2019年高考物理總復(fù)習(xí) 第十一章 第1講 分子動(dòng)理論 熱力學(xué)定律與能量守恒 新人教版選修3-3.doc

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2019年高考物理總復(fù)習(xí) 第十一章 第1講 分子動(dòng)理論 熱力學(xué)定律與能量守恒 新人教版選修3-3 1．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)能和分子間的勢(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．一定量的氣體，在體積不變時(shí)，分子每秒平均碰撞器壁的次數(shù)隨著溫度降低而增大 D．布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng) 解析　氣體的溫度變化時(shí)，其分子平均動(dòng)能也隨之改變，但分子間勢(shì)能不一定變化，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；布朗運(yùn)動(dòng)不是液體分子的運(yùn)動(dòng)，是液體分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案　A 2．清晨，草葉上的露珠是由空氣中的水汽凝結(jié)成的水珠，這一物理過程 中，水分子間的(　　) A．引力消失，斥力增大　　　 B．斥力消失，引力增大 C．引力、斥力都減小 D．引力、斥力都增大 解析 因?yàn)榭諝庵兴Y(jié)成水珠時(shí)水分子間距離減小，再根據(jù)分子力與分子間距離的關(guān)系可知，當(dāng)分子間距離減小時(shí)斥力、引力同時(shí)增大，所以只有D項(xiàng)正確． 答案 D 3．兩個(gè)分子相距為r1時(shí)，分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力，相距為r2時(shí)，表現(xiàn)為斥力，則下面說法正確的是(　　)． A．相距為r1時(shí)，分子間沒有斥力存在 B．相距為r2時(shí)，分子間的斥力大于相距為r1時(shí)的斥力 C．相距為r2時(shí)，分子間沒有引力存在 D．相距為r1時(shí)，分子間的引力大于相距為r2時(shí)的引力 解析　兩個(gè)分子相距為r1時(shí)，分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力，相距為r2時(shí)，表現(xiàn)為斥力，因分子間同時(shí)存在引力和斥力，則選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤；因分子間相距為r2時(shí)，表現(xiàn)為斥力，隨著距離的增大分子間的斥力減小，則分子間的斥力大于相距為r1時(shí)的斥力；分子間相距為r1時(shí)，表現(xiàn)為引力，隨著距離的增大，分子間的引力減小，則分子間的引力小于相距為r2時(shí)的引力，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確． 答案　B 4．下列說法中正確的是(　　)． A．布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子無規(guī)則的運(yùn)動(dòng) B．分子間不可能同時(shí)存在引力和斥力 C．熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體 D．外界對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能不一定增加 解析　布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，反映了液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)；分子間同時(shí)存在引力和斥力，B錯(cuò)；在外力做功時(shí)，熱可以從低溫物體傳到高溫物體，C錯(cuò)；外界對(duì)物體做功，有可能放熱，內(nèi)能減少，D對(duì)． 答案　D 5．做布朗運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，得到某個(gè)觀測(cè)記錄如圖1，圖中記錄的是(　　) 圖1 A．分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的情況 B．某個(gè)微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的軌跡 C．某個(gè)微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的速度－時(shí)間圖線 D．