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熱力學(xué)定律能量守恒的高考物理復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)
一、選擇題(本題共6小題，共48分)
1.已知某氣體的摩爾體積為VA，摩爾質(zhì)量為MA，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出的物理量是()
A.分子質(zhì)量B.分子體積
C.分子密度D.分子間平均距離
解析：根據(jù)m=MANA可知選項(xiàng)A正確;由于氣體分子間距很大，故無法求出分子的體積和密度，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤;由V=VANA=d3可知選項(xiàng)D正確.
答案：AD
2.如圖1-13所示為兩分子間距離與分子勢(shì)能之間的關(guān)系圖象，則下列
說法中正確的是()
A.當(dāng)兩分子間距離r=r1時(shí)，分子勢(shì)能為零，分子間相互作用的引力
和斥力也均為零
B.當(dāng)兩分子間距離r=r2時(shí)，分子勢(shì)能最小，分子間相互作用的引力
和斥力也最小
C.當(dāng)兩分子間距離r
斥力也增大
D.當(dāng)兩分子間距離rr2時(shí)，隨著r的增大，分子勢(shì)能增大，分子間相互作用的引力和斥力也增大
解析：當(dāng)兩分子間距離r=r1時(shí)，分子勢(shì)能為零，但rr2時(shí)，由圖象可以看出分子勢(shì)能隨著r的增大而增大，而分子間相互作用的引力和斥力逐漸減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
答案：C
3.下列說法中正確的是()
A.給輪胎打氣的過程中，輪胎內(nèi)氣體內(nèi)能不斷增大
B.灑水車在不斷灑水的過程中，輪胎內(nèi)氣體的內(nèi)能不斷增大
C.太陽下暴曬的輪胎爆破，輪胎內(nèi)氣體內(nèi)能減小
D.拔火罐過程中，火罐能吸附在身體上，說明火罐內(nèi)氣體內(nèi)能減小
解析：給輪胎打氣的過程中，輪胎內(nèi)氣體質(zhì)量增加，體積幾乎不變，壓強(qiáng)增加，溫度升高，內(nèi)能增加，選項(xiàng)A正確;灑水車內(nèi)水逐漸減小，輪胎內(nèi)氣體壓強(qiáng)逐漸減小，體積增大，對(duì)外做功，氣體內(nèi)能減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤;輪胎爆破的過程中，氣體膨脹對(duì)外做功，內(nèi)能減小，選項(xiàng)C正確;火罐內(nèi)氣體溫度逐漸降低時(shí)，內(nèi)能減小，選項(xiàng)D正確.
答案：ACD
4.根據(jù)熱力學(xué)定律和分子動(dòng)理論，可知下列說法正確的是()
A.可以利用高科技手段，將流散到環(huán)境中的內(nèi)能重新收集起來加以利用而不引起其他變化
B.理想氣體狀態(tài)變化時(shí)，溫度升高，氣體分子的平均動(dòng)能增大，氣體的壓強(qiáng)可能減小
C.布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的運(yùn)動(dòng)，溫度越高布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈
D.利用淺層海水和深層海水之間的溫度差可以制造一種熱機(jī)，將海水的一部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，這在原理上是可行的
解析：根據(jù)熱力學(xué)第二定律知機(jī)械能可以完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而內(nèi)能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)化是有條件的，A項(xiàng)錯(cuò).溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度越高，分子平均動(dòng)能越大，而氣體壓強(qiáng)大小宏觀上取決于氣體的溫度與體積，溫度升高，若體積增大，氣體的壓強(qiáng)可能減小，B項(xiàng)正確.布朗運(yùn)動(dòng)是布朗顆粒的運(yùn)動(dòng)而非液體分子的運(yùn)動(dòng)，但它反映了液體分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性，溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著，C項(xiàng)錯(cuò)誤.利用淺層海水和深層海水之間的溫度差可以制造一種熱機(jī)，將海水的一部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，理論上滿足熱力學(xué)第一、第二定律，這在原理上是可行的，D項(xiàng)正確.
