《《》2020屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第1講分子動理論 熱力學(xué)定律與能量守恒 新人教版選修3-3》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《《》2020屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第1講分子動理論 熱力學(xué)定律與能量守恒 新人教版選修3-3(7頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、選考部分 選修3-3 第1講
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一、選擇題
1.(2020·四川理綜)下列現(xiàn)象中不能說明分子間存在分子力的是( )
A.兩鉛塊能被壓合在一起 B.鋼繩不易被拉斷
C.水不容易被壓縮 D.空氣容易被壓縮
解析: A、B選項(xiàng)說明分子間存在引力,C選項(xiàng)說明分子間存在斥力,D項(xiàng)說明氣體分子間距大,故答案為D.
答案: D
2.下列說法中正確的有( )
A.第二類永動機(jī)和第一類永動機(jī)一樣,都違背了能量守恒定律
B.熱機(jī)的效率從原理上講可達(dá)100%
C.因?yàn)槟芰渴睾?,所以“能源危機(jī)”是不可能的
D.自然界中
2、的能量盡管是守恒的,但有的能量便于利用,有的不便于利用,故要節(jié)約能源
解析: 第二類永動機(jī)是指從單一熱源吸收,全部用來對外做功而不引起其他變化的機(jī)器,它并不違背能量守恒定律,卻違背了熱力學(xué)第二定律;第一類永動機(jī)是不消耗能量卻可以源源不斷地對外做功的機(jī)器,它違背能量守恒定律,所以選項(xiàng)A錯誤.從熱力學(xué)第二定律的表述可知,任何熱機(jī)的效率都達(dá)不到100%,因此B錯.關(guān)于“能源危機(jī)”必須明確以下幾點(diǎn):(1)能源是提供能量的資源,如煤、石油等.(2)人們在消耗能源時,放出熱量,部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,但最終基本上都轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能,人們無法把這些內(nèi)能全部收集起來重新利用(能量耗散),而可供利用的能
3、源是有限的.因此,“能源危機(jī)”并非說明能量不守恒.故C選項(xiàng)錯誤,D選項(xiàng)正確.
答案: D
3.(2020·北京卷)做布朗運(yùn)動實(shí)驗(yàn),得到某個觀測記錄如右圖.圖中記錄的是( )
A.分子無規(guī)則運(yùn)動的情況
B.某個微粒做布朗運(yùn)動的軌跡
C.某個微粒做布朗運(yùn)動的速度—時間圖線
D.按等時間間隔依次記錄的某個運(yùn)動微粒位置的連線
解析: 布朗運(yùn)動是小顆粒的無規(guī)則運(yùn)動,圖中是每隔相等的時間間隔內(nèi)顆粒的位置連線圖,不是運(yùn)動軌跡,從一個位置到另外的位置是怎樣運(yùn)動的,無從得知.
答案: D
4.右圖為電冰箱的工作原理示意圖.壓縮機(jī)工作時,強(qiáng)迫制冷劑在冰箱內(nèi)外的管道中不斷循環(huán).在蒸發(fā)器中制冷劑汽
4、化吸收箱體內(nèi)的熱量,經(jīng)過冷凝器時制冷劑液化,放出熱量到箱體外.
下列說法正確的是( )
A.熱量可以自發(fā)地從冰箱內(nèi)傳到冰箱外
B.電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界,是因?yàn)槠湎牧穗娔?
C.電冰箱的工作原理不違反熱力學(xué)第一定律
D.電冰箱的工作原理違反熱力學(xué)第一定律
解析: 熱力學(xué)第一定律是熱現(xiàn)象中內(nèi)能與其他形式能的轉(zhuǎn)化規(guī)律,是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的具體表現(xiàn),適用于所有的熱學(xué)過程,故C正確,D錯誤;
由熱力學(xué)第二定律可知,熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳給高溫物體,除非有外界的影響或幫助.電冰箱把熱量從低溫的內(nèi)部傳到高溫的外部,需要壓縮機(jī)的幫助并消耗電能,故應(yīng)選B、C.