按等時(shí)間間隔依次記錄的某個(gè)運(yùn)動(dòng)微粒位置的連線 解析 微粒在周圍液體分子無規(guī)則碰撞作用下，做布朗運(yùn)動(dòng)，軌跡是無規(guī)則的，實(shí)際操作中不易描繪出微粒的實(shí)際軌跡；而按等時(shí)間間隔依次記錄的某個(gè)運(yùn)動(dòng)微粒位置的連線的無規(guī)則，也能充分反映微粒布朗運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則，本實(shí)驗(yàn)記錄描繪的正是某一粒子位置的連線，故選D. 答案 D 6．一定質(zhì)量的理想氣體在某一過程中，外界對(duì)氣體做功6.0104 J，氣體內(nèi)能減少1.4105 J，則此過程(　　)． A．氣體從外界吸收熱量2.0105 J B．氣體向外界放出熱量2.0105 J C．氣體從外界吸收熱量8.0104 J D．氣體向外界放出熱量8.0104 J 解析　由熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q，Q＝ΔU－W＝－1.4105 J－6.0104 J＝－2.0105 J，負(fù)號(hào)表示放出熱量，所以B正確，其他選項(xiàng)錯(cuò)誤． 答案　B 7．關(guān)于熱力學(xué)定律和分子動(dòng)理論，下列說法正確的是(　　)． A．一定量氣體吸收熱量，其內(nèi)能一定增大 B．不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體 C．若兩分子間距離增大，分子勢(shì)能一定增大 D．若兩分子間距離減小，分子間引力和斥力都增大 解析　由熱力學(xué)第一定律知內(nèi)能的變化取決于做功和熱傳遞兩個(gè)方面，故A錯(cuò)誤．由熱力學(xué)第二定律知在引起其他影響的情況下熱量也可由低溫物體傳遞到高溫物體，B錯(cuò)誤．當(dāng)r＞r0時(shí)分子力表現(xiàn)為引力，分子距離增大時(shí)分子勢(shì)能增大，而r＜r0時(shí)則相反，故C錯(cuò)誤．分子間引力和斥力都是隨分子間距離的增大而減小，隨分子間距離的減小而增大，故D正確． 答案　D 8．關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是(　　)． A．在一定條件下物體的溫度可以降到0 K B．物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功 C．吸收了熱量的物體，其內(nèi)能一定增加 D．壓縮氣體總能使氣體的溫度升高 解析　根據(jù)熱力學(xué)第三定律絕對(duì)零度不可能達(dá)到，故A錯(cuò)誤；物體從外界吸收熱量、對(duì)外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知內(nèi)能可能增加、減少或不變，故C錯(cuò)誤；壓縮氣體，外界對(duì)氣體做正功，可能向外界放熱，內(nèi)能可能減少、溫度降低，故D錯(cuò)誤；物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功而引起其他變化，B正確． 答案　B 9．鉆石是首飾和高強(qiáng)度鉆頭、刻刀等工具中的主要材料，設(shè)鉆石的密度為ρ(單位為kg/m3)，摩爾質(zhì)量為M(單位為g/mol)，阿伏加德羅常數(shù)為NA.已知1克拉＝0.2克，則(　　) A．a(chǎn)克拉鉆石所含有的分子數(shù)為 B．a(chǎn)克拉鉆石所含有的分子數(shù)為 C．每個(gè)鉆石分子直徑的表達(dá)式為 (單位為m) D．每個(gè)鉆石分子直徑的表達(dá)式為 (單位為m) 解析 a克拉鉆石物質(zhì)的量為μ＝，所含分子數(shù)為n＝μN(yùn)A＝，A、B均錯(cuò)誤；鉆石的摩爾體積為V＝(單位為m3/mol)，每個(gè)鉆石分子體積為V0＝＝，設(shè)鉆石分子直徑為d，則V0＝π3，聯(lián)立解得d＝ m．C正確、D錯(cuò)誤． 答案 C 10．(1)關(guān)于熱現(xiàn)象和熱學(xué)規(guī)律，下列說法中正確的是(　　)． A．教室內(nèi)看到透過窗子的“陽光柱”里粉塵顆粒雜亂無章的運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng) B．熱量只能從高溫物體向低溫物體傳遞，不可能由低溫物體傳給高溫物體 C．用活塞壓縮汽缸里的空氣，對(duì)空氣做功2.0105 J，若空氣向外界放出熱量1.5105 J，則空氣內(nèi)能增加5104 J D．一定質(zhì)量的理想氣體，如果保持溫度不變，體積越小，壓強(qiáng)越大 (2)1 mL水用注射器能滴50滴，水的密度ρ＝103 kg/m3，則1滴水中有多少個(gè)水分子？(阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.021023 mol－1) 解析　(1)布朗運(yùn)動(dòng)是由液體分子撞擊固體小顆粒而引起的，而教室內(nèi)粉塵顆粒雜亂無章的運(yùn)動(dòng)是由于空氣流動(dòng)引起的，A項(xiàng)錯(cuò)誤；在一定條件下，熱量可以從低溫物體傳給高溫物體，例如夏天空調(diào)工作時(shí)，不斷地將熱量從低溫的室內(nèi)傳到高溫的室外，B項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，C項(xiàng)正確；根據(jù)＝恒量可知，對(duì)于一定質(zhì)量的氣體，溫度不變，體積越小，壓強(qiáng)越大，D項(xiàng)正確． (2)1滴水的體積為V＝ m3＝210－8 m3 1滴水的質(zhì)量為m＝Vρ＝210－8103 kg＝210－5 kg 所以1滴水中水分子的個(gè)數(shù)為 n＝NA＝6.021023個(gè)＝6.691020個(gè)． 