2013屆高考物理一輪復(fù)習(xí)知能演練 11.1 分子動(dòng)理論 物體的內(nèi)能 滬科版

1 20132013 屆高考物理一輪復(fù)習(xí)知能演練屆高考物理一輪復(fù)習(xí)知能演練 11 111 1 分子動(dòng)理論分子動(dòng)理論 物體的內(nèi)能物體的內(nèi)能 滬滬 科版科版 1 2012 上海寶山期末 只要知道下列哪一組物理量 就可以估算出氣體分子間的平均距 離 A 阿伏伽德羅常數(shù) 該氣體的摩爾質(zhì)量和質(zhì)量 B 阿伏伽德羅常數(shù) 該氣體的摩爾質(zhì)量和密度 C 阿伏伽德羅常數(shù) 該氣體的摩爾質(zhì)量和體積 D 該氣體的密度 體積和摩爾質(zhì)量 解析 選 B 將氣體分子平均活動(dòng)空間看成是立方體 則L3 選項(xiàng) B 正確 Vmol NA Mmol NA 圖 11 1 6 2 2011 高考廣東理綜卷 如圖 11 1 6 所示 兩個(gè)接觸面平滑的鉛柱壓緊后懸掛起來 下面的鉛柱不脫落 主要原因是 A 鉛分子做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng) B 鉛柱受到大氣壓力作用 C 鉛柱間存在萬有引力作用 D 鉛柱間存在分子引力作用 解析 選 D 壓緊的兩個(gè)光滑鉛柱分子間距離變小 分子間的作用力增大 分子力表現(xiàn)為引 力 導(dǎo)致鉛柱不脫落 D 正確 壓緊與否鉛柱受的大氣壓力始終不變 鉛柱間的萬有引力很 小 可以忽略 故 B C 錯(cuò)誤 鉛分子做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)不影響鉛柱之間的相互作用 故 A 錯(cuò) 誤 3 氣體內(nèi)能是所有氣體分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和勢(shì)能的總和 其大小與氣體的狀態(tài)有關(guān) 分子熱 運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能與分子間勢(shì)能分別取決于氣體的 A 溫度和體積 B 體積和壓強(qiáng) C 溫度和壓強(qiáng) D 壓強(qiáng)和溫度 解析 選 A 溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志 溫度高 分子平均動(dòng)能大 分子間勢(shì)能與分子間距 離r有關(guān) 分子間距離r變化 分子間勢(shì)能就發(fā)生變化 所以 A 正確 4 布朗運(yùn)動(dòng)是生物學(xué)家布朗首先發(fā)現(xiàn)的物理現(xiàn)象 后來成為分子動(dòng)理論和統(tǒng)計(jì)力學(xué)發(fā)展的 基礎(chǔ) 下列關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)的說法中正確的是 A 布朗每隔 30 s 把小碳粒的位置記下 然后用直線依次連接起來 得到小碳粒的運(yùn)動(dòng)軌跡 B 懸浮在液體中的小顆粒不停地?zé)o規(guī)則互相碰撞是產(chǎn)生布朗運(yùn)動(dòng)的原因 C 在盡量排除外界影響的情況下 如振動(dòng) 液體對(duì)流等 布朗運(yùn)動(dòng)依然存在 D 布朗運(yùn)動(dòng)的激烈程度與顆粒大小 溫度有關(guān) 布朗運(yùn)動(dòng)不是分子的運(yùn)動(dòng) 解析 選 CD 小碳粒在 30 s 內(nèi)的運(yùn)動(dòng)是很復(fù)雜的 其運(yùn)動(dòng)軌跡是毫無規(guī)則的 用直線連接起 來的線段 是一段時(shí)間內(nèi)的位移 A 錯(cuò)誤 形成布朗運(yùn)動(dòng)的原因是懸浮小顆粒受到周圍液體 分子無規(guī)律的碰撞 使得來自各個(gè)方向的碰撞效果不平衡所致 布朗運(yùn)動(dòng)間接地證明了液體 分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng) B 錯(cuò)誤 布朗運(yùn)動(dòng)與外界任何因素 如溫度差 壓強(qiáng)差 液體振動(dòng)等無 關(guān) C 正確 布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮的固體顆粒 粒子數(shù)量級(jí)一般在 10 6m 肉眼是看不到 的運(yùn)動(dòng) 屬于宏觀物體的運(yùn)動(dòng) 不是單個(gè)分子的運(yùn)動(dòng) 單個(gè)分子用顯微鏡是看不見的 溫度越高 液 體分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈 對(duì)固體顆粒撞擊的不平衡性越明顯 布朗運(yùn)動(dòng)也就越明顯 D 正 確 2 5 天宮一號(hào)于 2011 年 9 月 29 日 21 時(shí) 16 分 3 秒在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射 如圖是 天宮一號(hào) 衛(wèi)星順利升空的情景 已知大氣壓強(qiáng)是由于大氣的重力而產(chǎn)生的 某學(xué)校興趣 小組的同學(xué) 通過查找資料知道 月球半徑R 1 7 106 m 月球表面重力加速度g 1 6 m s2 為開發(fā)月球的需要 設(shè)想在月球表面覆蓋一層大氣 使月球表面附近的大氣壓達(dá)到 p0 1 0 105 Pa 已知大氣層厚度h 1 3 103 m 比月球半徑小得多 