高考物理总复习（命题点+考场热身）第15讲 分子热运动、气体.doc

高中物理总复习 命题方向预测第十五讲 分子热运动、气体命题点1 分子动理论 新高考命题方向预测1 在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，油酸洒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL用注射器测得1 mL上述溶液中有液滴50滴把1滴该溶液滴人盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图15-1-2所示，坐标中正方形小方格的边长为20mm求： (1)油酸膜的面积是多少? (2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少?(3)根据上述数据，估测出油酸分子的直径多少? 答案：(1)248 cm2 (2)12×10-5mL (3)48×10-l0m指导：(1)由图中数得油酸薄膜轮廓内约包含62个方格，每个方格的面积为2×2=4cm2，所以总面积约248cm (2)由题知每滴酒精油酸溶液的体积是mL，由于油酸的浓度为每104mL中占6mL，所以每滴溶液中含有纯油酸的体积是：V= (3)根据上述数据，测出油酸分子的大小为：d= (cm)48×10-l0m 2 只要知道下列哪一组物理量，就可以估算出气体中分子间的平均距离 A.阿伏加德罗常数，该气体的摩尔质量和质量 B阿伏加德罗常数，该气体的摩尔质量和密度 C.阿伏加德罗常数，该气体的质量和密度D该气体的密度、体积和摩尔质量 答案： B 指导：以NA、M、P分别表示阿佛伽德罗常数，气体的摩尔质量和密度，相邻分子间距离为工，则由NA·L3=得L=得3 关于布朗运动的实验下列说法正确的是 A.图15-1-3中记录了分子无规则运动的情况 B图15-1-3中记录的是微粒作布朗运动的轨迹 C.实验中可以看到，温度越高，布朗运动越激烈D实验中可以看到，微粒越大，布朗运动越明显 答案： C 指导：布朗运是指悬浮在液体中的微粒不停地做无规则的运动它是分子无规则热运动的反映而分子无规则热运动是产生布朗运动的原因温度越高，分子运动的越激烈因而布朗运动也越激烈可见A错，C对微粒越小，某一瞬间，跟它相撞的分子数越少，撞击作用的不平衡性表现得越明显即布朗运动越显著故D错题图中每个拐点记录的微粒每隔30s内微粒作的也是无规则运动，而不是直线运动，故B错4 分子间的引力、斥力都与分子间距离有关，下列说法中正确的是 A.无论分子间的距离怎样变化，分子间的引力、斥力总是 相等的 B无论分子间的距离怎样变化，分子间的斥力总小于引力 C.当分子处于平衡位置时，分子间的斥力和引力的大小相等D当分子间距离增大时，分子间的斥力比引力减小得快 答案： CD 指导：分子间距离处于平衡位置时，分子间的斥力和引力大小相等与分子间距离增大时，分子引力和斥力都减小，斥力减小的快；与分子间距离减小时，分子引力和斥力都增大斥力增大的快5 用r表示两个分子间的距离，EP表示两个分子间相互作用的势能，当r=ro时分子间的斥力等于引力，设两个分子相距很远时EP=0下列说法正确的是 A当r>ro时，EP随r增大而增加 B当r<ro时，Ep随r减小而增加 C当r>ro时，EP不随r而变D当r=ro时，Ep=0答案： AB 指导：当r=r0时分子间合力为零；当r>r0时，分子力表现为引力，r增大时，需克服引力做功，EP增大；当r=r0，EP最小但不为零 命题点2 内能和内能的变化、气体 新高考命题方向预测1 扩理想气体封闭在绝热的气缸内，当活塞压缩气体时，下述有关气体分子的各量，哪些是增大的 A.所有分子的速率 B气体分子的平均动能 C.气体分子的密度D单位时间内气体分子碰撞器壁单位面积上的次数答案： BCD 指导：对理想气体外界对它做功时分子的平均动能就一定增大，温度一定升高；大量分子做无规则运动的平均速率增大，但对个别分子来讲也可能速率减小 2 关于物体内能及其变化，下列说法中正确的是 A.物体的温度改变时，其内能必定改变 B物体对外做功，其内能不一定改变；向物体传递热量，其内能也不一定改变 C.对物体做功其内能必定改变；物体向外传出一定热量，其内能必定改变D.