2012高考物理总复习 易错题与高考综合问题解读 考点 7 分子热运动 能量守恒 气体 考点高分解题综合训练

用心 爱心 专心 1 分子热运动分子热运动 能量守恒能量守恒 气体考点高分解题综合训练气体考点高分解题综合训练 1 下列关于布朗运动的说法正确的是 A 液体温度越高 布朗运动越明显 B 布朗运动就是液体分子的运动 C 布朗运动就是悬浮在液体中的小颗粒分子的运动 D 布朗运动就是固体分子与液体分子共同的运动 1 A 解析 布朗运动是布朗粒子 悬浮微粒 分子团 的运动 是由于液体分子无规则运 动撞击造成的 故 B C D 均不对 2 玻璃打碎后却不能再把它们拼成完整的一块 这是因为 A 玻璃分子间存在着斥力 B 玻璃分子间同时存在着引力和斥力 但因接触紧密斥力大于引力 C 由于接触面错落不齐 绝大多数玻璃分子间距离大于 10 10m 所以总的分子间引力非 常小 不足使它们连在一起 D 玻璃分子间的斥力大于引力 2 C 解析 玻璃拼合时 分子间的引力和斥力都随分子间距离的减小而增大 但分子力 首先表现为引力 由于接触面错落不齐 绝大多数玻璃分子间距离大于 10 10m 所以总的分 子间引力非常小 不足使它们连在一起 所以选项 C 正确 3 在某体育馆内的恒温游泳池中 有一个气泡从游泳池底部缓慢上升 同时气泡体积逐 渐变大 那么气泡在上升过程中 下列说法正确的是 A 泡内气体分子间的平均距离减小 B 泡内气体分子的平均动能减小 C 泡内气体要不断吸热 D 泡内气体压强不断增大 3 C 解析 恒温游泳池中气泡从池底部缓慢上升 泡内气体温度不变 所以泡内气体分 子的平均动能不变 选项 B 错误 上升过程气泡体积逐渐变大 泡内气体分子间的平均距离 增大 选项 A 错误 气体对外做功 而温度不变 所以泡内气体要不断吸热 选项 C 正确 气泡缓慢上升过程 泡内外压强相等 而外压强减小 所以泡内气体压强减小 故选项 D 错 误 4 下列有关热现象的叙述中正确的是 A 温度升高 物体内所有分子运动的速度太小都变大 B 凡是不违反能量守恒定律的实验构想 都是能够实现的 C 由水的摩尔体积和每个水分子的体积可估算出阿伏加德罗常数 D 温度越高布朗运动就越剧烈 所以布朗运动也叫热运动 用心 爱心 专心 2 4 C 解析 温度是物体分子平均动能的标志 温度升高了 分子平均动能增大 但不代 表每个分子的速度都会变大 A 错 热力学第二定律表明第二类永动机虽不违反能量守恒定 律 但仍不能实现 故 B 错 水的摩尔体积除以一个水分子体积为阿伏加德罗常数 即 C 对 我们把分子的无规则运动称之为热运动 而布朗运动则是指悬浮微粒的运动 故 D 错 5 A B 两个分子 在外力作用下从相距 10 4m 处逐渐靠近到不能再靠近的过程中 分子 力对 A B 两个分子 A 始终做正功 B 始终做负功 C 先做正功后做负功 D 先做负功后做正功 5 C 解析 分子间距离 r 10r0 10 9m 时分子力几乎为零 r0 r lOr0时 分子力表现为引 力 r0 为斥力 F 0 为引力 a b c d 为 x 轴上四 个特定的位置 现把乙分子从 a 处由静止释放 则 A 乙分子由 a 到 b 做加速运动 由 b 到 c 做减速运动 B 乙分子由 a 到 c 做加速运动 到达 c 时速度最大 用心 爱心 专心 3 C 乙分子由 a 到 b 的过程中 两分子间的分子势能一直减小 D 乙分子由 b 到 d 的过程中 两分子间的分子势能一直增大 8 BC 解析 由图知 a b c FO 乙分子减速 则 B C 正确 D 错 应选 BC 9 如图 7 15 所示的容器中 A B 各有一个可自由移动的轻活塞 活塞下是水 上为空 气 大气压恒定 A B 底部由带有阀门 K 的管道相连 整个装置与外界绝热 开始 A 中水面 比 B 中高 打开阀门 使 A 中的水逐渐流向 B 中 最后达到平衡 在这个过程中 A 大气压力对水做功 水的内能增加 B 水克服大气压力做功 水的内能减少 C 大气压力对水不做功 水的内能不变 D 大气压力对水不做功 