答案：BD
5.下面關(guān)于分子力的說法中正確的有()
A.鐵絲很難被拉長(zhǎng)，這一事實(shí)說明鐵分子間存在引力
B.水很難被壓縮，這一事實(shí)說明水分子間存在斥力
C.將打氣管的出口端封住，向下壓活賽，當(dāng)空氣被壓縮到一定程度后很難再壓縮，這一事實(shí)說明這時(shí)空氣分子間表現(xiàn)為斥力
D.磁鐵可以吸引鐵屑，這一事實(shí)說明分子間存在引力
解析：逐項(xiàng)分析如下
選項(xiàng)診斷結(jié)論
A原來分子間距r等于r0，拉長(zhǎng)時(shí)rr0，表現(xiàn)為引力
B壓縮時(shí)r
C壓縮到一定程度后，空氣很難再壓縮，是氣體分子頻繁撞擊活塞產(chǎn)生的氣體壓強(qiáng)增大的結(jié)果
D磁鐵吸引鐵屑是磁場(chǎng)力的作用，不是分子力的作用
答案：AB
6.電冰箱的制冷設(shè)備是用機(jī)械的方式制造人工低溫的裝置，壓縮機(jī)工作時(shí)，強(qiáng)迫制冷劑在冰箱內(nèi)外的管道中不斷循環(huán)，實(shí)現(xiàn)制冷作用，那么下列說法中正確的是()
A.打開冰箱門讓壓縮機(jī)一直工作，可使室內(nèi)溫度逐漸降低
B.在電冰箱的內(nèi)管道中，制冷劑迅速膨脹并吸收熱量
C.在電冰箱的外管道中，制冷劑被劇烈壓縮放出熱量
D.電冰箱的工作原理違背了熱力學(xué)第二定律
解析：電冰箱工作過程中，消耗電能的同時(shí)部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故室內(nèi)溫度不可能降低，選項(xiàng)A錯(cuò)誤;制冷劑在內(nèi)管道膨脹吸熱，在外管道被壓縮放熱，選項(xiàng)B、C正確;電冰箱的工作原理并不違背熱力學(xué)第二定律，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
答案：BC
二、非選擇題(本題共6小題，共52分)
7.某同學(xué)學(xué)到分子動(dòng)理論后，想估算一瓶純凈水所包含的水分子數(shù)目，已知一瓶純凈水的體積是600mL，則所含水分子的個(gè)數(shù)約為________個(gè).(結(jié)果保留1位有效數(shù)字，已知水的摩爾質(zhì)量為18g/mol，阿伏加德羅常數(shù)取6.01023mol-1)
解析：根據(jù)m=V及n=mMNA解得：n=21025個(gè).
答案：21025
8.將下列實(shí)驗(yàn)事實(shí)與產(chǎn)生的原因?qū)?yīng)起來
A.水與酒精混合體積變小
B.固體很難被壓縮
C.細(xì)繩不易拉斷
D.糖在熱水中溶解得快
E.冰凍食品也會(huì)變干
a.固體分子也在不停地運(yùn)動(dòng)
b.分子運(yùn)動(dòng)的劇烈程度與溫度有關(guān)
c.分子間存在引力
d.分子間存在斥力
e.分子間存在著空隙
它們的對(duì)應(yīng)關(guān)系分別是：A-________;B-________;C-________;D-________;E-________(在橫線上填上與實(shí)驗(yàn)事實(shí)產(chǎn)生原因前后對(duì)應(yīng)的符號(hào)).
答案：edcba
9.用油膜法估測(cè)分子大小的實(shí)驗(yàn)步驟如下：
�、傧蝮w積為V1的純油酸中加入酒精，直到油酸酒精溶液總量為V2;
�、谟米⑸淦魑∩鲜鋈芤�，一滴一滴地滴入小量筒，當(dāng)?shù)稳雗滴時(shí)體積為V0;
�、巯韧呴L(zhǎng)為30～40cm的淺盤里倒入2cm深的水;
�、苡米⑸淦魍嫔系我坏紊鲜鋈芤海扔退岜∧ば螤罘�(wěn)定后，將事先準(zhǔn)備好的玻璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的形狀;
�、輰嬘杏退岜∧ぽ喞螤畹牟ＡО�，放在畫有許多邊長(zhǎng)為a的小正方形的坐標(biāo)紙上;
�、抻�(jì)算出輪廓范圍內(nèi)正方形的總數(shù)為N，其中不足半個(gè)格的兩個(gè)格算一格，多于半個(gè)格的算一格.
