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1、2020版高三物理一輪復(fù)習(xí) 分子動(dòng)理論 內(nèi)能 1.關(guān)于分子的熱運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是( ) A.分子的熱運(yùn)動(dòng)就是布朗運(yùn)動(dòng) B.布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的微粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng),它反映液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng) C.溫度越高,懸浮微粒越大,布朗運(yùn)動(dòng)越激烈 D.物體的速度越大,內(nèi)部分子的熱運(yùn)動(dòng)越激烈 解析:分子的熱運(yùn)動(dòng)是分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng),布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的微粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng),它是由液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)引起的,溫度越高,布朗運(yùn)動(dòng)越激烈,微粒越小,液體分子撞擊的不平衡性越明顯,布朗運(yùn)動(dòng)越激烈,分子熱運(yùn)動(dòng)的激烈程度由溫度決定,與物體的宏觀速度無關(guān),綜上所述,只有B正確. 答案:B 2.

2、已知地球半徑約為6.4×106 m,空氣的摩爾質(zhì)量約為29×10-3 kg/mol,一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓約為1.0×10 5 Pa.利用以上數(shù)據(jù)可估算出地球表面大氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為( ) A.4×1016 m3 B.4×1018 m3 C.4×1020 m3 D.4×1022 m3 解析:設(shè)地球表面大氣的總質(zhì)量為M,則有Mg=p0·4πR2.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下其體積為V=×22.4×10-3 m3 =×22.4×10-3m3 =×22.4×10-3 m3=4×1018 m3.選B. 答案:B 3.如圖所示,甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O,乙分子沿x軸運(yùn)動(dòng)

3、,兩分子間的分子勢(shì)能Ep與兩分子間距離的變化關(guān)系如圖中曲線所示.圖中分子勢(shì)能的最小值為-E0.若兩分子所具有的總能量為0,則下列說法中正確的是( ) A.乙分子在P點(diǎn)(x=x2)時(shí),加速度最大 B.乙分子在P點(diǎn)(x=x2)時(shí),其動(dòng)能為E0 C.乙分子在Q點(diǎn)(x=x1)時(shí),處于平衡狀態(tài) D.乙分子的運(yùn)動(dòng)范圍為x≥x1 解析:分子勢(shì)能最小時(shí),分子間距離處于平衡位置,所以P點(diǎn)是分子的平衡位置.乙分子在P點(diǎn)的加速度為零,A?C選項(xiàng)錯(cuò)誤,B選項(xiàng)正確;由于兩分子所具有的總能量為零,而Q點(diǎn)的分子勢(shì)能為零,可知D選項(xiàng)正確. 答案:BD 4.根據(jù)分子動(dòng)理論,下列說法正確的是( )

4、 A.一個(gè)氣體分子的體積等于氣體的摩爾體積與阿伏加德羅常數(shù)之比 B.顯微鏡下觀察到墨水中的小炭粒在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng),就是分子的運(yùn)動(dòng) C.分子間的相互作用的引力和斥力一定隨分子間的距離增大而減小 D.分子勢(shì)能隨著分子間的距離的增大,可能先減小后增大 答案:CD 5.下列說法正確的是( ) A.布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象都可以在氣?液?固體中發(fā)生 B.布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象都是分子的運(yùn)動(dòng) C.對(duì)物體做功,同時(shí)物體吸熱,物體內(nèi)能可能不變 D.物體對(duì)外做功,同時(shí)吸熱,物體內(nèi)能可能不變 答案:D 6.以下說法正確的是( ) A.溫度相等的兩塊鐵(固體),其內(nèi)能一定相等 B.溫

5、度不等的兩物體,其內(nèi)能一定不等 C.兩物體的內(nèi)能相等,其分子平均動(dòng)能一定相等 D.兩塊相同物質(zhì)組成的物體(固體),質(zhì)量相等,溫度相同,內(nèi)能一樣大 解析:溫度相等的兩塊鐵,因?yàn)椴恢榔滟|(zhì)量是否相等,其內(nèi)能不一定相等,所以A項(xiàng)錯(cuò);而對(duì)于溫度不等的兩物體,分子平均動(dòng)能不一樣大,但由于分子勢(shì)能?質(zhì)量等因素,就有可能使內(nèi)能一樣大,因此B項(xiàng)錯(cuò);同樣的道理C項(xiàng)也錯(cuò);D項(xiàng)正確. 答案:D 7.關(guān)于內(nèi)能和機(jī)械能的下列說法中,正確的是( ) A.機(jī)械能很大的物體,其內(nèi)能一定很大 B.物體的機(jī)械能損失時(shí),內(nèi)能卻可能增加 C.物體的內(nèi)能損失時(shí),機(jī)械能必然會(huì)減少 D.物體的內(nèi)能為零時(shí),機(jī)械能可以

