 6 6 02 1023 2 10 5 3 建立水分子的球模型有 d3 1 6 V0 NA 得水分子直径 d m 4 10 10 m 3 6V0 NA 3 6 2 10 5 3 14 6 02 1023 答案 1 7 107 kg 2 3 1025个 3 4 10 10 m 4 一定质量的气体从外界吸收了 1 105 cal 的热量 同时气体对外做了 6 105 J 的功 问 1 物体的内能变化多少 2 分子势能是增加还是减少 3 分子平均动能如何变化 1 cal 4 2 J 解析 1 因气体从外界吸收热量 所以Q 1 105 4 2 J 4 2 105 J 气体对外做功W 6 105 J 据热力学第一定律 U W Q得 U 6 105 J 4 2 105 J 1 8 105 J 所以物体内能减少了 1 8 105 J 2 因为气体对外做功 体积膨胀 分子间距离增大了 分子力做负功 气体的分子势 能增加了 3 因为气体内能减少了 而分子势能增加了 所以分子动能必然减少了 且分子动能 的减少量一定大于分子势能的增加量 答案 1 减小 1 8 105 J 2 增加 3 见解析 用心 爱心 专心 3 5 对于固体和液体来说 其内部分子可看做是一个挨一个紧密排列的小球 若某固体 的摩尔质量为M 密度为 阿伏加德罗常数为NA 1 该固体分子质量的表达式为 2 若已知汞的摩尔质量为M 200 5 10 3 kg mol 密度为 13 6 103 kg m3 阿 伏加德罗常数为NA 6 0 1023 mol 1 试估算汞原子的直径大小 结果保留两位有效数字 解析 1 该固体分子质量的表达式m M NA 2 将汞原子视为球形 其体积V0 d3 1 6 M NA 汞原子直径的大小d 3 6 10 10 m 3 6M NA 答案 1 m 2 3 6 10 10 m M NA 6 1 已知某气体的摩尔体积为VA 摩尔质量为MA 阿伏加德罗常数为NA 由以上数据 能否估算出每个分子的质量 每个分子的体积 分子之间的平均距离 2 当物体体积增大时 分子势能一定增大吗 3 在同一个坐标系中画出分子力F和分子势能Ep随分子间距离的变化图象 要求表现 出Ep最小值的位置及Ep变化的大致趋势 解析 1 可估算出每个气体分子的质量m0 MA NA 由于气体分子间距 较大 由V0 求得的是平均一个分子占据的空间而不是一个气体 VA NA 分子的体积 故不能估算每个分子的体积 由d 可求出分子之间的平均距离 3 V0 3 VA NA 2 在r r0范围内 当r增大时 分子力做负功 分子势能增大 在r r0范围内 当r 增大时 分子力做正功 分子势能减小 故不能说物体体积增大 分子势能一定增大 只能 说当物体体积变化时 其对应的分子势能也变化 3 答案 见解析 7 1 蒸汽机 内燃机等热机以及电冰箱工作时都利用了气体状态变化来实现能量的转 移和转化 我们把这些气体称为工质 某热机经过一个循环后 工质从高温热源吸热Q1 对 外做功W 又向低温热源放热Q2 工质完全恢复初始状态 内能没有变化 根据热力学第一 用心 爱心 专心 4 定律 在工质的一个循环中 Q1 Q2 W三者之间满足的关系是 热机的效率 不可能达到 100 从能量转换的角度 说明 能不能完全转化为 能 W Q1 2 如图表示一定质量的某气体在不同温度下的两条等温线 图中等温线 对应的温度 比等温线 对应的温度要 选填 高 或 低 在同一等温线下 如果该气体的 压强变为原来的 2 倍 则气体的体积应变为原来的 解析 1 由热力学第一定律 热量 做功 内能的符号规定得Q1 Q2 W 0 即Q1 Q2 W 再由热力学第二定律知 内能不可能全部转化成机械能而不产生其他影响 2 质量相同的气体 pV之积越大 则温度越高 取相同的体积V 观察对应的压强p 便可以比较出等温线 的温度高 再由玻意耳定律 p1V1 p2V2 当p2 2p1时 得V2 V1 1 2 答案 1 Q1 Q2 W 内 机械 2 低 1 2 8 某学校物理兴趣小组组织开展一次探究活动 想估算地球周围大气层空气的分子个 数 一学生通过网上搜索 查阅得到以下几个物理量数据 已知地球的半径R 6 4 106 m 地球表面的重力加速度g 9 8 m s2 大气压强p0 1 0 105 Pa 空气的平均摩尔质量 M 2 9 10 2 kg mol 阿伏加德罗常数NA 6 0 1023个 mol 1 这位同学根据上述几 个物理量能估算出地球周围大气层空气的分子数吗 若能 请 给出结果 若不能 请说明理由 2 假如地球周围的大气全部液化成水且均匀分布在地球表面上 估算一下地球半径将 会增加多少 已知水的密度 1 0 103 kg m3 解析 1 能 因为大气压强是由大气重力产生的 由p0 得m mg S mg 4 R2 4 R2p0 g 把查阅得到的数据代入上式得m 5 2 1018 kg 大气层空气的分子数为n NA 1 1 1044 个 m M 2 可求出液化后空气的体积为 V m3 5 2 1015 m3 m 5 2 1018 1 0