2011《》高三物理一輪復(fù)習(xí) 第8章 分子熱運(yùn)動(dòng)能量守恒氣體單元評估

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1、2011《》高三物理一輪復(fù)習(xí) 第8章 分子熱運(yùn)動(dòng)能量守恒氣體單元評估 1．封閉在氣缸內(nèi)一定質(zhì)量的氣體，如果保持氣體體積不變，當(dāng)溫度升高時(shí)，以下說法正確的是 (　　) A．氣體的密度增大 B．氣體的壓強(qiáng)增大 C．氣體分子的平均動(dòng)能減小 D．每秒撞擊單位面積器壁的氣體分子數(shù)增多 【解析】　體積不變，則單位體積內(nèi)的分子數(shù)不變，溫度升高，分子的平均動(dòng)能增大，每個(gè)分子對器壁的撞擊力增大，同時(shí)每秒撞擊到單位面積器壁的分子數(shù)也增多，壓強(qiáng)將增大，因此本題選B、D. 【答案】　BD 2．某氣體的摩爾質(zhì)量為M，摩爾體積為V，密度為ρ，每個(gè)分子的質(zhì)量和體積分別為m和V0.則阿伏加德羅常數(shù)NA可表示

2、為 (　　) A．NA＝　　　　　　　 B．NA＝ C．NA＝ D．NA＝ 【解析】　NA＝或NA＝，故B、C項(xiàng)正確． 【答案】　BC 3．在觀察布朗運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)過程中，每隔30秒記錄下顆粒的位置，最后將這些位置依次用直線連接，如下圖所示，則下列說法錯(cuò)誤的是 (　　) A．由圖可以看出布朗運(yùn)動(dòng)是無規(guī)則的 B．圖中軌跡就是顆粒無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的軌跡 C．若對比不同溫度下的軌跡，可以看出溫度高時(shí)布朗運(yùn)動(dòng)顯著 D．若對比不同顆粒大小時(shí)的軌跡，可以看出顆粒小時(shí)布朗運(yùn)動(dòng)顯著 【解析】　由于不知道30秒內(nèi)顆粒運(yùn)動(dòng)的真實(shí)軌跡，所以記錄下的并不是顆粒的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡，故選項(xiàng)B錯(cuò)

3、．答案為B. 【答案】　B 4．(2009年衡水模擬)下列關(guān)于分子運(yùn)動(dòng)和熱現(xiàn)象的說法正確的是 (　　) A．氣體如果失去了容器的約束就會(huì)散開，這是因?yàn)闅怏w分子之間存在斥力的緣故 B．一定量100℃的水變成100℃的水蒸氣，其分子之間的勢能增加 C．對于一定量的氣體，如果壓強(qiáng)不變，體積增大，那么它一定從外界吸熱 D．如果氣體分子總數(shù)不變，而氣體溫度升高，氣體分子的平均動(dòng)能增大，因此壓強(qiáng)必然增大 【答案】　BC 5．下列說法中正確的是 (　　) A．隨著技術(shù)進(jìn)步，熱機(jī)的效率可以達(dá)到100%；制冷機(jī)也可以使溫度達(dá)到－280 ℃ B．氣體放出熱量，其分子的平均動(dòng)能就減小 C．

4、根據(jù)熱力學(xué)第二定律，一切物理過程都具有方向性 D．一定質(zhì)量的理想氣體，先保持壓強(qiáng)不變而膨脹，再進(jìn)行絕熱壓縮，其內(nèi)能必定增加 【解析】　由熱力學(xué)第二定律知，不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化，即效率100%的熱機(jī)不可能制成；任何物體的溫度都不可能達(dá)到絕對零度，即不能達(dá)到－273 ℃，A不正確；氣體放出熱量時(shí)可能外界對氣體做功，由熱力學(xué)第一定律，內(nèi)能不一定減小，分子平均動(dòng)能不一定減小，B不正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，由大量分子參與的宏觀過程具有方向性，但不是所有物理過程都具有方向性，如彈簧振子的動(dòng)能可以轉(zhuǎn)化為勢能，勢能又可以轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，是可逆的，不具有方向性，C不正確；