6、不為零 E.物體的機(jī)械能為零時(shí),內(nèi)能可以不為零 解析:內(nèi)能和機(jī)械能是兩種不同形式的能.對(duì)同一物體(不考慮形變時(shí))機(jī)械能由其整體的宏觀速度和相對(duì)地面的高度決定;內(nèi)能則與其內(nèi)部分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)及其聚集狀態(tài)有關(guān),它跟物體整體的宏觀速度(不計(jì)摩擦發(fā)熱時(shí))和高度一般無直接聯(lián)系. 把物體緩緩地舉得很高,使它處于溫度很低的環(huán)境中.物體的機(jī)械能很大,但內(nèi)能卻不一定大,A錯(cuò).物體在空中因空氣阻力勻速下落時(shí),機(jī)械能有了損失,但因與空氣摩擦使物體溫度升高,內(nèi)能會(huì)增加,B正確.使物體保持靜止,降低溫度,當(dāng)忽略物體的體積變化時(shí),物體的內(nèi)能減少,機(jī)械能可以認(rèn)為不變,C錯(cuò).由于物體分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng),物體的內(nèi)

7、能不可能為零,機(jī)械能可以為零,D錯(cuò),E正確. 答案:BE 8.下列說法不正確的是( ) A.做功的過程伴著能量的轉(zhuǎn)化,做了多少功就有多少能量發(fā)生了變化 B.做功與熱傳遞的本質(zhì)不同在于做功導(dǎo)致能量轉(zhuǎn)化,熱傳遞導(dǎo)致內(nèi)能轉(zhuǎn)移 C.熱傳遞發(fā)生的條件是兩個(gè)物體之間存在溫度差 D.內(nèi)能總是從高溫物體傳遞給低溫物體,當(dāng)內(nèi)能相等時(shí)停止傳遞 解析:功是能量轉(zhuǎn)化的量度,選項(xiàng)A正確;做功改變物體的內(nèi)能,是內(nèi)能與其他形式的能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化,熱傳遞改變物體的內(nèi)能,是內(nèi)能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上,故選項(xiàng)B正確;熱量總是從溫度高的物體傳給溫度低的物體,直到物體溫度相等時(shí)才不發(fā)生熱傳遞,而熱量是熱傳遞過

8、程中轉(zhuǎn)移的內(nèi)能,故選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤. 答案:D 9.空氣壓縮機(jī)在一次壓縮過程中,活塞對(duì)氣缸中的氣體做功為2.0×105 J,同時(shí)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. 答案:放出 5×104 10.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,有體積為V的水和體積為V的可認(rèn)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(dòng)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

9、間的平均距離. 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(dòng)能相等. (2)體積為V的水,質(zhì)量為M=ρV① 分子個(gè)數(shù)為 N= NA② 聯(lián)立①?②得 N= NA③ 對(duì)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=πd3⑤ 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==d3⑦ 聯(lián)立④?⑦得d′=.⑧ 答案:(1)相等 (2) NA (3) 11.晶須是一種發(fā)展中的高強(qiáng)度材料,它是一些非常細(xì)的,

10、非常完整的絲狀(橫截面為圓形)晶體,現(xiàn)有一根鐵晶,直徑d=1.60 μm,用了F=0.0264 N的力將它拉斷,試估算拉斷過程中最大的Fe原子力Ff.(Fe的密度ρ=7.92 g·cm-3). 解析:估算最大鐵原子力,最關(guān)鍵之處就是要將已知的宏觀量與待求的微觀量如何相聯(lián)系,這就要想到阿伏加德羅常數(shù). 因原子力作用范圍在10-10 m數(shù)量級(jí),阻止拉斷的原子力主要來自于斷開面上的所有原子對(duì).當(dāng)Fe晶上的拉力分?jǐn)偟揭粚?duì)Fe原子上的力超過拉伸中的最大原子力時(shí),Fe晶就被拉斷.又鐵的摩爾質(zhì)量 MA=55.85×10-3 kg/mol. 所以鐵原子的體積: V= m3 =1.171×10-29 m3 原子直徑D=2.82×10-10 m 原子球的大圓面積S=πD2/4=6.25×10-20 m2 鐵晶斷面面積 S′=πd2/4=π×(1.60×10-6)2/4 m2=2.01×10-12 m2 斷面上排列的鐵原子數(shù) N==3.2×107個(gè) 所以拉斷過程中最大鐵原子力 Ff= N=8.25×10-10 N. 答案:8.25×10-10 N