上述實(shí)驗(yàn)步驟中有遺漏和錯(cuò)誤，遺漏的步驟是____________________;錯(cuò)誤的步驟是____________________(指明步驟，并改正)，油酸分子直徑的表達(dá)式d=________.
解析：本題考查的是用油膜法測(cè)分子直徑，意在考查學(xué)生對(duì)單分子油膜的理解和粗略估算能力.本實(shí)驗(yàn)中為了使油膜不分裂成幾塊，需在水面上均勻撒上痱子粉;由于本實(shí)驗(yàn)只是一種估算，在數(shù)油膜所覆蓋的坐標(biāo)格數(shù)時(shí)，大于半個(gè)格的算一個(gè)格，少于半個(gè)格的舍去;油酸溶液在水面上充分?jǐn)U散后形成一層單分子油膜，油膜厚度可看成分子直徑，由題意可知，油酸溶液的濃度為V1/V2，一滴油酸溶液的體積為V0/n，一滴油酸溶液中含純油酸體積為V1V0nV2，一滴油酸溶液形成的油膜面積為Na2，所以油膜厚度即分子直徑d=V1V0NV2a2n.
答案：將痱子粉均勻撒在水面上錯(cuò)誤的步驟是⑥，應(yīng)該是不足半個(gè)格的舍去，多于半個(gè)格的算一格V1V0NV2a2n
10.(1)下列說法正確的是________.
A.空中下落的雨滴呈球形是因?yàn)橐后w有表面張力
B.布朗運(yùn)動(dòng)表明了分子越小，分子運(yùn)動(dòng)越劇烈
C.由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律知道，能源是不會(huì)減少的
D.液晶既有液體的流動(dòng)性，又有光學(xué)性質(zhì)的各向異性
(2)如圖1-14所示，一個(gè)絕熱活塞將絕熱容器分成A、B兩部分，用控制閥K固定活塞，保持A體積不變，給電熱絲通電，則此過程中氣體A的內(nèi)能________，溫度________;拔出控制閥K，活塞將向右移動(dòng)壓縮氣體B，則氣體B的內(nèi)能________.
解析：(1)布朗運(yùn)動(dòng)表明了固體顆粒越小，液體溫度越高，液體分子運(yùn)動(dòng)越劇烈，B錯(cuò)誤;由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律知道，能量是守恒的，但能源是會(huì)不斷減少的，能量與能源的意義不同，C錯(cuò)誤.
(2)給電熱絲通電，A容器溫度升高，氣體內(nèi)能增加;拔出控制閥K，活塞將向右移動(dòng)壓縮氣體B，對(duì)B做正功，氣體B的內(nèi)能增加.
答案：(1)AD(2)增加升高增加
11.一定質(zhì)量的理想氣體在某一過程中，外界對(duì)氣體做功1.7105J，氣體內(nèi)能減少
1.3105J，則此過程中氣體________(填吸收或放出)的熱量是________J.此后，保持氣體壓強(qiáng)不變，升高溫度，氣體對(duì)外界做了5.0105J的功，同時(shí)吸收了
6.0105J的熱量，則此過程中，氣體內(nèi)能增加了________J.
解析：根據(jù)熱力學(xué)第一定律得：W=1.7105J，U=-1.3105J，代入U(xiǎn)=W+Q可得，Q=-3.0105J，Q為負(fù)值，說明氣體要放出熱量，放出的熱量為3.0同理W=-5105J，Q=6105J，U=W+Q=1.0105J，即內(nèi)能增加了1.0105J.
答案：放出3.01051.0105
12.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(gè)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1-15所
示.
(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.該密閉氣體組成的系統(tǒng)熵增加
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(shí)刻該密閉氣體的體積為V，密度為，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(gè)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(duì)外做了0.6J的功，同時(shí)吸收了0.9J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)一切自然過程中，一個(gè)孤立系統(tǒng)的總熵不會(huì)減少，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(cuò)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(cuò)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錯(cuò)誤.
(2)該密閉氣體的分子個(gè)數(shù)為n=VMNA.
(3)根據(jù)熱力學(xué)第一定律U=W+Q得：U=-0.6J+0.9J=0.3J;氣球在膨脹過程中對(duì)外界做功，氣球內(nèi)氣體的溫度必降低.
答案：(1)B(2)VMNA(3)0.3降低
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