水的内能增加 9 D 解析 打开阀门 K A 中水下降 hA B 中水上升 hB 最终两液面水平 即整个水 的重心下降 而且水认为不可压缩 即有从 故大气压力做功 由此 W WG O Q O 则南 U W Q 得 U WG 0 即应选 D 10 对于一定质量的气体 下述过程可能发生的是 A 气体的压强增大 温度升高 气体对外界做功 B 气体的压强增大 温度不变 气体向外界放热 C 气体的压强减小 温度降低 气体从外界吸热 D 气体的压强减小 温度升高 外界对气体做功 10 ABC 解析 气体的温度升高 压强增大 体积增大 是可能的过程 由于气体体积膨 胀 这个过程气体要对外做功 所以选项 A 的过程是可能的 若气体做等温压缩 则气体体 积减小 压强增大 此过程外界对气体做功 气体对外界放热 而气体内能不变 所以选项 B 过程是可能的 同理由热力学第一定律可判断选项 C 的过程是可能的 若气体的体积不变 当温度升高时气体的压强将增大 当温度升高时 气体的压强减小 说明气体的体积一定增 大 这个过程气体对外界做功 而不是外界对气体做功 所以选项 D 的过程是不可能发生的 11 晶须是一种发展中的高强度材料 它是一些非常细的 非常完整的丝状 横截面为圆 形 晶体 现有一根铁 Fe 晶 直径为 d 用大小为 F 的力恰好将它拉断 断面呈垂直于轴线 的圆形 已知铁的密度为 铁的摩尔质量为 MA 阿伏加德罗常数为 NA 则拉断过程中 Fe 原子间作用力是 11 A 解析 因原子力作用范围为 10 10m 数量级 阻止拉断的原子力主要来自于断面上的 原子对 当 Fe 晶上的拉力分摊到一对 Fe 原子上的力超过最大原子力时 Fe 就被拉断 原子 用心 爱心 专心 4 体积 原子的直径 原子球的大圆面积 铁晶断面面积 断 面上排列的铁原子个数 最后求得 所以选项 A 正确 12 空气摩尔质量为 2 9 10 2kg mol 阿伏加德罗常数为 6 02 1023 mol 1 成年人做 一次深呼吸 在标准状态下约吸入 450 cm3的空气 则做一次深呼吸吸人的空气质量为 kg 吸入的空气分子数大约是 个 保留两位有效数字 12 5 8 10 4 1 2 1022 解析 450cm3空气的质量 5 8 10 4k 其分子个数 1 2 1022 13 回答问题 并简要说明理由 1 有一种所谓 全自动 机械手表 既不需要上发条 也不用任何电源 却能不停地 走下去 这是不是一种永动机 如果不是 你知道维持表针走动的能量是哪儿来的吗 2 在同一间隔热很好的密闭房里放一台电冰箱 如果把冰箱门打开 开动冰箱一段时 间后 房内温度是降低还是升高 3 绝热容器中的下半部分是硫酸铜溶液 上半部分是水 水和硫酸铜的体积和温度都相 同 由于扩散 过一段时间后 水和硫酸铜将会均匀混合 问均匀混合与混合前的温度相比 是升高了还是降低了或者是不变 13 1 不是永动机 能量是通过摆动的手臂对表内的转轮做功而储存的 2 升高了 因为电冰箱工作消耗电能转化为房内气体内能 使室内温度升高 3 降低了 14 一活塞将一定质量的理想气体封闭在水平固定放置的气缸内 开始时气体体积为 V0 温度为 27 在活塞上施加压力 将气体体积压缩到 温度升高到 57 设大气压强 P0 1 0 105Pa 活塞与气缸壁摩擦不计 1 求此时气体的压强 2 保持温度不变 缓慢减小施加在活塞上的压力使气体体积恢复到 V0 求此时气体的压 强 14 高考 资源网解题思路 分析气体的状态变化过程 找准气体各状态的状态参量 然后 由理想气体状态方程或玻意耳定律列方程求解 解答 1 状态 1 的各状态参量 P1 1 0 105Pa V1 V0 Tl 273 27 300 K 状态 2 的各 状态参量 V2 V0 T2 273 57 330 K 状态 1 到状态 2 由理想气体状态方程得 用心 爱心 专心 5 解得 2 状态 3 的各状态参量 V3 V0 T3 T2 330K 状态 2 到状态 3 由玻意耳定律得 P2V2 P3V3 解得 15 氢火焰离子化检测器 