5、
答案: BC
5.如右圖所示,縱坐標(biāo)表示兩個分子間引力、斥力的大小,橫坐標(biāo)表示兩個分子間的距離,圖中兩條曲線分別表示兩分子間引力、斥力的大小隨分子間距離的變化關(guān)系,e為兩曲線的交點(diǎn),則下列說法正確的是( )
A.a(chǎn)b為斥力曲線,cd為引力曲線,e點(diǎn)橫坐標(biāo)的數(shù)量級為10-10 m
B.a(chǎn)b為引力曲線,cd為斥力曲線,e點(diǎn)橫坐標(biāo)的數(shù)量級為10-10 m
C.若兩個分子間距離大于e點(diǎn)的橫坐標(biāo),則分子間作用力的合力表現(xiàn)為斥力
D.若兩個分子間距離越來越大,則分子勢能亦越來越大
解析: e點(diǎn)橫坐標(biāo)等于分子平衡距離r0,其數(shù)量級應(yīng)為10-10 m,因平衡距離之內(nèi),分子斥力大于分子引力,分子
6、力表現(xiàn)為斥力.則ab為引力曲線,cd為斥力曲線.B對.兩分子間距離大于e點(diǎn)的橫坐標(biāo),即r>r0時,作用力的合力表現(xiàn)為引力,C錯.若r<r0時,當(dāng)兩分子間距離增大時,合力做正功,分子勢能減小,D錯.答案為B.
答案: B
二、非選擇題
6.小剛同學(xué)為了表演“輕功”,用打氣筒給4只相同的氣球充以相等質(zhì)量的空氣(可視為理想氣體),然后將它們放置在水平木板上,再在氣球的上方平放一塊輕質(zhì)塑料板,如右圖所示.小剛同學(xué)慢慢站上輕質(zhì)塑料板中間位置的過程中,氣球一直沒有破裂,球內(nèi)氣體溫度可視為不變.
(1)下列說法正確的是________(填選項(xiàng)前字母).
A.氣體內(nèi)氣體的壓強(qiáng)是由于氣體重力而產(chǎn)生的
7、
B.由于小剛同學(xué)壓迫氣體,球內(nèi)氣體分子間表現(xiàn)為斥力
C.氣球內(nèi)氣體分子平均動能不變
D.氣體內(nèi)氣體的體積是所有氣體分子的體積之和
(2)表演過程中,對球內(nèi)氣體共做了4 J的功,此過程中氣球________(填“吸收”或“放出”)的熱量是________J.若小強(qiáng)同學(xué)代替小剛表演時,某氣球突然爆炸,則該氣球內(nèi)的氣體內(nèi)能________(填“增加”或“減少”),溫度________(填“升高”或“降低”).
(3)一只氣球內(nèi)氣體的體積為2 L,密度為3 kg/m3,平均摩爾質(zhì)量為30g/mol,阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023mol-1,試估算這個氣球內(nèi)氣體的分子個數(shù).
解析:
8、(3)氣球內(nèi)氣體的質(zhì)量m=ρV
分子個數(shù)N=NA
代入數(shù)據(jù)得N=1.204×1023個
答案: (1)C (2)放出,4 J,減少,降低 (3)1.204×1023個
7.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.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)若某時刻該密閉氣體的
9、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”).
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
10、錯誤.
(2)NA 該密閉氣體的分子個數(shù)為n=NA.
(3)0.3 降低 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
8.(1)下列說法中正確的是________.
A.懸浮微粒越大,在某一瞬間撞擊它的液體分子數(shù)就越多,布朗運(yùn)動越明顯
B.在使兩個分子間的距離由很遠(yuǎn)(r>10-9 m)減小到很難再靠近的過程中,分子間作用力先減小后增大,分子勢能不斷增大
C.溫度升高,分子熱運(yùn)動的平均動能一定增大,但并非所有分子的速率都增大
D.一定質(zhì)量的理想氣體
11、經(jīng)等溫壓縮后,其壓強(qiáng)一定增大
E.內(nèi)能向機(jī)械能轉(zhuǎn)化是有條件的,即環(huán)境中必須存在溫度差,通過科技創(chuàng)新,我們能夠研制出將內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而不產(chǎn)生其他影響的熱機(jī)
(2)已知水的密度ρ=1.0×103 kg/m3、摩爾質(zhì)量M=1.8×10-2 kg,阿伏加德羅常數(shù)NA=6.0×1023 mol-1.一滴露水的體積大約是6.0×10-5 cm3,它含有________個水分子.如果一只極小的蟲子來喝水,每分鐘喝進(jìn)6.0×107個水分子,那么它每分鐘喝進(jìn)水的質(zhì)量是________kg(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).