5、一定質(zhì)量的理想氣體，在膨脹時(shí)，分子密度變小，壓強(qiáng)不變，說明溫度升高了，內(nèi)能增加，再進(jìn)行絕熱壓縮，只有外界對氣體做功，沒有熱傳遞，其內(nèi)能增加，D正確． 【答案】　D 6．容積不變的容器內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)溫度升高時(shí) (　　) A．每個(gè)分子的速率都增大 B．單位時(shí)間內(nèi)氣體分子撞擊器壁的次數(shù)增多 C．氣體分子密度增大 D．氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)，作用于單位面積器壁的總沖擊力增加 【解析】　溫度升高時(shí)氣體分子的平均動(dòng)能增大，但分子頻繁地碰撞中每個(gè)分子的速率都在不斷變化，可能變大也可能變小，A錯(cuò)；因容積不變，所以分子的密度不變，C錯(cuò)；溫度升高，體積不變，氣體的壓強(qiáng)增大，分子的平均

6、速率增大，單位時(shí)間內(nèi)氣體分子撞擊器壁的次數(shù)增多，單位時(shí)間內(nèi)作用于單位面積器壁的總沖擊力增加． 【答案】　BD 7．(2009年海南卷)下列說法正確的是 (　　) A．氣體的內(nèi)能是分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子間勢能之和； B．氣體的溫度變化時(shí)，其分子平均動(dòng)能和分子間勢能也隨之改變 C．功可以全部轉(zhuǎn)化為熱，但熱量不能全部轉(zhuǎn)化為功； D．熱量能夠自發(fā)地從高溫物體傳遞到低溫物體，但不能自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體 E．一定量的氣體，在體積不變時(shí)，分子每秒平均碰撞次數(shù)隨著溫度降低而減??； F．一定量的氣體，在壓強(qiáng)不變時(shí)，分子每秒對器壁單位面積平均碰撞次數(shù)隨著溫度降低而增加 【答案】　AD

7、EF 8．如下圖所示的導(dǎo)熱汽缸內(nèi)，用活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，將突然迅速向下壓活塞的過程設(shè)為甲過程，將緩慢地向下壓活塞的過程設(shè)為乙過程．已知甲、乙兩個(gè)過程中氣體初態(tài)和末態(tài)的體積相同，不考慮活塞與汽缸的摩擦及大氣壓的變化．則下列說法正確的是 (　　) A．兩過程大氣壓力對活塞做的功一樣多 B．甲過程汽缸內(nèi)氣體末態(tài)內(nèi)能比乙過程氣體末態(tài)內(nèi)能大 C．甲過程中氣體的壓強(qiáng)不斷增大，乙過程中氣體的壓強(qiáng)不變 D．甲過程汽缸內(nèi)每個(gè)分子對缸壁的沖力增大，乙過程汽缸內(nèi)每個(gè)分子對缸壁的沖力減小 【解析】　兩種情況下，理想氣體體積變化相同，而大氣壓力做功W＝ρ0·ΔV，所以A項(xiàng)正確；迅速下壓活塞的過

8、程中，理想氣體與外界來不及熱交換，故外力做功全部轉(zhuǎn)化為氣體內(nèi)能，而緩慢下壓的過程中，由于汽缸導(dǎo)熱，故氣體與外界溫度總相等，所以氣體內(nèi)能不變，故B項(xiàng)正確；甲過程中，氣體溫度升高，體積減少，根據(jù)一定質(zhì)量氣體溫度、壓強(qiáng)、體積關(guān)系可知，理想氣體壓強(qiáng)增大；乙過程中，理想氣體溫度不變，但體積減小，故壓強(qiáng)增大，C項(xiàng)錯(cuò)；溫度高低只代表氣體分子平均動(dòng)能的大小，并不意味溫度高的氣體的每個(gè)分子速率比溫度低的每個(gè)分子速率都高，而每個(gè)分子對缸壁的沖量等于每個(gè)分子動(dòng)量的變化，故D項(xiàng)錯(cuò)． 【答案】　AB 9．A、B兩裝置，均由一支一端封閉，一端開口且?guī)в胁Ａ莸墓軤钊萜骱退y槽組成，除玻璃泡在管上的位置不同外，其他條件

9、都相同．將兩管抽成真空后，開口向下豎直插入水銀槽中(插入過程沒有空氣進(jìn)入管內(nèi))，水銀柱上升至圖示位置停止．假設(shè)這一過程水銀與外界沒有熱交換，則下列說法正確的是 (　　) A．A中水銀的內(nèi)能增量大于B中水銀的內(nèi)能增量 B．B中水銀的內(nèi)能增量大于A中水銀的內(nèi)能增量 C．A和B中水銀體積保持不變，故內(nèi)能增量相同 D．A和B中水銀溫度始終相同，故內(nèi)能增量相同 【解析】　對進(jìn)入A、B管中的水銀而言，由外界對水銀做功數(shù)值相同，為W＝pΔV，大氣壓對水銀做的功中部分轉(zhuǎn)化成水銀的內(nèi)能，部分轉(zhuǎn)化成水銀的重力勢能，又因EpA＞EpB，則ΔEA＜ΔEB，即B中水銀的內(nèi)能增量大于A中水銀． 【答案】

