高中物理万有引力课时作业三十一

课时作业(三十一)(时间：45分钟 满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分，每小题至少有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后括号内)1．如图所示，用细线将一块玻璃板水平地悬挂在弹簧秤下端，并使玻璃板贴在水面上，然后缓慢提起弹簧秤，在玻璃板脱离水面的一瞬间，弹簧秤读数会突然增大，主要原因是( )A ．水分子做无规则热运动B ．玻璃板受到大气压力作用C ．水与玻璃间存在万有引力作用D ．水与玻璃间存在分子引力作用【解析】 在玻璃板脱离水面的一瞬间，弹簧秤读数会突然增大的主要原因是：水与玻璃间存在分子引力作用，选项D 正确．【答案】 D2．“花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴”是南宋诗人陆游《村居书喜》中的两句．前一句的科学依据是( )A ．气温高时，人的嗅觉灵敏B ．气温低时，人的嗅觉灵敏C ．气温高时，分子无规则运动加剧D ．气温低时，分子无规则运动加剧【解析】 花香是由花朵分泌的芳香油分子在空气中传播形成的，气温高时空气中分子无规则运动加剧，芳香油分子也因此传播的更快更远，故选项C 对．【答案】 C3．钻石首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为ρ(单位为kg/m 3)，摩尔质量为M (单位为g/mol)，阿伏加德罗常数为N A .已知1克拉＝0.2克．则( )A ．a 克拉钻石所含有的分子数为0.2×10－3aN A M B ．a 克拉钻石所含有的分子数为aN A MC ．每个钻石分子直径的表达式为36M ×10－3N A ρπ(单位为m)D ．每个钻石分子直径的表达式为6M N A ρπ(单位为m) 【解析】 a 克拉钻石物质的量为n ＝0.2a M ，所含分子数为N ＝nN A ＝0.2aN A M，钻石的摩尔体积为V m ＝M ×10－3ρ(单位为m 3/mol)，每个钻石分子体积为V 0＝V m N A ＝M ×10－3N A ρ，设钻石分子直径为d ，则V 0＝43π⎝⎛⎭⎫d 23，联立解得d ＝36M ×10－3N A ρπm. 【答案】 C 4．(2013·重庆卷，10(1))某未密闭房间内的空气温度与室外的相同，现对该室内空气缓慢加热，当室内空气温度高于室外空气温度时( )A ．室内空气的压强比室外的小B ．室内空气分子的平均动能比室外的大C ．室内空气的密度比室外的大D ．室内空气对室外空气做了负功【解析】 因为室内、外相通，内、外压强始终相等，A 错误；温度是分子平均动能的标志，室内温度高，分子平均动能大，B 正确；室内原有空气体积膨胀对外做功，密度减小，C 、D 错误．【答案】 B5．某学生利用自行车内胎、打气筒、温度传感器以及计算机等装置研究自行车内胎打气→打气结束→突然拔掉气门芯放气→放气后静置一段时间的整个过程中内能的变化情况，车胎内气体的温度随时间变化的情况如图所示，可获取的信息是( )A ．从开始打气到打气结束的过程中由于气体对外做功，内能迅速增加B ．从打气结束到拔掉气门芯前由于气体对外做功，其内能缓慢减少C ．拔掉气门芯后由于气体冲出对外做功，其内能急剧减少D ．放气后静置一段时间由于再次对气体做功，气体内能增加【解析】 从开始打气到打气结束的过程是外界对气体做功的过程，A 错误；从打气结束到拔掉气门芯前由于热传递气体温度下降，内能减少，B 错误；拔掉气门芯后气体冲出对外界做功，气体内能急剧减少，C 正确；放气后静置一段时间由于热传递气体温度上升，内能增加，D错误．【答案】 C6．下列说法中正确的是()A．在一房间内，打开一台冰箱的门，再接通电源，过一段时间后，室内温度就会降低B．从目前的理论看来，只要实验设备足够高级，可以使温度降低到－274℃C．第二类永动机是不能制造出来的，尽管它不违反热力学第一定律，但它违反热力学第二定律D．机械能可以自发地全部转化为内能，内能也可以全部转化为机械能而不引起其他变化【解析】根据能量守恒定律，在一房间内，打开一台冰箱的门，再接通电源，过一段时间后，电能转化为内能，室内温度就会升高，选项A错误；根据热力学第三定律，从目前的理论看来，不管实验设备如何高级，都不可以使温度降低到－274℃，选项B错误；第二类永动机是不能制造出来的，尽管它不违反热力学第一定律，但它违反热力学第二定律，选项C正确；机械能可以自发地全部转化为内能，根据热力学第二定律，内能不可以全部转化为机械能而不引起其他变化，选项D错误．【答案】 C7．(2015·上海松江区一模)如图所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子间的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法中正确的是()A．ab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为10－10 mB．ab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为10－10 mC．若两个分子间距离大于e点的横坐标，则分子间作用力的合力表现为斥力D．若两个分子间距离越来越大，则分子势能亦越来越大【解析】e点横坐标等于分子平衡距离r0，其数量级应为10－10 m．