解析: (1)懸浮微粒越大,單位時間內(nèi)撞擊它的分子數(shù)越多,布朗運(yùn)動越不明顯,A錯.分子
12、從很遠(yuǎn)靠近時,分子間作用力先增大后減小再增大,B錯.根據(jù)熱力學(xué)第二定律我們無法研制出那樣的熱機(jī),E錯.
(2)水分子個數(shù)為N=·NA=×6.0×1023=2.0×1018個,
喝進(jìn)水的質(zhì)量為m=·M=1.8×10-18 kg
答案: (1)CD
(2)2.0×1018個 1.8×10-18 kg
9.(1)下列關(guān)于熱現(xiàn)象和熱現(xiàn)象的規(guī)律的說法正確的是________(填選項(xiàng)前字母)
A.布朗運(yùn)動就是液體分子的熱運(yùn)動
B.氣體如果失去容器的約束就會散開,這是因?yàn)闅怏w分子存在斥力的緣故
C.隨著制冷技術(shù)的不斷發(fā)展,不遠(yuǎn)的將來可以使溫度降低到-274 ℃
D.熱機(jī)中燃?xì)獾臒崮懿豢赡?/p>
13、全部變成機(jī)械能
(2)清晨,湖中荷葉上有一滴約為0.1 cm3的水珠,已知水的密度ρ=1.0×103 kg/m3,水的摩爾質(zhì)量M=1.8×10-2 kg/mol,試估算:
①這滴水珠中約含有多少水分子;
②一個水分子的直徑多大.(以上計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
解析: (1)布朗運(yùn)動并不是液體分子的運(yùn)動,而是懸浮微粒的運(yùn)動,它反映了分子的無規(guī)則運(yùn)動,A錯;氣體失去了容器的約束會散開,是分子擴(kuò)散引起的,B錯;由熱力學(xué)第三定律可知,絕對零度,即-273 ℃,只能接近而永遠(yuǎn)不能達(dá)到,C錯;根據(jù)熱機(jī)的工作原理可判斷D正確.
(2)①n=NA=NA=×6×1023=3.3×1021(個)
②
14、建立水分子的球模型,有π3=
則水分子的直徑d== m
=3.9×10-10 m
答案: (1)D (2)①3.3×1021個 ②3.9×10-10 m
10.(1)空氣壓縮機(jī)在一次壓縮過程中,活塞對汽缸中的氣體做功為2.0×105 J,同時氣體的內(nèi)能增加了1.5×105 J.試問:此壓縮過程中,氣體________(填“吸收”或“放出”)的熱量等于________ J.
(2)若一定質(zhì)量的理想氣體分別按下圖所示的三種不同過程變化,其中表示等壓變化的是________(填“A”“B”或“C”),該過程中氣體的內(nèi)能________(填“增加”“減少”或“不變”).
(3)設(shè)想將1 g水均勻分布在地球表面上,估算1 cm2的表面上有多少個水分子?(已知1 mol水的質(zhì)量為18 g,地球的表面積約為5×1014 m2,結(jié)果保留一位有效數(shù)字)
解析: (1)由熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q,代入數(shù)據(jù)得:
1.5×105 J=2.0×105 J+Q,解得Q=-5×104 J;
(2)由pV/T=恒量,壓強(qiáng)不變時,V隨溫度T的變化是一次函數(shù)關(guān)系,故選擇C圖;
(3)1 g水的分子數(shù)N=NA,1 cm2的分子數(shù)n=N≈7×103(6×103~7×103都算對).
答案: (1)放出 5×104 (2)C 增加 (3)7×103(6×103~7×103也可)