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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(píng)估

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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(píng)估

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(píng)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(shuō)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(duì)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】BD2某氣體的摩爾質(zhì)量為M,摩爾體積為V,密度為,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可表示為()ANABNACNA DNA【解析】NA或NA,故B、C項(xiàng)正確【答案】BC3在觀察布朗運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)過(guò)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(shuō)法錯(cuò)誤的是()A由圖可以看出布朗運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的B圖中軌跡就是顆粒無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的軌跡C若對(duì)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(duì)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)答案為B.【答案】B4(2009年衡水模擬)下列關(guān)于分子運(yùn)動(dòng)和熱現(xiàn)象的說(shuō)法正確的是()A氣體如果失去了容器的約束就會(huì)散開(kāi),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(shì)能增加C對(duì)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】BC5下列說(shuō)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根據(jù)熱力學(xué)第二定律,一切物理過(guò)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(lái)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(duì)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(duì)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(guò)程具有方向性,但不是所有物理過(guò)程都具有方向性,如彈簧振子的動(dòng)能可以轉(zhuǎn)化為勢(shì)能,勢(shì)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;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(shuō)明溫度升高了,內(nèi)能增加,再進(jìn)行絕熱壓縮,只有外界對(duì)氣體做功,沒(méi)有熱傳遞,其內(nèi)能增加,D正確【答案】D6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】BD7(2009年海南卷)下列說(shuō)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(shì)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(shì)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(duì)器壁單位面積平均碰撞次數(shù)隨著溫度降低而增加【答案】ADEF8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(guò)程設(shè)為甲過(guò)程,將緩慢地向下壓活塞的過(guò)程設(shè)為乙過(guò)程已知甲、乙兩個(gè)過(guò)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(shuō)法正確的是()A兩過(guò)程大氣壓力對(duì)活塞做的功一樣多B甲過(guò)程汽缸內(nèi)氣體末態(tài)內(nèi)能比乙過(guò)程氣體末態(tài)內(nèi)能大C甲過(guò)程中氣體的壓強(qiáng)不斷增大,乙過(guò)程中氣體的壓強(qiáng)不變D甲過(guò)程汽缸內(nèi)每個(gè)分子對(duì)缸壁的沖力增大,乙過(guò)程汽缸內(nèi)每個(gè)分子對(duì)缸壁的沖力減小【解析】?jī)煞N情況下,理想氣體體積變化相同,而大氣壓力做功W0·V,所以A項(xiàng)正確;迅速下壓活塞的過(guò)程中,理想氣體與外界來(lái)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(guò)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(guò)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(guò)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(duì)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】AB9A、B兩裝置,均由一支一端封閉,一端開(kāi)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,其他條件都相同將兩管抽成真空后,開(kāi)口向下豎直插入水銀槽中(插入過(guò)程沒(méi)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(guò)程水銀與外界沒(méi)有熱交換,則下列說(shuō)法正確的是()AA中水銀的內(nèi)能增量大于B中水銀的內(nèi)能增量BB中水銀的內(nèi)能增量大于A中水銀的內(nèi)能增量CA和B中水銀體積保持不變,故內(nèi)能增量相同DA和B中水銀溫度始終相同,故內(nèi)能增量相同【解析】對(duì)進(jìn)入A、B管中的水銀而言,由外界對(duì)水銀做功數(shù)值相同,為WpV,大氣壓對(duì)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(shì)能,又因EpAEpB,則EAEB,即B中水銀的內(nèi)能增量大于A中水銀【答案】B10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(shì)能為Ep(彈簧處于自然長(zhǎng)度時(shí)的彈性勢(shì)能為零)現(xiàn)繩突然斷開(kāi),彈簧推動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)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(guò)此過(guò)程()AEp全部轉(zhuǎn)換為氣體的內(nèi)能BEp一部分轉(zhuǎn)換為活塞的重力勢(shì)能,其余部分仍為彈簧的彈性勢(shì)能CEp全部轉(zhuǎn)換為活塞的重力勢(shì)能和氣體的內(nèi)能DEp一部分轉(zhuǎn)換為活塞的重力勢(shì)能,一部分轉(zhuǎn)換為內(nèi)能,其余部分仍為彈簧的彈性勢(shì)能【解析】當(dāng)繩突然斷開(kāi),彈簧推動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng),對(duì)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(cè)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(cè)量中,某位同學(xué)測(cè)得如下數(shù)據(jù):測(cè)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(hào)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(cè)數(shù)據(jù)偏大,則對(duì)出現(xiàn)這種結(jié)果的原因,下列說(shuō)法中可能正確的是_A錯(cuò)誤地將油酸酒精溶液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(méi)有充分展開(kāi)【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(huà)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(cè)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(cè)分子直徑偏小,故B項(xiàng)錯(cuò)【答案】(1)(2)ACD12寫(xiě)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(lái),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(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng),且溫度升高時(shí),這種無(wú)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(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)加劇是由于液體分子不停地做無(wú)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(wú)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(lèi)文明的進(jìn)步,出現(xiàn)了“鉆木取火”等方法“鉆木取火”是通過(guò)_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(lái),如圖這是因?yàn)闊坷锏臍怏w吸收了水的_,溫度_,體積_【解析】(1)熱力學(xué)第一定律是對(duì)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(guò)程中,能量的總值不變所以鉆木取火是通過(guò)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(xiě)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(guò)程中,鍋內(nèi)氣體對(duì)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nnNA.(2)根據(jù)熱力學(xué)第一定律EWQ3 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 J15利用油膜法可以粗略測(cè)出阿伏加德羅常數(shù),把密度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V0.5×103 cm3,形成的油膜面積為S0.7 m2.油的摩爾質(zhì)量M0.09 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 m7×1010 m【答案】7×1010 m

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