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1、 [每課一測]
一、選擇題
1.關(guān)于分子運動,下列說法中正確的是( )
A.布朗運動就是液體分子的熱運動
B.布朗運動圖中不規(guī)則折線表示的是液體分子的運動軌跡
C.當分子間的距離變小時,分子間作用力可能減小,也可能增大
D.物體溫度改變時,物體分子的平均動能不一定改變
解析:布朗運動是懸浮顆粒的運動,布朗運動圖中不規(guī)則折線是將間隔相等時間描出的點用直線連接起來得到的,不表示液體分子的運動軌跡,A、B均錯;當分子間的距離變小時,分子間作用力如果表現(xiàn)為引力,則分子力減小,分子間作用力如果表現(xiàn)為斥力,則分子力增大,C對;溫度是分子平均動能的標志,物體溫度改變時,物體分子的平均動能一
2、定改變,D錯。
答案:C
2.鉆石是首飾和高強度鉆頭、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.每個鉆石分子直徑的表達式為 (單位為m)
D.每個鉆石分子直徑的表達式為 (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=μNA=,鉆石的摩爾體積為V=(單位為m3/mol),每個鉆石分子體積為V0==,設(shè)鉆石分子直徑為d,則V0=π()3,聯(lián)立解得d= m。
答案:C
3.如圖1所示,用F表
3、示兩分子間的作用力,Ep表示分子間的分子勢能,在兩個分子之間的距離由10r0變?yōu)閞0的過程中( )
A.F不斷增大,Ep不斷減小 圖 1
B.F先增大后減小,Ep不斷減小
C.F不斷增大,Ep先增大后減小
D.F、Ep都是先增大后減小
解析:分子間的作用力是矢量,分子勢能是標量,由圖像可知F先增大后減小,Ep則不斷減小,B正確。
答案:B
4.圖2是密閉的汽缸,外力推動活塞P壓縮氣體,對缸內(nèi)氣體做功800 J,同時氣體向外界放熱200 J,缸內(nèi)氣體的( )
圖 2
A.溫度升高,內(nèi)能增加
4、600 J
B.溫度升高,內(nèi)能減少200 J
C.溫度降低,內(nèi)能增加600 J
D.溫度降低,內(nèi)能減少200 J
解析:由熱力學第一定律得:ΔU=Q+W=-200 J+800 J=600 J,故內(nèi)能增加了600 J,又因一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān),可知,氣體內(nèi)能增加,溫度升高,故A正確。
答案:A
5.地球上有很多的海水,它的總質(zhì)量約為1.4×1018噸,如果這些海水的溫度降低0.1℃,將要放出5.8×1023焦耳的熱量,有人曾設(shè)想利用海水放出的熱量使它完全變成機械能來解決能源危機,但這種機器是不能制成的,其原因是( )
A.內(nèi)能不能轉(zhuǎn)化成機械能
B.內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械
5、能不滿足熱力學第一定律
C.只從單一熱源吸收熱量并完全轉(zhuǎn)化成機械能的機器不滿足熱力學第二定律
D.上述三種原因都不正確
解析:本題考查熱力學第一定律和熱力學第二定律的應用,內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化成機械能,如熱機,A錯誤;內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能的過程滿足熱力學第一定律,即能量守恒定律,B錯誤;熱力學第二定律告訴我們:不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功,而不引起其他變化,C正確。
答案:C
6.某校開展探究性課外活動,一同學用如圖3所示的裝置研究氣體壓強、體積、溫度三量之間的關(guān)系。該同學選用導熱良好的汽缸開口向下,內(nèi)有理想氣體,汽缸固定不動,缸內(nèi)活塞可自由移動且不漏氣。把一溫度計通過缸底小孔插入
6、缸內(nèi),插口處密封良好,活塞下掛一個沙桶,沙桶裝滿沙子時活塞恰好靜止?,F(xiàn)給沙桶底部鉆一個小洞,細沙緩慢漏出,外部溫度恒定不變,則( )
圖 3
A.外界對氣體做功,氣體內(nèi)能增大
B.外界對氣體做功,溫度計示數(shù)不變
C.氣體體積減小,溫度計示數(shù)減小
D.外界對氣體做功,溫度計示數(shù)增大
解析:題中“導熱良好的汽缸”和“細沙緩慢漏出”都告訴我們缸內(nèi)氣體溫度不變,等于環(huán)境溫度,所以溫度計示數(shù)不變。沙漏出的過程活塞向上移動,外界對氣體做功。
答案:B
7.(2020·常州模擬)根據(jù)熱力學定律和分子動理論,下列說法正確的是( )
A.氣體的溫度越高,氣體分子無規(guī)則運動的平均動能越大
7、
B.物體的溫度為0℃時,物體分子的平均動能為零
C.分子勢能一定隨分子間距離的增大而增大