若物体与外界不发生热交换，则物体的内能必定不变 答案： B指导：一定质量的物体，其内能由温度和体积共同来决定，物体的温度改变时，其内能不一定改变，所以A错误做功和热传递是改变物体内能的两种方式若物体对外做功 WJ，同时吸收的热量，且(1)W>Q，则物体的内能减小 (2)W二Q，则物体的内能不变；(3)W<Q，则物体的内能增加，所以B正确，C、D错误3 以下说法正确的是 A.热量可能从低温物体传递到高温物体 B第二类永动机违反能量守恒，所以无法制造成功 C.温度高的物体比温度低的物体含热量多D.静止的物体没有内能答案： A 指导：热量可以从低温物体传递到高温物体；第二类永动机违反热力学第二定律，不违反能量守恒定律；热量是热传递中能量转移的量度，不能说某物体含热量多或少；内能和动能以及机械能要区分开 4 27g铝和18g水的温度相同，则下列判断中正确的是 A.分子数不同，而分子平均动能相同 B分子数相同，而分子平均动能不同 C.分子数相同，而分子平均动能也相同D.分子动能相同，分子势能也相同，所以内能也相同 答案： C 指导：因为铝和水的摩尔质量分别是27g/mol和 18g/mol，故它们的分子数相同，而温度是物体分子平均动能的标志，温度相同，分子平均动能就相同5 100的水完全变成100的水蒸气的过程中 A.水分子的平均动能增加 B水分子的势能增加 C水所增加的内能小于所吸收的热量D水所增加的内能等于所吸收的热量答案： BC 指导：水完全变成水蒸气的过程中要吸收一定的热量，吸收的热量一部分用来破坏化学键，使分子间距发生变化，内能增加；一部分能量损失掉水由液态变成气态时，吸收了热量，内能增加了，由于温度没变，故分子平均动能不变，又分子个数不变，所以分子势能增大了B正确由于有能量损失，故增加的内能小于吸收的热量，C正确D错误考场热身探究性命题综合测试 1 扩关于热现象，以下说法中正确的是 A.温度升高，物体内所有的分子的运动速度都变大 B所有自发的热现象都具有方向性 C.我们可以制造效率为100的热机D.摩擦力做功的过程中必定有机械能转化为内能答案： B指导：所有自发的热现象都具有方向性，如热量自高温物体传递到低温物体 2 在观察布朗运动时，从微粒a点开始计时，每隔30 s记下微粒的一个位置，得b、c、d、ef、g等点，然后用直线依次连接，如图Z15-1所示，则微粒在75s末时的位置 A.一定在cd的中点 B.在cd的连线上，但不一定在cd的中点 C一定不在cd连线的中点D可能在cd连线以外的某点答案： D 指导：花粉颗粒的运动是无规则运动，在任意一段时间内的运动都是无规则的，题中观察到的各点只是某一时刻颗粒所在的位置，在两个位置对应的时间间隔内花粉颗粒并不沿直线运动 3 关于物体的内能变化，下列说法中正确的是 A.物体吸收热量，内能一定增大 B物体对外做功，内能一定减小 C物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变D物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变答案： C 指导：该题考查改变物体内能的两种方式和热力学第一定律改变物体内能有两种方式，一是做功，二是热传递热力学第一定律，U=W+Q如果吸收热量少，对外做功多物体内能减小，A错物体对外做功少，从外界吸收的热量多，物体0内能增加，B错物体放出热量，又对外做功，内能一定减少，D错如果物体吸收热量与对外做功相同，物体内能不变，所以C对 4 下列关于物体内能的说法中，正确的是 A.质量相同的0的水和0的冰，具有相同的内能 B一定质量的理想气体，当它温度保持不变而体积膨胀的过程中，内能大小保持不变 C两个容积大小不同的容器，分别储有温度相同的同种理想气体，它们具有的内能一定相同D两个容积相同的容器，分别储有温度相同但压强不同的同种理想气体，它们具有的内能一定相同 答案： B 指导：物体的内能是所有分子的动能与相互作用的势能的总和，显然内能与物体的温度，分子相互作用的情况以及分子的总数有关，对于理相气体来讲，由于忽略了分子之间的相互作用力，因而也忽略了分子相互作用的势能，所以，一定质量的理想气体的内能只有温度和分子的总数有关，即理想气体的内能仅由它的质量和温度决定与体积无关故B正确由于没有考虑分子势能，可能会错选答案丸分析 C、D两答案时要注意，容积内的分子数是不同的5 下列关于温度，热量和内能的说法正确的是 A.