假設(shè)月球表面開始 沒有空氣 試估算 圖 11 1 7 1 應(yīng)在月球表面覆蓋的大氣層的總質(zhì)量m 2 月球表面大氣層的分子數(shù) 3 氣體分子間的距離 空氣的平均摩爾質(zhì)量M 2 9 10 2 kg mol 阿伏伽德羅常數(shù) NA 6 0 1023 mol 1 解析 1 月球的表面積S 4 R2 月球表面大氣的重力與大氣壓力大小相等mg p0S 所以大氣的總質(zhì)量m 4 R2p0 g 代入數(shù)據(jù)可得 m 1 0 105 kg 2 27 1018 kg 4 3 14 1 7 106 2 1 6 2 月球表面大氣層的分子數(shù)為 N NA 6 0 1023個(gè) 4 7 1043個(gè) m M 2 27 1018 2 9 10 2 3 可以認(rèn)為每一個(gè)氣體分子占據(jù)的空間為一個(gè)立方體 小立方體緊密排列 其邊長(zhǎng)即為分 子間的距離 設(shè)分子間距離為a 大氣層中氣體的體積為V 則有 V 4 R2h a 1 0 10 9 m 3 V N 3 4 R2h N 答案 1 2 27 1018 kg 2 4 7 1043個(gè) 3 1 0 10 9 m 一 選擇題 1 2010 高考上海單科卷 分子間的相互作用力由引力與斥力共同產(chǎn)生 并隨著分子間距 的變化而變化 則 A 分子間引力隨分子間距的增大而增大 B 分子間斥力隨分子間距的減小而增大 C 分子間相互作用力隨分子間距的增大而增大 D 分子間相互作用力隨分子間距的減小而增大 解析 選 B 分子間的引力和斥力都隨分子間距離增大而減小 斥力變化的快些 據(jù)此可知 A 項(xiàng)錯(cuò)誤 B 項(xiàng)正確 分子間相互作用力是分子引力與分子斥力的合力 簡(jiǎn)稱分子力 分子力 隨分子間距的變化特點(diǎn)是非單調(diào)的 有最小值 故 C D 兩項(xiàng)均錯(cuò) 2 2012 榆林高三質(zhì)檢 下列說法正確的是 A 布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中固體顆粒的分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映 B 沒有摩擦的理想熱機(jī)可以把吸收的能量全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 C 知道某物質(zhì)的摩爾質(zhì)量和密度可求出阿伏伽德羅常數(shù) 3 D 內(nèi)能不同的物體 它們分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能可能相同 解析 選 D 該題綜合考查了熱學(xué)問題 布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的顆粒的運(yùn)動(dòng) 是液體分 子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映 但不是顆粒的分子運(yùn)動(dòng)的反映 A 錯(cuò) 根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知機(jī) 械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 但是內(nèi)能不可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 而不引起其他變化 B 錯(cuò) 知道物質(zhì)的摩爾質(zhì)量和密度可以求出摩爾體積但不可以求出阿伏伽德羅常數(shù) C 錯(cuò) 內(nèi)能不 同的物體溫度可能相同 分子平均動(dòng)能可能相同 D 對(duì) 3 做布朗運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn) 得到某個(gè)觀測(cè)記錄如圖 11 1 8 所示 圖中記錄的是 圖 11 1 8 A 分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的情況 B 某個(gè)微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的軌跡 C 某個(gè)微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的速度 時(shí)間圖線 D 按相等時(shí)間間隔依次記錄的某個(gè)運(yùn)動(dòng)微粒位置的連線 解析 選 D 布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的固體小顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng) 而非分子的運(yùn)動(dòng) 故 A 項(xiàng)錯(cuò)誤 對(duì)某個(gè)微粒而言在不同時(shí)刻的速度大小和方向均是不確定的 所以無法確定其在某 一個(gè)時(shí)刻的速度 也就無法描繪其速度 時(shí)間圖線 故 C 項(xiàng)錯(cuò)誤 觀測(cè)記錄是按等時(shí)間間隔 依次記錄的某個(gè)運(yùn)動(dòng)微粒位置的連線 不是微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡 故 B 項(xiàng)錯(cuò) D 項(xiàng)正確 4 下列說法中正確的是 A 溫度升高時(shí) 每個(gè)分子的動(dòng)能都增大 B 溫度升高時(shí) 分子的平均速率增大 C 溫度升高時(shí) 