2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時作業(yè)31 分子動理論 熱力學(xué)定律與能量守恒(含解析)

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1、2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時作業(yè)31 分子動理論 熱力學(xué)定律與能量守恒(含解析) 一、選擇題 1.伽耳頓板可以演示統(tǒng)計規(guī)律.如圖所示,讓大量小球從上方漏斗形入口落下,則下圖中能正確反映最終落在槽內(nèi)小球的分布情況的是(  ) 解析:根據(jù)統(tǒng)計規(guī)律,能正確反映最終落在槽內(nèi)小球的分布情況的是圖C. 答案:C 2.下列關(guān)于布朗運動的說法,正確的是(  ) A.布朗運動是液體分子的無規(guī)則運動 B.液體溫度越高,懸浮顆粒越小,布朗運動越劇烈 C.布朗運動是由于液體各個部分的溫度不同而引起的 D.布朗運動是由液體分子從各個方向?qū)腋☆w粒撞擊作用的不平衡引起的 解析:布朗運動是懸

2、浮顆粒的無規(guī)則運動,A錯誤;溫度越高,顆粒越小,布朗運動越劇烈,B正確;布朗運動是液體分子撞擊的不平衡引起的,間接反映了液體分子的無規(guī)則運動,C錯誤,D正確. 答案:BD 3.做布朗運動實驗,得到某個觀測記錄如圖所示.圖中記錄的是(  ) A.分子無規(guī)則運動的情況 B.某個微粒做布朗運動的軌跡 C.某個微粒做布朗運動的速度—時間圖線 D.按等時間間隔依次記錄的某個運動微粒位置的連線 解析:微粒在周圍液體分子無規(guī)則碰撞作用下,做布朗運動,軌跡是無規(guī)則的,實際操作中不易描繪出微粒的實際軌跡;按等時間間隔依次記錄的某個運動微粒位置的連線的無規(guī)則性,也能反映微粒做布朗運動的無規(guī)則性.

3、記錄描繪的正是按等時間間隔記錄的某個運動微粒位置的連線,故D正確. 答案:D 4.夏天將密閉有空氣的礦泉水瓶放進低溫的冰箱中會變扁,此過程中瓶內(nèi)空氣(可看成理想氣體)(  ) A.內(nèi)能減小,外界對其做功 B.內(nèi)能減小,吸收熱量 C.內(nèi)能增加,對外界做功 D.內(nèi)能增加,放出熱量 解析:瓶內(nèi)空氣溫度降低,體積減小,內(nèi)能減小,外界對其做功,放出熱量,選項A正確. 答案:A 5.下列有關(guān)熱力學(xué)第二定律的說法正確的是(  ) A.氣體自發(fā)地擴散運動總是向著更為無序的方向進行,是可逆過程 B.第二類永動機雖然不違反能量守恒定律,但它是制造不出來的 C.空調(diào)既能制冷又能制熱,說明熱傳

4、遞不具有方向性 D.一定質(zhì)量的理想氣體向真空自由膨脹時,體積增大,熵減小 解析:與溫度有關(guān)的一切熱現(xiàn)象的宏觀過程都是不可逆的,A項錯誤;熱量不能自發(fā)地由低溫物體傳到高溫物體,空調(diào)雖然能制冷、制熱,但空調(diào)機里的壓縮機工作,消耗了電能,產(chǎn)生了其他影響,C項錯誤;一定質(zhì)量的理想氣體向真空自由膨脹時,體積增大,熵增大,D項錯誤.只有B項正確. 答案:B 6.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:由水汽凝結(jié)成水珠時,分子間的距離減小,分子引

5、力和斥力都增大,所以D正確. 答案:D 7. 如圖所示,某種自動洗衣機進水時,與洗衣缸相連的細(xì)管中會封閉一定質(zhì)量的空氣,通過壓力傳感器感知管中的空氣壓力,從而控制進水量.設(shè)溫度不變,洗衣缸內(nèi)水位升高,則細(xì)管中被封閉的空氣(  ) A.放熱 B.壓強減小 C.分子的熱運動加劇 D.分子間的引力和斥力都減小 解析:溫度不變,洗衣缸內(nèi)水位升高時,封閉氣體壓強增大,體積減小,外界對氣體做功,W>0,又因ΔU=0,由ΔU=Q+W知,Q<0,氣體放出熱量,A正確B錯誤;因為溫度不變,C項錯誤.因為氣體體積減小,所以分子間的引力和斥力都增大,D項錯誤. 答案:A 8.關(guān)于熱力學(xué)定律和

6、分子動理論,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:根據(jù)熱力學(xué)第一定律,氣體內(nèi)能變化與做功和熱傳遞有關(guān),選項A錯誤.根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知熱量不可自發(fā)的由低溫物體傳到高溫物體,但熱量還是可以通過外界的方法由低溫物體傳到高溫物體,選項B錯誤.分子內(nèi)能與分子間的距離有關(guān),當(dāng)r>r0時,分子間距離越大,分子勢能越大,r