答案　(1)CD　(2)6.691020個(gè) 11．用油膜法估測(cè)分子的大小． 實(shí)驗(yàn)器材有：濃度為0.05%(體積分?jǐn)?shù))的油酸酒精溶液、最小刻度為0.1 mL的量筒、盛有適量清水的淺盤、痱子粉、膠頭滴管、玻璃板、彩筆、坐標(biāo)紙(最小正方形邊長(zhǎng)為1 cm)．則 (1)下面給出的實(shí)驗(yàn)步驟中，正確排序應(yīng)為________(填序號(hào))． 為估算油酸分子的直徑，請(qǐng)補(bǔ)填最后一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)步驟D A．待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上 B．用滴管將濃度為0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下滴入1 mL油酸酒精溶液的滴數(shù)N C．將痱子粉均勻地撒在淺盤內(nèi)水面上，用滴管吸取濃度為0.05%的油酸酒精溶液，從低處向水面中央滴入一滴 D．_________________________________________________________. (2)利用以上測(cè)量數(shù)據(jù)，寫出單個(gè)油酸分子直徑的表達(dá)式為________． 解析　(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可得，給出的實(shí)驗(yàn)步驟的正確排序?yàn)锽CA，步驟D應(yīng)為將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，以坐標(biāo)紙上邊長(zhǎng)為1 cm的正方形為單位，計(jì)算輪廓內(nèi)正方形的個(gè)數(shù)，算出油酸薄膜的面積S. (2)每滴油酸酒精溶液的體積為 1滴油酸酒精溶液所含純油酸的體積為V＝0.05% 所以單個(gè)油酸分子的直徑為d＝＝. 答案　(1)BCA　將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，以坐標(biāo)紙上邊長(zhǎng)為1 cm的正方形為單位，計(jì)算輪廓內(nèi)正方形的個(gè)數(shù)，算出油酸薄膜的面積S　(2) 12．(1)如圖2所示，一演示用的“永動(dòng)機(jī)”轉(zhuǎn)輪由5根輕桿和轉(zhuǎn)軸構(gòu)成，輕桿的末端裝有用形狀記憶合金制成的葉片．輕推轉(zhuǎn)輪后，進(jìn)入熱水的葉片因伸展而“劃水”，推動(dòng)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)．離開熱水后，葉片形狀迅速恢復(fù)，轉(zhuǎn)輪因此能較長(zhǎng)時(shí)間轉(zhuǎn)動(dòng)．下列說法正確的是(　　)． 圖2 A．轉(zhuǎn)輪依靠自身慣性轉(zhuǎn)動(dòng)，不需要消耗外界能量 B．轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)所需能量來自形狀記憶合金自身 C．轉(zhuǎn)動(dòng)的葉片不斷攪動(dòng)熱水，水溫升高 D．葉片在熱水中吸收的熱量一定大于在空氣中釋放的熱量 (2)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(gè)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. (3)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＝6.021023 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)形狀記憶合金從熱水中吸收熱量后，一部分能量在伸展劃水時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)樗娃D(zhuǎn)輪的動(dòng)能，另一部分釋放到空氣中，根據(jù)能量守恒定律可知只有D項(xiàng)正確． (2)因理想氣體的內(nèi)能只跟溫度有關(guān)，第一個(gè)過程是等溫壓縮，所以內(nèi)能不變，第二個(gè)過程中，體積不變，說明只與外界發(fā)生熱傳遞，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q，所以ΔU＝0－5 kJ＝－5 kJ，故空氣內(nèi)能減少5 kJ，空氣放出29 kJ的熱量． (3)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＝31022個(gè)． 答案　(1)D　(2)5　放出　29　(3)31022個(gè)