新课标全国高考考前复习物理11.1 分子动理论 能量守恒与热力学定律

新课标全国高考考前复习物理 11.1 分子动理论 能量守恒与热力学定律1. 气体能够充满密闭容器，说明气体分子除相互碰撞的短暂时间外( )．A ．气体分子可以做布朗运动B ．气体分子的动能都一样大C ．相互作用力十分微弱，气体分子可以自由运动D ．相互作用力十分微弱，气体分子间的距离都一样大解析 布朗运动是悬浮在液体中的微粒的运动，布朗运动不是分子运动，选项A 错误； 气体分子的速度不一定一样大，动能不一定一样大，选项B 错误；气体分子可以自由运 动，相互作用力十分微弱，但距离不一定一样大，选项C 正确、D 错误． 答案 C2．如图11－1－1所示为两分子系统的势能E p 与两分子间距离r的关系曲线．下列说法正确的是 ( )．A ．当r 大于r 1时，分子间的作用力表现为引力B ．当r 小于r 1时，分子间的作用力表现为斥力C ．当r 等于r 2时，分子间的作用力为零D ．在r 由r 1变到r 2的过程中，分子间的作用力做负功解析 分子间距等于r 0时分子势能最小，即r 0＝r 2.当r 小于r 1时分子力表现为斥力；当r 大于r 1小于r 2时分子力表现为斥力；当r 大于r 2时分子力表现为引力，A 错，B 、C 对．在r 由r 1变到r 2的过程中，分子斥力做正功，分子势能减小，D 错误． 答案 BC3．如图11－1－2所示为某种椅子与其升降部分的结构示意图，M 、N 两筒间密闭了一定质量的气体，M 可沿N 的内壁上下滑动．设筒内气体不与外界发生热交换，在M 向下滑动的动程中( )．图11－1－1图11－1－2A ．外界对气体做功，气体内能增大B ．外界对气体做功，气体内能减小C ．气体对外界做功，气体内能增大D ．气体对外界做功，气体内能减小解析 筒内气体不与外界发生热交换，当气体体积变小时，则外界对气体做功，气体的内能增大，A 正确． 答案 A4．如图11－1－3所示，将两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来，下面的铅柱不脱落，主要原因是( )．A ．铅分子做无规则热运动B ．铅柱受到大气压力作用C ．铅柱间存在万有引力作用D ．铅柱间存在分子引力作用解析 由于铅柱较软，且接触面平滑，用力压紧，使得铅分子间的距离小到分子力起作用的距离，分子引力的作用使铅柱在钩码的拉力下未分开，D 正确． 答案 D5． (1)下列说法正确的是________．A ．由阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可以估算出该种气体分子的大小B ．悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显图11－1－3C ．分子间的引力随分子间距离的增大而增大，分子间的斥力随分子间距离的增大而减小D ．根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体(2)如图1－1－10所示，汽缸内封闭一定质量的某种理 想气体，活塞通过滑轮和一重物连接并保持平衡，已 知活塞距缸口0.2 m ，活塞面积10 cm 2，大气压强 1.0×105Pa ，物重50 N ，活塞质量及一切摩擦不计，缓慢升高环境温度，使活塞刚好升到缸口，封闭气体吸收了60 J 的热量，则封闭气体的压强将________(选填“增加”、“减小”或“不变”)，气体内能变化量为________J.解析 (1)由于气体分子间距离大，所以不能估算分子大小，A 错．布朗运动的显著程度 与温度和颗粒大小有关，B 正确．分子引力和斥力都是随分子间距离的增大而减小的， 则C 错．热量不能自发地从低温物体传到高温物体，故D 错． (2)此时气体压强p ＝p 0－G S恒定．由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q ＝－p ΔV ＋Q ＝50 J. 答案 (1)B (2)不变 506．(1)当密闭在气球内的空气(可视为理想气体)温度缓慢升高时________． A ．气体分子的体积增大 B ．气体分子的动能增大 C ．气体分子的平均动能增大 D ．单位体积内分子数增多(2)若只对一定质量的理想气体做1 500 J 的功，可使其温度升高5 K ．若改成只用热传递 的方式，使气体温度同样升高5 K ，那么气体应吸收________ J 的热量．如果对该气体图11－1－4做了2 000 J 的功，使其温度升高了5 K ，表明在该过程中，气体还________(选填“吸收” 或“放出”)热量________J. 答案 (1)C (2)1 500 放出 5007．(1)第一类永动机不可能制成是因为其违反了________________，第二类永动机不可能制成是因为其违反了_________________________________________________________．(2)在一个大气压下，水在沸腾时，1 g 水吸收2 263.8 J 的热量后由液态变成同温度的气 态，其体积由1.043 cm 3变成1 676 cm 3，求： ①1 g 水所含的分子个数； ②体积膨胀时气体对外界做的功；③气体的内能变化．(大气压强p 0＝1.0×105Pa ，水的摩尔质量为M ＝18 g/mol ，阿伏加 德罗常数N A ＝6.0×1023mol －1)解析 (2)①1 g 水所含的分子个数为n ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫118×6×1023＝3.3×1022(个)．②气体体积膨胀时对外做的功为W ＝p 0×ΔV ＝105×(1 676－1.043)×10－6J ＝167.5 J. ③根据热力学第一定律有：ΔU ＝W ＋Q ＝(2 263.8－167.5) J ＝2 096.3 J. 