【金版教程】高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)30 分子動理論　熱力學(xué)定律與能量守恒

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1、 課時(shí)作業(yè)(三十)　分子動理論　熱力學(xué)定律與能量守恒 1．關(guān)于分子熱運(yùn)動和布朗運(yùn)動，下列說法正確的是(　　) A．布朗運(yùn)動是指在顯微鏡中看到的液體分子的無規(guī)則運(yùn)動 B．布朗運(yùn)動反映了液體分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動 C．懸浮微粒越大，同一時(shí)刻與它碰撞的液體分子越多，布朗運(yùn)動越顯著 D．當(dāng)物體溫度達(dá)到0 ℃ 時(shí)，物體分子的熱運(yùn)動就會停止 2．下列說法正確的是(　　) A．做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的 B．布朗運(yùn)動就是液體分子的熱運(yùn)動 C．分子間的引力和斥力是不能同時(shí)存在的，有引力就不會有斥力 D．一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，溫度越高，內(nèi)能越大 3．關(guān)于熱

2、現(xiàn)象和熱學(xué)規(guī)律，下列說法中正確的是(　　) A．布朗運(yùn)動就是液體分子或者氣體分子的熱運(yùn)動 B．第二類永動機(jī)不可能制造成功的原因是能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式 C．用活塞壓縮氣缸里的氣體，對氣體做了2.0105 J的功，若氣體向外界放出1.5105 J的熱量，則氣體內(nèi)能增加了0.5105 J D．利用淺層海水和深層海水之間的溫度差制造一種熱機(jī)，將海水的一部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能是可能的 4．給旱區(qū)送水的消防車停于水平地面，在緩慢放水過程中，若車胎不漏氣，胎內(nèi)氣體溫度不變，不計(jì)分子間勢能，則胎內(nèi)氣體(　　) A．從外界吸熱

3、　　　　　 B．對外界做負(fù)功 C．分子平均動能減小　　 D．內(nèi)能增加 5．(2011廣東卷)如圖為某種椅子與其升降部分的結(jié)構(gòu)示意圖，M、N兩筒間密閉了一定質(zhì)量的氣體，M可沿N的內(nèi)壁上下滑動，設(shè)筒內(nèi)氣體不與外界發(fā)生熱交換，在M向下滑動的過程中(　　) A．外界對氣體做功，氣體內(nèi)能增大 B．外界對氣體做功，氣體內(nèi)能減小 C．氣體對外界做功，氣體內(nèi)能增大 D．氣體對外界做功，氣體內(nèi)能減小 6．(2011四川卷)氣體能夠充滿密閉容器，說明氣體分子除相互碰撞的短暫時(shí)間外(　　) A．氣體分子可以做布朗運(yùn)動 B．氣體分子的動能都一樣大 C．相互作用力十分微弱，氣體分子可以自由運(yùn)動

4、 D．相互作用力十分微弱，氣體分子間的距離都一樣大 7．軌道車運(yùn)行時(shí)，車與軌道摩擦使軌道溫度升高．下列說法正確的是(　　) A．溫度升高，但軌道的內(nèi)能不增加 B．溫度升高，但軌道不會產(chǎn)生熱輻射 C．摩擦生熱與摩擦生電一樣，都涉及能量轉(zhuǎn)化 D．軌道對車的摩擦力方向與車的運(yùn)動方向無關(guān) 8．根據(jù)你學(xué)的熱學(xué)中的有關(guān)知識，判斷下列說法中正確的是(　　) A．機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能也可以全部用來做功以轉(zhuǎn)化成機(jī)械能 B．凡與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性，在熱傳遞中，熱量只能從高溫物體傳遞給低溫物體，而不能從低溫物體傳遞給高溫物體 C．盡管技術(shù)不斷進(jìn)步，熱機(jī)的效率仍不能達(dá)到100

5、%，制冷機(jī)卻可以使溫度降到－293 ℃ D．第一類永動機(jī)違背能量守恒定律，第二類永動機(jī)不違背能量守恒定律，隨著科技的進(jìn)步和發(fā)展，第二類永動機(jī)可以制造出來 9．(1)首先在顯微鏡下研究懸浮在液體中的小顆粒總在不停地運(yùn)動的科學(xué)家是英國植物學(xué)家________，他進(jìn)行了下面的探究：①把有生命的植物花粉懸浮在水中，觀察到了花粉在不停地做無規(guī)則運(yùn)動；②把保存了上百年的植物標(biāo)本微粒懸浮在水中，觀察到了微粒在不停地做無規(guī)則運(yùn)動；③把沒有生命的無機(jī)物粉末懸浮在水中，觀察到了粉末在不停地做無規(guī)則運(yùn)動；由此可說明_________________________________________________