可以检测出无机物气体中极其微量的有机物分子的含量 其 装置如图 7 16 所示 在氢火焰的作用下 有机物分子电离为一价正离子和自由电子 而无 机物的分子不会电离 设单位时间内有 n 摩尔被检测气体进入检测器 调节滑动变阻器 使 得电流表的示数逐渐变大 直到最大值 J 求有机物分子占被检测气体分子的数目比 15 解析 电流达到最大值 I 后 表明电离出来的自由电子能全部到达阳极 设经过时间 t 到达阳极的电量为 q 则 q It 被电离的有机物分子的数目 被检测气体分子的数目 N ntNA 于是有机物分子占被检测气体分子的数目比为 16 热力学第二定律常见的表述有两种 第一种表述 不可能使热量由低温物体传递到高温物体 而不引起其他变化 第二种表 述 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 如图 7 14 甲所 示是根据热力学第二定律的第一种表述画出的示意图 外界对制冷机做功 使热量从低温物 体传递到高温物体 请你根据第二种表述完成示意图图乙 根据你的理解 热力学第二定律 的实质是 16 解析 第二种表述的意思是 热机吸收热量 对外做功 同时把热量传给低温物体 其表述示意图如图所示 其实质是 一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性 用心 爱心 专心 6 考点小资料考点小资料 热和功热和功 中几个易混概念中几个易混概念 一 温度和内能一 温度和内能 温度在宏观上是指物体的冷热程度 在微观上是指物体分子平均动能的标志 它是一种 量度 内能在微观上是指物体所有分子热运动的动能与分子势能的总和 在宏观上与物体的温 度 体积和质量有关 内能只对整个物体来说才有意义 对单个分子而言是不能说具有内能 的 因为分子势能是共有的 属于相互作用的大量分子所共有的 内能增加 温度一定升高 从上面分析可知内能和体积有关 而温度与体积无关 当晶体在熔解时 保持熔 点不变 但吸收了热量 增加了物体分子势能 即内能增加了 故内能增加 温度不一定升 高 温度相同 内能就一定相同吗 因为内能是物体里所有分子热运动的动能和分子势 能的总和 内能不但和温度有关 还和体积 分子数多少有关 同温度的一杯水就比半杯水 的内能要多 为什么不可以说 温度是分子平均速率的标志 在理论上 已经证明了分子的平均动 能与温度成正比 在宏观上动能 EK mv2 2 对于两个具有相同动能的物质来说 若两者质量 不同 则它们的速率也不同 反之 若两个具有相同的速率的物质而言 若两者质量不同 它们的动能也不同 故分子动能相同但速率不一定相同 二 热量和内能二 热量和内能 热量是反映物体吸热和放热多少的物理量 是热传递中物体内能改变的量度 是过程量 只有在热传递中才有意义 物体内能是状态量 内能的变化是通过做功和热传递来实现的 热量不能量度物体内能的多少 但可以量度物体内能的变化 如果只是通过热传递改变物体 的内能 吸收多少热量 内能就增加多少 反之亦然 热量是被传递的那部分内能的量度 因此 不能说物体含有多少热量 也不能认为内能多的物体热量就多 三 热量和温度三 热量和温度 发生热传递的条件是两个物体之间有温度差 并不是取决于物体内能的多少 传递的是 热量并不是温度 温度高放出的热量也就一定多吗 显然不是 因为放出的热量多少不仅和 温度有关 而且还和物质的比热容和质量有关 物体吸热 温度就升高吗 如果物体吸热只 是使物体升温 而物态不发生变化是对的 对晶体若物态发生了变化 则就不正确了 四 热量和热能四 热量和热能 所谓热能 只不过是内能的通俗的不甚确切的说法 它只是跟物体的状态有关的物理量 认为它们是同一概念的两种不同表述是不恰当的 不可 混为一谈 理论上 热能被定义为物体中分子做热运动所具有的动能 即热能应该是内能中 用心 爱心 专心 7 的一部分 而热量则是跟热传递过程有关的物理量 五 做功和热传递五 做功和热传递 做功和热传递是改变物体内能的两个过程 它们对改变物体的内能是等效的 但在本质 上是有区别的 做功 是物