因平衡距离之内，分子斥力大于分子引力，分子力表现为斥力，故ab为引力曲线，cd为斥力曲线，A错误，B正确．当两分子间距离大于e点的横坐标，即r>r0时，作用力的合力表现为引力，C错误．若r<r0，当两分子间距离增大时，合力做正功，分子势能减小，D错误．【答案】 B8．(2015·山东青岛模拟)某气体的摩尔质量为M mol ，摩尔体积为V mol ，密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为m 和V 0，则阿伏加德罗常数N A 不可表示为( )A ．N A ＝M mol mB ．N A ＝ρV mol mC ．N A ＝V mol V 0D ．N A ＝M mol ρV 0【解析】 阿伏加德罗常数N A ＝M mol m ＝ρV mol m ＝V mol V，其中V 应为每个气体分子所占有的体积，而V 0是气体分子的体积，故C 错误．ρV 0不是气体分子的质量，D 错误．【答案】 CD9．(2012·全国新课标卷，改编)关于热力学定律，下列说法正确的是( )A ．为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量B ．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加C ．可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功D ．不可能使热量从低温物体传向高温物体E ．功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程【解析】 由ΔU ＝Q ＋W 可知做功和热传递是改变内能的两种途径，它们具有等效性，故A 正确、B 错误；由热力学第二定律可知，可以从单一热源吸收热量，使之全部变为功，但会产生其他影响，故C 正确；同样热量只是不能自发的从低温物体传向高温物体，则D 错；一切与热现象有关的宏观过程不可逆，则E 正确．【答案】 ACE10．关于物体内能，下列说法中正确的是( )A ．相同质量的两个物体，升高相同的温度，内能增量一定相同B ．在一定条件下，一定量0 ℃的水结成0 ℃的冰，内能一定减小C ．一定量的气体体积增大，但既不吸热也不放热，内能一定减小D ．一定量气体吸收热量而保持体积不变，内能一定减小【解析】 升高相同的温度，分子的平均动能增量相同，而物体的内能是物体内所有的分子的动能和势能的总和．分子的平均动能增量相同，分子数不同，分子的势能也不一定相同，所以内能增量不一定相同，即A 错误；0 ℃的水变成0 ℃的冰，需放出热量，外界不对其做功，因而内能就一定减少，即B 正确；一定量的气体体积增大，气体对外做功，又因不吸热不放热，所以，内能一定减少，即C 正确．一定量气体吸热但体积不变，即不对外做功，外界也不对气体做功，内能一定增加，即D 错误．【答案】 BC二、综合应用(本题共2小题，共30分，解答时应写出必要的文字说明，方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)11．(12分)在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，将6 mL 的纯油酸制成104 mL 的油酸酒精溶液，经测定1 mL 油酸酒精溶液有50滴液滴．现取1滴该溶液滴入盛水的浅盘中，待稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用水彩笔在玻璃板上描出油酸膜的轮廓，随后在坐标纸上描绘出油酸膜的形状，如图，已知坐标纸中正方形小方格的边长为20 mm.则油酸膜的面积是______，油酸分子的直径是________(保留2位有效数字)．【解析】 油膜所覆盖的坐标纸方格约为140个，所以油膜面积S ＝140×(20×10－3)2＝5.6×10－2(m 2)；1 mL 油酸酒精溶液中有液滴50滴，1滴油酸酒精溶液的体积为150mL ，又因为每104 mL 溶液中有纯油酸6 mL ，150mL 溶液中纯油酸 体积：V ＝6×150104×10－6＝1.2×10－11(m 3)；油酸分子直径L ＝V S ＝1.2×10－11m 35.6×10－2 m 2＝2.1×10－10 m.【答案】 5.6×10－2 m 2 2.1×10－10 m12．(18分)如右图所示的圆柱形容器内用活塞密封一定质量的气体，已知容器横截面积为S ，活塞重为G ，大气压强为p 0.若活塞固定，密封气体温度升高1 ℃需吸收的热量为Q 1；若活塞不固定，且可无摩擦滑动，仍使密封气体温度升高1 ℃，需吸收的热量为Q 2.(1)Q 1和Q 2哪个大些？气体在定容下的比热容与在定压下的比热容为什么会不同？(2)求在活塞可自由滑动时，密封气体温度升高1 ℃，活塞上升的高度h .【解析】 (1)设密封气体温度升高1 ℃，内能的增量为ΔU .则有ΔU ＝Q 1①ΔU ＝Q 2＋W ②对活塞应用动能定理得：W 内气＋W 大气－Gh ＝0③W 大气＝－p 0Sh ④W ＝－W 内气⑤解②③④⑤得：Q 2＝ΔU ＋(p 0S ＋G )h ⑥∴Q 1<Q 2⑦由此可见，质量相等的同种气体，在定容和定压两种不同情况下，尽管温度变化相同，但吸收的热量不同，所以同种气体在定容下的比热容与在定压下的比热容是不同的．(2)解①⑥两式得：h ＝Q 2－Q 1p 0S ＋G. 【答案】 (1)Q 2 见解析 (2)Q 2－Q 1p 0S ＋G。