【優(yōu)化探究】2020高考物理一輪復(fù)習 11-1基礎(chǔ)鞏固演練

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1、 1．(2020年高考全國卷) 圖為兩分子系統(tǒng)的勢能Ep與兩分子間距離r的關(guān)系曲線．下列說法正確的是(　　) A．當r大于r1時，分子間的作用力表現(xiàn)為引力 B．當r小于r1時，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力 C．當r等于r2時，分子間的作用力為零 D．在r由r1變到r2的過程中，分子間的作用力做負功 解析：在Ep－r圖中，當r＝r2時Ep最小，說明r2＝r0，即分子力為零時的分子間距．再利用F－r圖即可知正確答案為B、C. 答案：BC 2．(2020年高考江蘇單科)(1)在將空氣壓縮裝入氣瓶的過程中，溫度保持不變，外界做了24 kJ的功．現(xiàn)潛水員背著該氣瓶緩慢地潛入海底，若在

2、此過程中，瓶中空氣的質(zhì)量保持不變，且放出了5 kJ的熱量．在上述兩個過程中，空氣的內(nèi)能共減小________kJ，空氣________(選填“吸收”或“放出”)的總熱量為________kJ. (2)已知潛水員在岸上和海底吸入空氣的密度分別為1.3 kg/m3和2.1 kg/m3，空氣的摩爾質(zhì)量為0.029 kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.02×1023 mol－1.若潛水員呼吸一次吸入2 L空氣，試估算潛水員在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空氣的分子數(shù)．(結(jié)果保留一位有效數(shù)字) 解析：(1)將空氣壓縮裝入氣瓶的過程中，溫度不變，所以內(nèi)能不變，潛水員背著氣瓶潛入海底的過程中，放出5 k

3、J的熱量，則ΔU＝－5 kJ.故兩過程減小的空氣內(nèi)能為5 kJ，在這兩個過程中，由熱力學(xué)第一定律得ΔU＝W＋Q，Q＝ΔU－W＝(－5－24)kJ＝－29 kJ，“－”說明放出熱量． (2)設(shè)空氣的摩爾質(zhì)量為M，在海底和岸上的密度分別為ρ海和ρ岸，一次吸入空氣的體積為V，則有Δn＝ NA，代入數(shù)據(jù)得Δn＝3×1022. 答案：(1)5　放出　29　(2)3×1022 3．(2020年徐州模擬)一個標準足球場的面積為105 m×68 m＝7 140 m2.通常用空氣濕度(相對濕度、絕對濕度)表示空氣中含有水蒸氣的情況，若球場附近一定體積的空氣中所含的水蒸氣凝結(jié)成水后的體積為103 cm3，

4、已知水的密度為ρ＝1.0×103 kg/m3，水的摩爾質(zhì)量Mmol＝1.8×10－2 kg/mol，一標準大氣壓為1.0×105 Pa，試求： (1)該足球場上方空氣的質(zhì)量； (2)水蒸氣凝結(jié)成的水中含多少水分子； (3)估算一個水分子的直徑為多大．(以上計算結(jié)果均保留一位有效數(shù)字) 解析：(1)由p0S＝mg得： m＝＝ kg＝7×107 kg (2)水的摩爾體積為 V0＝＝ m3/mol＝2×10－5 m3/mol 水分子數(shù)： n＝＝個＝3×1025個 (3)建立水分子的球模型有πd3＝ 得水分子直徑 d＝ ＝ m＝4×10－10 m 答案：(1)7×107 k

5、g (2)3×1025個 (3)4×10－10 m 4．一定質(zhì)量的氣體從外界吸收了1×105 cal的熱量，同時氣體對外做了6×105 J的功，問： (1)物體的內(nèi)能變化多少？ (2)分子勢能是增加還是減少？ (3)分子平均動能如何變化？(1 cal＝4.2 J) 解析：(1)因氣體從外界吸收熱量 所以Q＝1×105×4.2 J＝4.2×105 J 氣體對外做功W＝－6×105 J 據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q得 ΔU＝－6×105 J＋4.2×105 J＝－1.8×105 J 所以物體內(nèi)能減少了1.8×105 J. (2)因為氣體對外做功，體積膨脹，分子間距離增大了

6、，分子力做負功，氣體的分子勢能增加了． (3)因為氣體內(nèi)能減少了，而分子勢能增加了，所以分子動能必然減少了，且分子動能的減少量一定大于分子勢能的增加量． 答案：(1)減小1.8×105 J　(2)增加　(3)見解析 5．對于固體和液體來說，其內(nèi)部分子可看做是一個挨一個緊密排列的小球，若某固體的摩爾質(zhì)量為M，密度為ρ，阿伏加德羅常數(shù)為NA. (1)該固體分子質(zhì)量的表達式為________． (2)若已知汞的摩爾質(zhì)量為M＝200.5×10－3 kg/mol，密度為ρ＝13.6×103 kg/m3，阿伏加德羅常數(shù)為NA＝6.0×1023 mol－1，試估算汞原子的直徑大小(結(jié)果保留兩位有效