D.給物體加熱,物體的內(nèi)能不一定增加
解析:溫度是氣體分子平均動能的標志,溫度越高,平均動能越大,A正確;溫度為0℃時平均動能不為零,B錯誤;分子勢能的變化由分子力做功決定,距離增大,分子力變化不確定,分子勢能的變化也不確定,C錯誤;物體內(nèi)能變化途徑包括做功和熱傳遞,物體吸收熱量,內(nèi)能不一定增加,D正確。
答案:AD
8.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?,F(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
8、述兩個過程中,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。
解析:因為理想氣體的內(nèi)能只跟溫度有關(guān),第一個過程是等溫壓縮,所以內(nèi)能不變,第二個過程中,體積不變,說明只與外界發(fā)生熱傳遞,根據(jù)熱力學第一定律ΔU=W+Q,所以ΔU=0-5=-5 kJ,故空氣內(nèi)能減小5 kJ,空氣放出29 kJ的熱量。
答案:5 放出 29
9.(2020·福建高考)一定量的理想氣體在某一過程中,從外界吸收熱量2.5×104 J,氣體對外界做功1.0×104 J,則該理想氣體的________。(填選項前的字母)
A.溫度降低,密度增大
9、 B.溫度降低,密度減小
C.溫度升高,密度增大 D.溫度升高,密度減小
解析:本題主要考查熱力學第一定律,意在考查考生應用熱力學第一定律分析理想氣體狀態(tài)、能量變化的能力。理想氣體從外界吸熱大于對外做功,所以內(nèi)能增大,對外做功則說明體積增大。溫度是理想氣體內(nèi)能的標志,內(nèi)能增大,溫度一定升高;氣體對外做功,體積膨脹,質(zhì)量不變,所以密度要減小。D正確。
答案:D
10.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=6.02×1023
10、 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: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=NA,代入數(shù)據(jù)得Δn=3×1022個。
答案:3×1022個
11.在如圖4所示的坐標系中,一定質(zhì)量的某種理想氣體先后發(fā)生以下兩種狀態(tài)變化過程:第一種變化是從狀態(tài)A到狀態(tài)B,外界對該氣體做功為6 J;第二種變化是從狀態(tài)A到狀態(tài)C,該氣體從外界吸收的熱量為9 J。圖線AC的反向延長線通過坐標原點O,B、C兩狀態(tài)的溫度相同,理想氣體的分子勢能為零。求:
(1)
11、從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程,該氣體對外界做的功W1和其內(nèi)能 圖 4
的增量ΔU1。
(2)從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程,該氣體內(nèi)能的增量ΔU2及其從外界吸收的熱量Q2。
解析:(1)從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程,氣體發(fā)生等容變化
該氣體對外界做的功W1=0
根據(jù)熱力學第一定律有ΔU1=W1+Q1
內(nèi)能的增量ΔU1=Q1=9 J。
(2)從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程,體積減小,溫度升高
該氣體內(nèi)能的增量ΔU2=ΔU1=9 J
根據(jù)熱力學第一定律有ΔU2=W2+Q2
從外界吸收的熱量Q2=ΔU2-W2=3 J。
答案:(1)W1=0;ΔU1=9 J (2)ΔU2=9 J;Q2=
12、3 J
12.銅的摩爾質(zhì)量為6.35×10-2 kg/mol,密度為8.9×103 kg/m3,阿伏加德羅常數(shù)為6.0×1023 mol-1。求:
(1)銅原子的質(zhì)量和體積。
(2)1 m3銅所含原子的數(shù)目。
(3)假若銅原子為球形,估算銅原子的直徑。
解析:(1)1 mol銅含有銅原子的數(shù)目等于阿伏加德羅常數(shù),故銅原子的質(zhì)量
m0== kg≈1.06×10-25 kg
銅原子的體積
V0==
= m3≈1.19×10-29 m3
(2)1 m3銅的物質(zhì)的量為
n== mol≈1.4×105 mol
1 m3銅所含原子的數(shù)目
N=n×NA=1.4×105×6.0×1023個=8.4×1028個
(3)把銅原子看成球體,設(shè)銅原子的直徑為D,則
V0=π()3=πD3=
D=
= m≈2.8×10-10 m。
答案:(1)1.06×10-25 kg 1.19×10-29 m3
(2)8.4×1028個 (3)2.8×10-10 m