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1、2020版高三物理一輪復(fù)習(xí) 分子動理論 內(nèi)能
1.關(guān)于分子的熱運動,下列說法正確的是( )
A.分子的熱運動就是布朗運動
B.布朗運動是懸浮在液體中的微粒的無規(guī)則運動,它反映液體分子的無規(guī)則運動
C.溫度越高,懸浮微粒越大,布朗運動越激烈
D.物體的速度越大,內(nèi)部分子的熱運動越激烈
解析:分子的熱運動是分子的無規(guī)則運動,布朗運動是懸浮在液體中的微粒的無規(guī)則運動,它是由液體分子的無規(guī)則運動引起的,溫度越高,布朗運動越激烈,微粒越小,液體分子撞擊的不平衡性越明顯,布朗運動越激烈,分子熱運動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,一個標(biāo)準大氣壓約為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O,乙分子沿x軸運動
3、,兩分子間的分子勢能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(x=x2)時,加速度最大
B.乙分子在P點(x=x2)時,其動能為E0
C.乙分子在Q點(x=x1)時,處于平衡狀態(tài)
D.乙分子的運動范圍為x≥x1
解析:分子勢能最小時,分子間距離處于平衡位置,所以P點是分子的平衡位置.乙分子在P點的加速度為零,A?C選項錯誤,B選項正確;由于兩分子所具有的總能量為零,而Q點的分子勢能為零,可知D選項正確.
答案:BD
4.根據(jù)分子動理論,下列說法正確的是( )
4、
A.一個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)則運動,就是分子的運動
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.布朗運動和擴散現(xiàn)象都可以在氣?液?固體中發(fā)生
B.布朗運動和擴散現(xiàn)象都是分子的運動
C.對物體做功,同時物體吸熱,物體內(nèi)能可能不變
D.物體對外做功,同時吸熱,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,因為不知道其質(zhì)量是否相等,其內(nèi)能不一定相等,所以A項錯;而對于溫度不等的兩物體,分子平均動能不一樣大,但由于分子勢能?質(zhì)量等因素,就有可能使內(nèi)能一樣大,因此B項錯;同樣的道理C項也錯;D項正確.
答案:D
7.關(guān)于內(nèi)能和機械能的下列說法中,正確的是( )
A.機械能很大的物體,其內(nèi)能一定很大
B.物體的機械能損失時,內(nèi)能卻可能增加
C.物體的內(nèi)能損失時,機械能必然會減少
D.物體的內(nèi)能為零時,機械能可以
6、不為零
E.物體的機械能為零時,內(nèi)能可以不為零
解析:內(nèi)能和機械能是兩種不同形式的能.對同一物體(不考慮形變時)機械能由其整體的宏觀速度和相對地面的高度決定;內(nèi)能則與其內(nèi)部分子的無規(guī)則運動及其聚集狀態(tài)有關(guān),它跟物體整體的宏觀速度(不計摩擦發(fā)熱時)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.物體的機械能很大,但內(nèi)能卻不一定大,A錯.物體在空中因空氣阻力勻速下落時,機械能有了損失,但因與空氣摩擦使物體溫度升高,內(nèi)能會增加,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,物體的內(nèi)能減少,機械能可以認為不變,C錯.由于物體分子永不停息地做無規(guī)則運動,物體的內(nèi)
7、能不可能為零,機械能可以為零,D錯,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)能相等時停止傳遞
解析:功是能量轉(zhuǎn)化的量度,選項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)能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體上,故選項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C正確,D錯誤.
答案:D
9.空氣壓縮機在一次壓縮過程中,活塞對氣缸中的氣體做功為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.
答案:放出 5×104
10.在標(biāo)準狀況下,有體積為V的水和體積為V的可認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)準狀況下水蒸氣的摩爾體積為VA,求:
(1)說明標(biāo)準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)它們中相鄰兩個水分子之
9、間的平均距離.
解析:(1)標(biāo)準狀況下,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=ρV①
分子個數(shù)為 N= NA②
聯(lián)立①?②得 N= NA③
對體積為V的水蒸氣,分子個數(shù)為 N′= NA.④
(3)設(shè)相鄰的兩個水分子之間的平均距離為d,將水分子視為球形,每個分子的體積為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)展中的高強度材料,它是一些非常細的,
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,阻止拉斷的原子力主要來自于斷開面上的所有原子對.當(dāng)Fe晶上的拉力分攤到一對Fe原子上的力超過拉伸中的最大原子力時,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
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