7、數(shù)字)． 解析：(1)該固體分子質(zhì)量的表達式m＝. (2)將汞原子視為球形，其體積V0＝ πd3＝ 汞原子直徑的大小d＝ ＝3.6×10－10 m. 答案：(1)m＝　(2)3.6×10－10 m 6．(1)已知某氣體的摩爾體積為VA，摩爾質(zhì)量為MA，阿伏加德羅常數(shù)為NA，由以上數(shù)據(jù)能否估算出每個分子的質(zhì)量、每個分子的體積、分子之間的平均距離？ (2)當物體體積增大時，分子勢能一定增大嗎？ (3)在同一個坐標系中畫出分子力F和分子勢能Ep隨分子間距離的變化圖象，要求表現(xiàn)出Ep最小值的位置及Ep變化的大致趨勢． 解析：(1)可估算出每個氣體分子的質(zhì)量m0＝； 由于氣體分子間距較

8、大，由V0＝，求得的是平均一個分子占據(jù)的空間而不是一個氣體分子的體積，故不能估算每個分子的體積； 由d＝ ＝ 可求出分子之間的平均距離． (2)在r>r0范圍內(nèi)，當r增大時，分子力做負功，分子勢能增大；在r

9、能沒有變化．根據(jù)熱力學(xué)第一定律，在工質(zhì)的一個循環(huán)中，Q1、Q2、W三者之間滿足的關(guān)系是________．熱機的效率η＝不可能達到100%，從能量轉(zhuǎn)換的角度，說明________能不能完全轉(zhuǎn)化為________能． (2)如圖表示一定質(zhì)量的某氣體在不同溫度下的兩條等溫線．圖中等溫線Ⅰ對應(yīng)的溫度比等溫線Ⅱ?qū)?yīng)的溫度要________(選填“高”或“低”)．在同一等溫線下，如果該氣體的壓強變?yōu)樵瓉淼?倍，則氣體的體積應(yīng)變?yōu)樵瓉淼腳_______． 解析：(1)由熱力學(xué)第一定律、熱量、做功、內(nèi)能的符號規(guī)定得Q1＋(－Q2)＋(－W)＝0，即Q1－Q2＝W.再由熱力學(xué)第二定律知，內(nèi)能不可能全部轉(zhuǎn)

10、化成機械能而不產(chǎn)生其他影響． (2)質(zhì)量相同的氣體，pV之積越大，則溫度越高．取相同的體積V，觀察對應(yīng)的壓強p，便可以比較出等溫線Ⅱ的溫度高．再由玻意耳定律，p1V1＝p2V2，當p2＝2p1時，得V2＝V1. 答案：(1)Q1－Q2＝W　內(nèi)　機械　(2)低　 8．某學(xué)校物理興趣小組組織開展一次探究活動，想估算地球周圍大氣層空氣的分子個數(shù)．一學(xué)生通過網(wǎng)上搜索，查閱得到以下幾個物理量數(shù)據(jù)：已知地球的半徑R＝6.4×106 m，地球表面的重力加速度g＝9.8 m/s2，大氣壓強p0＝1.0×105 Pa，空氣的平均摩爾質(zhì)量M＝2.9×10－2 kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.0×102

11、3個/mol. (1)這位同學(xué)根據(jù)上述幾個物理量能估算出地球周圍大氣層空氣的分子數(shù)嗎？若能，請給出結(jié)果；若不能，請說明理由． (2)假如地球周圍的大氣全部液化成水且均勻分布在地球表面上，估算一下地球半徑將會增加多少？(已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3) 解析：(1)能．因為大氣壓強是由大氣重力產(chǎn)生的， 由p0＝＝得m＝. 把查閱得到的數(shù)據(jù)代入上式得m＝5.2×1018 kg， 大氣層空氣的分子數(shù)為n＝NA＝1.1×1044 個． (2)可求出液化后空氣的體積為： V＝＝ m3＝5.2×1015 m3 設(shè)大氣液化后液體水分布在地球表面上時，地球半徑增加h，則有 π(R＋h)3－πR3＝V 得3R2h＋3Rh2＋h3＝V， 考慮到h遠小于R， 忽略h的二次項和三次項得 h＝＝ m≈10 m. 答案：(1)能　1.1×1044個　(2)10 m