6、___． (2)下列說法中正確的是(　　) A．布朗運(yùn)動是分子無規(guī)則運(yùn)動的反映 B．氣體分子間距離減小時(shí)，分子間斥力增大，引力也增大 C．導(dǎo)熱性能各向同性的固體，一定不是單晶體 D．機(jī)械能不可能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 10．(2011上海單科)在“用單分子油膜估測分子大小”實(shí)驗(yàn)中， (1)某同學(xué)操作步驟如下； ①取一定量的無水酒精和油酸，制成一定濃度的油酸酒精溶液； ②在量筒中滴入一滴該溶液，測出它的體積； ③在蒸發(fā)皿內(nèi)盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散開穩(wěn)定； ④在蒸發(fā)皿上覆蓋透明玻璃，描出油膜形狀，用透明方格紙測量油膜的面積． 改正其中的錯(cuò)誤：__________

7、__________________________________________ ____________________________________________________ (2)若油酸酒精溶液體積濃度為0.10%，一滴溶液的體積為4.810－3 mL，其形成的油膜面積為40 cm2，則估測出油酸分子的直徑為________m. 11．某學(xué)習(xí)小組做了如下實(shí)驗(yàn)：先把空的燒瓶放入冰箱冷凍，取出燒瓶，并迅速把一個(gè)氣球緊套在燒瓶頸上，封閉了一部分氣體，然后將燒瓶放進(jìn)盛滿熱水的燒杯里，氣球逐漸膨脹起來，如圖． (1)在氣球膨脹過程中，下列說法正確的是________． A

8、．該密閉氣體分子間的作用力增大 B．該密閉氣體的內(nèi)能增加 C．該密閉氣體的壓強(qiáng)是由于氣體重力而產(chǎn)生的 D．該密閉氣體的體積是所有氣體分子的體積之和 (2)若某時(shí)刻該密閉氣體的體積為V，密度為ρ，平均摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則該密閉氣體的分子個(gè)數(shù)為________． (3)若將該密閉氣體視為理想氣體，氣球逐漸膨脹起來的過程中，氣體對外做了0.6 J的功，同時(shí)吸收了0.9 J的熱量，則該氣體內(nèi)能變化了________J；若氣球在膨脹過程中迅速脫離瓶頸，則該氣球內(nèi)氣體的溫度________(填“升高”、“降低”或“不變”)． 12．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，有體積為V的水和體積為V的可認(rèn)

9、為是理想氣體的水蒸氣，已知水的密度為ρ，阿伏加德羅常數(shù)為NA，水的摩爾質(zhì)量為MA，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下水蒸氣的摩爾體積為VA，求： (1)說明標(biāo)準(zhǔn)狀況下水分子與水蒸氣分子的平均動能的大小關(guān)系； (2)它們中各有多少水分子； (3)它們中相鄰兩個(gè)水分子之間的平均距離． 答案： 課時(shí)作業(yè)(三十) 1．B　布朗運(yùn)動是指在顯微鏡中看到的懸浮小顆粒的無規(guī)則運(yùn)動，A錯(cuò)；布朗運(yùn)動間接反映了液體分子運(yùn)動的無規(guī)則性，B對；懸浮微粒越大，液體分子對它的撞擊作用的不平衡性越小，布朗運(yùn)動越不明顯，C錯(cuò)；熱運(yùn)動在0 ℃時(shí)不會停止D錯(cuò)． 2．AD　做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的，選項(xiàng)A正確；布朗運(yùn)動就是液

10、體分子熱運(yùn)動的反映，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；分子間的引力和斥力是同時(shí)存在的，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由于理想氣體不考慮分子之間的相互作用力，分子勢能不計(jì)，所以一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，溫度越高，內(nèi)能越大，選項(xiàng)D正確． 3．CD　布朗運(yùn)動是固體懸浮顆粒在運(yùn)動，A項(xiàng)錯(cuò)誤．第二類永動機(jī)不違反能量守恒定律，B項(xiàng)錯(cuò)誤．本題選C、D. 4．A　在緩慢放水的過程中胎內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，因溫度不變，由玻意耳定律可知?dú)怏w體積增大，氣體對外做正功，故B錯(cuò)誤．氣體溫度不變，內(nèi)能不變，不計(jì)分子勢能，分子平均動能不變，故C、D錯(cuò)誤．由熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q可知，氣體從外界吸收熱量，故A正確． 5．A　M向下滑動的過程中，氣體