10、　B 10．如下圖所示，密閉絕熱的具有一定質(zhì)量的活塞，活塞的上部封閉著氣體，下部為真空，活塞與器壁的摩擦忽略不計(jì)，置于真空中的輕彈簧的一端固定于容器的底部．另一端固定在活塞上，彈簧被壓縮后用繩扎緊，此時(shí)彈簧的彈性勢能為Ep(彈簧處于自然長度時(shí)的彈性勢能為零)．現(xiàn)繩突然斷開，彈簧推動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過多次往復(fù)運(yùn)動(dòng)后活塞靜止，氣體達(dá)到平衡態(tài)，經(jīng)過此過程 (　　) A．Ep全部轉(zhuǎn)換為氣體的內(nèi)能 B．Ep一部分轉(zhuǎn)換為活塞的重力勢能，其余部分仍為彈簧的彈性勢能 C．Ep全部轉(zhuǎn)換為活塞的重力勢能和氣體的內(nèi)能 D．Ep一部分轉(zhuǎn)換為活塞的重力勢能，一部分轉(zhuǎn)換為內(nèi)能，其余部分仍為彈簧的彈性勢能

11、 【解析】　當(dāng)繩突然斷開，彈簧推動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng)，對氣體做功，靜止時(shí)，彈簧壓縮量變小，但彈簧仍處于被壓縮狀態(tài)，根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和能量守恒定律可知，應(yīng)選擇D. 【答案】　D 二、非選擇題 11．在做“用油膜法估測分子的大小”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，所用的油酸酒精溶液的濃度為a，測量中，某位同學(xué)測得如下數(shù)據(jù)：測得體積為V的油酸酒精溶液共有N滴；油膜面積為S，則： (1)用以上物理量的符號表示計(jì)算分子直徑大小的公式為：d＝________. (2)該同學(xué)實(shí)驗(yàn)中最終得到的計(jì)算結(jié)果和大多數(shù)同學(xué)的比較，發(fā)現(xiàn)自己所測數(shù)據(jù)偏大，則對出現(xiàn)這種結(jié)果的原因，下列說法中可能正確的是________． A．錯(cuò)誤地將油酸酒精溶液

12、的體積直接作為油酸的體積進(jìn)行計(jì)算 B．計(jì)算油膜面積時(shí)，錯(cuò)將不完整的方格作為完整方格處理 C．計(jì)算油膜面積時(shí)，只數(shù)了完整的方格數(shù) D．水面上痱子粉撒得較多，油膜沒有充分展開 【解析】　(1)每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積V0 ＝ a，所以油酸分子的直徑為d＝＝. (2)設(shè)坐標(biāo)紙上每一個(gè)小方格的面積為S0，所畫輪廓內(nèi)的方格數(shù)為n，則分子的直徑d＝.由此可知A、C、D都將使測量結(jié)果偏大，計(jì)算油膜面積時(shí)，若將不完整的方格作為完整方格處理會(huì)導(dǎo)致油膜面積偏大，從而使所測分子直徑偏小，故B項(xiàng)錯(cuò)． 【答案】　(1)　(2)ACD 12．寫出下列實(shí)驗(yàn)事實(shí)產(chǎn)生的原因 A．水與酒精混合，混合后

13、的體積小于混合前兩者體積之和 B．固體很難被壓縮 C．繩不易被拉斷 D．糖在熱水中溶解很快 E．密閉鋼筒中的油在高壓下會(huì)從筒壁上溢出 F．將兩塊接觸面潔凈的鉛塊a、b壓緊后懸掛起來，下面的鉛塊b不下落 G．迅速向下推壓氣筒活塞時(shí)，會(huì)使其中脫脂棉燃燒 H．懸浮于液體中的小顆粒不停地做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，且溫度升高時(shí)，這種無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的激烈程度加劇 A．________，B.________，C.________，D.________ E．________，F(xiàn).________，G.________，H.________ 【解析】　酒精與水混合后體積減小是由于分子間有空隙的緣故；固體很