7、和斥力都要增大,選項D正確. 答案:D 9.[多選]某氣體的摩爾質(zhì)量為Mmol,摩爾體積為Vmol,密度為ρ,每個分子的質(zhì)量和體積分別為m和V0,則阿伏加德羅常數(shù)NA不可表示為(  ) A.NA= B.NA= C.NA= D.NA= 解析:阿伏加德羅常數(shù)NA===,其中V應(yīng)為每個氣體分子所占有的體積,而V0是氣體分子的體積,故C錯誤.D中ρV0不是氣體分子的質(zhì)量,因而也是錯誤的. 答案:CD 二、五選三型選擇題 10.我國已開展空氣中PM2.5濃度的監(jiān)測工作.PM2.5是指空氣中直徑等于或小于2.5 μm的懸浮顆粒物,其飄浮在空中做無規(guī)則運動,很難自然沉降到地面,吸入后

8、對人體形成危害.礦物燃料燃燒的排放物是形成PM2.5的主要原因.下列關(guān)于PM2.5的說法中錯誤的是(  ) A.PM2.5的尺寸與空氣中氧分子的尺寸的數(shù)量級相當(dāng) B.PM2.5在空氣中的運動屬于分子熱運動 C.PM2.5的運動軌跡只是由大量空氣分子對PM2.5無規(guī)則碰撞的不平衡決定的 D.倡導(dǎo)低碳生活,減少煤和石油等燃料的使用,能有效減小PM2.5在空氣中的濃度 E.PM2.5必然有內(nèi)能 解析:PM2.5的尺寸比空氣中氧分子的尺寸大得多,A錯誤;PM2.5在空氣中的運動不屬于分子熱運動,B錯誤;PM2.5的運動軌跡是由大量空氣分子對PM2.5無規(guī)則碰撞的不平衡和氣流的運動決定的,C

9、錯誤;倡導(dǎo)低碳生活,減少煤和石油等燃料的使用,能有效減小PM2.5在空氣中的濃度,PM2.5必然有內(nèi)能,D、E正確. 答案:ABC 11.對于分子動理論和物體內(nèi)能的理解,下列說法正確的是(  ) A.溫度高的物體內(nèi)能不一定大,但分子平均動能一定大 B.外界對物體做功,物體內(nèi)能一定增加 C.溫度越高,布朗運動越顯著 D.當(dāng)分子間的距離增大時,分子間作用力就一直減小 E.當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為斥力時,分子勢能隨分子間距離的減小而增大 解析:溫度高的物體分子平均動能一定大,但是內(nèi)能不一定大,選項A正確;外界對物體做功,若散熱,物體內(nèi)能不一定增加,選項B錯誤;溫度越高,布朗運動越顯著,選

10、項C正確;當(dāng)分子間的距離增大時,分子間作用力可能先增大后減小,選項D錯誤;當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為斥力時,分子勢能隨分子間距離的減小而增大,選項E正確. 答案:ACE 12.如圖所示,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,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點橫坐標(biāo)的數(shù)量級為10-10 m C.若兩個分子間距離增大,則分子勢能也增大 D.由分子動理論可知:溫度相同的氫氣

11、和氧氣,分子平均動能相同 E.質(zhì)量和溫度都相同的氫氣和氧氣(視為理想氣體),氫氣的內(nèi)能大 解析:在F-r圖象中,隨著距離的增大斥力比引力變化的快,所以ab為引力曲線,cd為斥力曲線,當(dāng)分子間的距離等于分子直徑數(shù)量級時,引力等于斥力,e點是平衡間距點,橫坐標(biāo)的數(shù)量級為10-10 m,A錯誤,B正確.如果分子間距大于平衡距離,分子力是引力,當(dāng)兩個分子間距離增大,分子力做負(fù)功,則分子勢能也增大;如果分子間距小于平衡距離,分子力是斥力,當(dāng)兩個分子間距離增大,分子力做正功,則分子勢能減少,C錯誤.溫度是分子熱運動平均動能的標(biāo)志,故溫度相同,氫氣和氧氣分子平均動能相同,D正確.溫度是分子熱運動平均動能

12、的標(biāo)志,質(zhì)量和溫度都相同的氫氣和氧氣,單個分子平均動能相等,但氫氣分子個數(shù)多,故氫氣的內(nèi)能大,E正確. 答案:BDE 三、非選擇題 13. 如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B,已知在此過程中,氣體內(nèi)能增加100 J,則該過程中氣體________(選填“吸收”或“放出”)熱量________ J. 解析:一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B,體積增大,對外做功W=pΔV=1.0×105×2.0×10-3 J=200 J.根據(jù)熱力學(xué)第一定律,該過程中氣體吸收熱量300 J. 答案:吸收 300 14.空調(diào)在制冷過程中,室內(nèi)空氣中的水蒸氣接觸蒸發(fā)器(銅管)液化成水

13、,經(jīng)排水管排走,空氣中水分越來越少,人會感覺干燥.某空調(diào)工作一段時間后,排出液化水的體積V=1.0×103 cm3.已知水的密度ρ=1.0×103 kg/m3、摩爾質(zhì)量M=1.8×10-2 kg/mol,阿伏加德羅常數(shù)NA=6.0×1023 mol-1.試求:(結(jié)果均保留一位有效數(shù)字) (1)該液化水中含有水分子的總數(shù)N; (2)一個水分子的直徑d. 解析:(1)水的摩爾體積為Vm== m3/mol=1.8×10-5 m3/mol 水分子數(shù):N== ≈3×1025個 (2)建立水分子的球模型有=πd3 得水分子直徑d== m=4×10-10 m 答案:(1)3×1025個 (2)4×10-10 m

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