11、被壓縮，外界對氣體做功，又因?yàn)榕c外界沒有熱交換，所以氣體內(nèi)能增大． 6．C　布朗運(yùn)動是指懸浮顆粒因受分子作用力不平衡而引起的懸浮顆粒的無規(guī)則運(yùn)動，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；氣體分子因不斷相互碰撞其動能瞬息萬變，因此才引入了分子的平均動能，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；氣體分子不停地做無規(guī)則熱運(yùn)動，其分子間的距離大于10r0，因此氣體分子間除相互碰撞的短暫時(shí)間外，相互作用力十分微弱，分子的運(yùn)動是相對自由的，可以充滿所能達(dá)到的整個(gè)空間，故選項(xiàng)C正確；氣體分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動，分子間距離不斷變化，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 7．C　溫度是分子平均動能的標(biāo)志，對于軌道，溫度升高時(shí)分子平均動能增大，其內(nèi)能也增大，A錯(cuò)誤．軌道溫度升高后與周

12、圍環(huán)境間存在溫差而發(fā)生熱傳遞，其中包括傳導(dǎo)、對流、輻射三種方式，B錯(cuò)誤．從能量轉(zhuǎn)化的情況來看，摩擦生熱是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，摩擦生電是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，故C正確．軌道對車的摩擦力方向總是在作為動力時(shí)與車的運(yùn)動方向相同，作為阻力時(shí)與車的運(yùn)動方向相反，故D錯(cuò)誤． 8．A　機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而內(nèi)能在引起其他變化時(shí)也可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，A正確；凡與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性，在熱傳遞中，熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳遞給低溫物體，也能從低溫物體傳遞給高溫物體，但必須借助外界的幫助，B錯(cuò)誤；盡管技術(shù)不斷進(jìn)步，熱機(jī)的效率仍不能達(dá)到100%，制冷機(jī)也不能使溫度降到－293 ℃，只能無限接近－27

13、3 ℃，卻永遠(yuǎn)不能達(dá)到，C錯(cuò)誤；第一類永動機(jī)違背能量守恒定律，第二類永動機(jī)不違背能量守恒定律，而是違背了熱力學(xué)第二定律，第二類永動機(jī)不可能制造出來，D錯(cuò)誤． 9．答案：　(1)布朗　微小顆粒的運(yùn)動不是生命現(xiàn)象 (2)AB 10．解析：　(1)②由于一滴溶液的體積太小，直接測量時(shí)相對誤差太大，應(yīng)用微小量累積法減小測量誤差． ③液面上不撒痱子粉時(shí)，滴入的油酸酒精溶液在酒精揮發(fā)后剩余的油膜不能形成一塊完整的油膜，油膜間的縫隙會造成測量誤差增大甚至實(shí)驗(yàn)失?。? (2)由油膜的體積等于一滴油酸酒精溶液內(nèi)純油酸的體積可得：d＝＝ m＝1.210－9 m. 答案：　(1)②在量筒中滴入N滴溶液

14、③在水面上先撒上痱子粉 (2)1.210－9 11．解析：　(1)該密閉氣體吸熱，內(nèi)能增加，B正確；氣球膨脹分子間的距離增大，分子間的作用力減小，A錯(cuò)誤；氣體的壓強(qiáng)是由于氣體分子頻繁的撞擊容器壁產(chǎn)生的，C錯(cuò)誤；因氣體分子之間存在間隙，所以密閉氣體的體積，大于所有氣體分子的體積之和，D錯(cuò)誤． (2)該密閉氣體的分子個(gè)數(shù)為n＝NA. (3)根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q得：ΔU＝－0.6＋0.9＝0.3 (J)；氣球在膨脹過程中對外界做功，氣球內(nèi)氣體的溫度必降低． 答案：　(1)B　(2)NA　(3)0.3　降低 12．解析：　(1)標(biāo)準(zhǔn)狀況下，它們的溫度均為0 ℃，所以水分子與水蒸氣分子的平均動能相等． (2)體積為V的水，質(zhì)量為M＝ρV ① 分子個(gè)數(shù)為N＝NA ② 解得①、②得N＝NA ③ 對體積為V的水蒸氣，分子個(gè)數(shù)為N′＝NA. ④ (3)設(shè)相鄰的兩個(gè)水分子之間的平均距離為d，將水分子視為球形，每個(gè)分子的體積為：V0＝＝πd3 ⑤ 解③、⑤得：d＝ ⑥ 設(shè)水蒸氣中相鄰的兩個(gè)水分子之間距離為d′，將水分子占的空間視為正方體，則其體積為V′0＝＝d′3 ⑦ 解④、⑦得d′＝ . ⑧ 答案：　(1)相等　(2)　NA　 - 6 -