温度是分子动能的标志，动能越大的分子其温度也就越高 B静止的物体没有内能 C温度高的物体比温度低的物体含的热量多D分子势能跟物体的体积有关 答案： D 指导：从分子动理论的观点看，分子动能是大量分子热运动的平均动能，对于个别分子来说没有意义，A错误物体的内能是对分子而言的，它是组成物体所有分子热运动的动能和分子势能的总和，静止的物体动能为零，属于机械能的范畴，则B错误热量是一个过程量，它是内能传递的一种量度，只有在热传递的过程中才有意义，它量度了热传递过程中内能转移的数量，则C错误因为物体的体积改变，分子间的距离随着改变，当r>r0时，分子力为引力，分子势能随着分子间的距离增大而增大；当r<r0时，分子力为斥力，分子势能随分子间的距离减小而增大；当r=r0时，分子势能为最小值，所以D正确6 如图Z15-2所示，导热气缸开口向下，内有理想气体，缸内活塞下挂一个砂桶，砂桶装满砂子时，恰好静止，现在把砂桶底部钻一个小洞，细砂慢慢漏出，并缓慢降低气缸外部环境温度，则 A.气体压强增大，内能可能不变 B外界对气体做功，气体温度可能降低 C.气体体积减小，压强增大，内能一定减小D外界对气体做功，气体内能一定增加 答案： C 指导：缓慢降低导热气缸外部的环境温度，可认为气缸内气体温度始终与外界温度相同，因此气缸内温度也在降低，又因理想气体的内能只取决于温度，因此缸内气体内能一定减小由活塞的受力分析可知，由于砂子的漏出导致活塞及砂子的重力减小，而活塞平衡，所以只能是缸内气体压强变大7 如图Z15-3，用绝热活塞把绝热容器隔成容积相同的两部分，先把活塞锁住，将质量和温度都相同的氢气和氧气分别充人容器的两部分，然后提起销子S，使活塞可以无摩擦地滑动，当活塞平衡时 A.氢气的温度不变 B氢气的压强增大C氢气的体积增大 D氧气的温度升高答案： CD 指导：相同质量的氢气和氧气，氢气分子的数目多，又体积和温度相同，故氢气产生的压强大，氢气的体积将增大C正确外界对氧气做功，氧气温度升高D正确 8 如图Z15-4所示，A、B两点表示一定质量的某种理想气体的两个状态当气体自状态A变化到状态B时 A.体积必然变大 B有可能经过体积减小的过程 C外界必然对气体做功D气体必然从外界吸热答案： ABD 指导：因为O状态比A状态温度高、压强小，从微观角度思考，数目的气体分子，在温度高、无规则热运动剧烈时，对器壁的撞击产生持续压力变小，只可能是体积变大，分子密集程度变小，所以A正确由于未限制自状态A变化到状态B的过程，所以可以先减小气体体积，再增大气体体积到O状态，故B正确由于是终体积变大，气体对外界做功，温度上升，理想气体内能增加，根据学第一定律，U=W +Q，知气体必须从外界吸热，所以C错D对9 据报道，美国的一个研究组利用激光冷却，将铯原子冷却 到了290纳开的极低温度，这一温度是_K，某人体温是36.5也可以说体温为_K；某人体温升高1.5，也可以说体温升高了_K答案：29×10-73095;15 指导略 10 一个汽缸里的气体膨胀时推动活塞做了3.1×104J的功，气体的内能应减少_；如果气体从外界吸引了4.2×102J的热量，则气体内能应增加_；如果上述两个过程同时进行，则气体的内能_(填“增大”或“减小”)了_(填数值)答案：31×104J；42×102J；减小；3058×104J 指导略 11 1967年，托雷坎永号油轮在英吉利海峡触礁，使大约八万吨原油溢出，污染了英国一百多千米的海岸线，使二万五千只海鸥死亡石油流人海中，危害极大大海洋中泄漏1t原油可覆盖1.2×104m2的海面，试计算油膜的厚度大约是分子直径的_倍(设原油的密度为0.91×103kgm3)答案：9×105倍 指导：1t原油的体积：油膜的厚度：h所以h09×10-4 m.因此油膜厚度约是分子直径的9×105倍12 用长度放大600倍的显微镜观察布朗运动，估计放大后的小颗粒(碳)体积为0.1×10-9 m3，碳的密度是2.25x103kgm3，摩尔质量是1.2×10-2kgmol，阿伏加德罗常数为6.0×1023 mol-1，则该小碳粒含分子数约为多少个?(取1位有效数字)答案：5×1010个 指导：设小颗粒边长为a，放大600倍后，则其体积为：V=(600a)3=01×10-9m3实际体积，51010个.5