14、難被壓縮是因?yàn)榉肿娱g有斥力；繩不易被拉斷是由于分子間有引力；糖在熱水中溶解很快是由于溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，分子擴(kuò)散得越快；密閉鋼筒中的油在高壓下會(huì)從筒壁上溢出是由于分子間有空隙；將兩塊表面潔浄的鉛壓緊后，下面的鉛塊不下落是由于當(dāng)分子間的距離小于10倍平衡距離r0時(shí)，分子間存在作用力；迅速向下壓活塞時(shí)，會(huì)使筒中的脫脂棉燃燒，是由于做功可以增加物體的內(nèi)能；懸浮于液體中的小顆粒，當(dāng)溫度升高后，顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)加劇是由于液體分子不停地做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，且溫度升高時(shí)，熱運(yùn)動(dòng)加劇． 【答案】　A：分子間有空隙 B：分子間存在斥力 C：分子間有引力 D：溫度升高，分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度加劇 E：分

15、子間有空隙 F：當(dāng)分子間距離小于10倍平衡距離r0時(shí)，分子間存在作用力 G：做功可以增加物體的內(nèi)能 H：液體分子不停地做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，且溫度升高時(shí)，熱運(yùn)動(dòng)加劇 13．(2009年廣東卷)(1)遠(yuǎn)古時(shí)代，取火是一件困難的事，火一般產(chǎn)生于雷擊或磷的自燃．隨著人類文明的進(jìn)步，出現(xiàn)了“鉆木取火”等方法．“鉆木取火”是通過________方式改變物體的內(nèi)能，把________轉(zhuǎn)變成內(nèi)能． (2)某同學(xué)做了一個(gè)小實(shí)驗(yàn)：先把空的燒瓶放入冰箱冷凍，一小時(shí)后取出燒瓶，并迅速把一個(gè)氣球緊密地套在瓶頸上，然后將燒瓶放進(jìn)盛滿熱水的燒杯里，氣球逐漸膨脹起來，如圖．這是因?yàn)闊坷锏臍怏w吸收了水的______

16、__，溫度________，體積________． 【解析】　(1)熱力學(xué)第一定律是對能量守恒定律的一種表述方式．熱力學(xué)第一定律指出，熱能可以從一個(gè)物體傳遞給另一個(gè)物體，也可以與機(jī)械能或其他能量相互轉(zhuǎn)換，在傳遞和轉(zhuǎn)換過程中，能量的總值不變．所以鉆木取火是通過做功把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能． (2)內(nèi)能可以從一個(gè)物體傳遞給另一個(gè)物體(高溫到低溫)，使物體的溫度升高；一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)壓強(qiáng)保持不變時(shí)，它的體積V隨溫度T線性地變化．所以從冰箱里拿出的燒瓶中的空氣(低溫)吸收水(高溫)的熱量溫度升高，體積增大． 【答案】　(1)做功　機(jī)械能　(2)熱量　升高　增大 14．某壓力鍋的結(jié)構(gòu)如下圖所示，蓋好

17、密封鍋蓋，將壓力閥套在出氣孔上，給壓力鍋加熱，當(dāng)鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)達(dá)到一定值時(shí)，氣體就把壓力閥頂起．假定在壓力閥被頂起時(shí)，停止加熱． (1)若此時(shí)鍋內(nèi)氣體的體積為V，摩爾體積為V0，阿伏加德羅常數(shù)為NA，寫出鍋內(nèi)氣體分子數(shù)的估算表達(dá)式； (2)假定在一次放氣過程中，鍋內(nèi)氣體對壓力閥及外界做功1 J，并向外界釋放了2 J的熱量．鍋內(nèi)原有氣體的內(nèi)能如何變化？變化了多少？ 【解析】　(1)設(shè)鍋內(nèi)氣體分子為n n＝NA. (2)根據(jù)熱力學(xué)第一定律 ΔE＝W＋Q＝－3 J 鍋內(nèi)氣體內(nèi)能減少，減少了3 J. 【答案】　(1)NA　(2)內(nèi)能減少，減少了3 J 15．利用油膜法可以粗略測出阿伏加德羅常數(shù)，把密度ρ＝0.8×103 kg/m3的某種油，用滴管滴出一滴在水面上形成油膜，已知這滴油的體積為V＝0.5×10－3 cm3，形成的油膜面積為S＝0.7 m2.油的摩爾質(zhì)量M＝0.09 kg/mol.若把油膜看成是單分子層，每個(gè)油分子看成球形，只需要保留一位有效數(shù)字，那么：油分子的直徑是多少？ 【解析】　由d＝可得：d＝ m＝7×10－10 m 【答案】　7×10－10 m