答案 (1)能量守恒定律 热力学第二定律 (2)①3.3×1022②167.5 J ③增加 2 096.3 J 8．(1)下列说法中正确的是________．A ．气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大B ．把两块纯净的铅压紧，它们会“粘”在一起，说明分子间存在引力C ．破碎的玻璃不能重新拼接在一起是因为其分子间存在斥力作用D ．分子a 从远处趋近固定不动的分子b ，只受分子之间作用力，当a 到达受b 的作用力为零处时，a 的动能一定最大(2)目前，环境污染已非常严重，瓶装纯净水已经占领柜台．再严重下去，瓶装纯净空气 也会上市．设瓶子的容积为500 mL ，空气的摩尔质量M ＝29×10－3kg/mol.按标准状况 计算，N A ＝6.0×1023mol －1，试估算： ①空气分子的平均质量是多少？ ②一瓶纯净空气的质量是多少？ ③一瓶中约有多少个气体分子？解析 (1)气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁 时对器壁的作用力增大，但是气体的压强不一定增大，还要看分子的密集程度，A 项错 误；把两块纯净的铅压紧，它们会“粘”在一起，是分子间引力的作用，B 项正确；玻璃断面凹凸不平，即使用很大的力也不能使两断面间距接近分子引力作用的距离，所以 碎玻璃不能接合，若把玻璃加热，玻璃变软，则可重新接合，所以C 项错误；分子a 从 远处趋近固定不动的分子b ，只受分子之间作用力，先是引力做正功，当a 到达受b 的 作用力为零处时，a 的动能一定最大，D 项正确．(2)①m ＝M N A ＝29×10－36.0×1023 kg ＝4.8×10－26kg ②m 空＝ρV 瓶＝MV 瓶V m ＝29×10－3×500×10－622.4×10－3kg ＝6.5×10－4kg ③分子数N ＝nN A ＝V 瓶V m ·N A ＝500×10－6×6.0×102322.4×10－3＝1.3×1022个 答案 (1)BD (2)①4.8×10－26kg ②6.5×10－4kg③1.3×1022个9．(1)下列说法正确的是( )．A ．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映B ．没有摩擦的理想热机可以把吸收的能量全部转化为机械能C ．知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏加德罗常数D ．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同(2)一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功1.7×105J ，气体内能减少1.3×105J ，则此过程中气体________(填“吸收”或“放出”)的热量是________ J ．此后， 保持气体压强不变，升高温度，气体对外界做了5.0×105J 的功，同时吸收了6.0×105J 的热量，则此过程中，气体内能增加了________ J解析 (1)布朗运动是指悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，并不是指颗粒分子的运动， 所以A 错误．热能不可能全部转化为机械能而不引起其他变化，所以B 错误．知道摩尔 质量和密度可求摩尔体积，求不出阿伏加德罗常数，所以C 错误．内能不同的物体它们 分子运动的平均动能可能相同，因为只要物体的温度相同，分子平均动能就相同，所以 D 项正确．(2)根据热力学第一定律得：W ＝1.7×105J ，ΔU ＝－1.3×105J ，代入ΔU ＝W ＋Q 可得，Q ＝－3.0×105 J ，Q 为负值，说明气体要放出热量，放出的热量为3.0×105 J ；同理W＝－5×105J ，Q ＝6×105J ，ΔU ＝W ＋Q ＝1.0×105J ，即内能增加了1.0×105J. 答案 (1)D (2)放出 3.0×1051.0×10510．(1)关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是( )．A ．教室内看到透过窗子的“阳光柱”里粉尘颗粒杂乱无章的运动，这种运动是布朗运动B ．热量只能从高温物体向低温物体传递，不可能由低温物体传给高温物体C ．用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功2.0×105J ，若空气向外界放出热量1.5×105J ，则空气内能增加5×104JD ．一定质量的理想气体，如果保持温度不变，体积越小压强越大(2)1 mL 水用注射器能滴50滴，水的密度ρ＝103kg/m 3，则1滴水中有多少个水分子？(阿 伏加德罗常数N A ＝6.02×10－23mol －1)解析 (1)布朗运动是由液体分子撞击固体小颗粒而引起的，而教室内粉尘颗粒杂乱无章 的运动是由于空气流动引起的，A 项错误；在一定条件下，热量可以从低温物体传给高 温物体，例夏天空调工作时，不断地将热量从低温的室内传到高温的室外，B 项错误； 根据热力学第一定律可知，C 项正确；根据pVT＝恒量可知，对于一定质量的气体，温度 不变，体积越小，压强越大，D 项正确． (2)1滴水的体积为 V ＝1×10－650m 3＝2×10－8 m 31滴水的质量为m ＝V ρ＝2×10－8×103kg ＝2×10－5kg 所以1滴水中水分子的个数为n ＝m m mol N A ＝2×10－518×10－3×6.02×1023＝6.69×1020个．答案 (1)CD (2)6.69×1020个。