每個(gè)分子的溫度都升高 D 0 的冰和 0 的鐵塊的分子平均動(dòng)能相同 解析 選 BD 溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志 溫度升高時(shí) 分子平均動(dòng)能增大 分子熱運(yùn)動(dòng)越 劇烈 因此分子的平均速率增大 但不是每個(gè)分子的動(dòng)能都增大 選項(xiàng) A 錯(cuò) 選項(xiàng) B 對(duì) 溫 度應(yīng)是大量分子熱運(yùn)動(dòng)的集體表現(xiàn) 對(duì)個(gè)別分子來說 溫度對(duì)其是沒有意義的 選項(xiàng) C 錯(cuò) 同一溫度下各種物體的分子平均動(dòng)能相同 選項(xiàng) D 對(duì) 5 利用油膜法可粗略地測(cè)定阿伏伽德羅常數(shù) 若已知n滴油的總體積為V 一滴油形成的油 膜面積為S 這種油的摩爾質(zhì)量為M 密度為 油分子可視為球體 則阿伏伽德羅常數(shù)NA 應(yīng)為 A NA B NA 6Mn2S3 V Mn V C NA D NA 6Mn3S3 V3 6Mn3S3 V 解析 選 C 每滴油的體積V1 每個(gè)油分子體積為V0 R3 3 V n 4 3 4 3 V n S 2 V3 6n3S3 NA 摩爾體積 每個(gè)油分子體積 選 C M 6n3S3 V3 6Mn3S3 V3 4 圖 11 1 9 6 甲分子固定在坐標(biāo)的原點(diǎn) 乙分子位于橫軸上 甲分子和乙分子之間的相互作用力如圖 11 1 9 所示 a b c d為橫軸上的四個(gè)特殊位置 現(xiàn)把乙分子從a處由靜止釋放 則 A 乙分子從a到b做加速運(yùn)動(dòng) 由b到c做減速運(yùn)動(dòng) B 乙分子從a到c做加速運(yùn)動(dòng) 到達(dá)c時(shí)速度最大 C 乙分子從由b到d做減速運(yùn)動(dòng) D 乙分子從a到c做加速運(yùn)動(dòng) 由c到d做減速運(yùn)動(dòng) 解析 選 BD 由分子力曲線圖可知 由a到c一直受到引力作用 做加速運(yùn)動(dòng) 由c到d受 斥力作用做減速運(yùn)動(dòng) 在c點(diǎn)速度最大 所以 B D 正確 7 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 0 105 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 選 B 設(shè)地球表面大氣的總質(zhì)量為M 則有Mg p0 4 R2 在標(biāo)準(zhǔn)狀況下其體積為V 22 4 10 3 m3 22 4 10 3 m3 M M0 p0 4 R2 M0g 22 4 10 3 m3 4 1018m3 選 B 1 0 105 4 3 14 6 4 106 2 29 10 3 10 圖 11 1 10 8 2011 高考上海單科卷 某種氣體在不同溫度下的氣體分子速率分布曲線如圖 11 1 10 所示 圖中f v 表示v處單位速率區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)百分率 所對(duì)應(yīng)的溫度分別為T T T 則 A T T T B T T T C T T T T D T T T 解析 選 B 溫度是氣體分子平均功能的標(biāo)志 由圖像可以看出 大量分子的平均速率 v 因?yàn)槭峭N氣體 則k k k 所以 B 正確 A C D 錯(cuò)誤 v v E E E 9 設(shè)兩分子a b間距離為r0時(shí)分子間的引力F引和斥力F斥大小相等 現(xiàn)固定a 將b從與 a相距處由靜止釋放 在b遠(yuǎn)離a的過程中 下列表述正確的是 r0 2 A F引和F斥均減小 但F斥減小較快 B a對(duì)b一直做正功 C 當(dāng)b運(yùn)動(dòng)最快時(shí) a對(duì)b的作用力為零 D 當(dāng)a b間距離為r0時(shí) a b間的分子勢(shì)能最小 解析 選 ACD 由分子動(dòng)理論可知距離變化對(duì)斥力的影響比對(duì)引力大 距離增大時(shí)斥力 引力 都減小 但斥力減小得快 故 A 正確 從到r0的過程中分子力表現(xiàn)為斥力 做正功 分子 r0 2 勢(shì)能減小 當(dāng)分子間距離大于r0時(shí)表現(xiàn)為引力 做負(fù)功 分子勢(shì)能增加 因此在分子間距離 等于r0時(shí)分子勢(shì)能最小 所以 B 錯(cuò) D 對(duì) b分子在運(yùn)動(dòng)過程中 先加速后減速 當(dāng)距離為 r0時(shí) 作用力為零 加速度為零 速度最大 故 C 正確 10 如圖 11 1 11 所示 甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O 乙分子位于x軸上 甲分子對(duì)乙分子 的作用力與兩分子間距離的關(guān)系如圖中曲線所示 F 0 表示斥力 F 0 表示引力 A B C D為x軸上四個(gè)特定的位置 現(xiàn)把乙分子從A處由靜止釋放 則下列選項(xiàng)中的圖分 別表示乙分子的速度 加速度 勢(shì)能 動(dòng)能與兩分子間距離的關(guān)系 其中大致正確的是 5 圖 11 1 11 圖 11 1 12 解析 選 BC 乙分子從A處釋放后先是分子引力做正功 分子勢(shì)能減小 乙分子的動(dòng)能增加 至B點(diǎn)處 乙分子所受分子引力最大 則此處乙分子加速度最大 B點(diǎn)至C點(diǎn)過程 分子引 力繼續(xù)做正功 分子動(dòng)能繼續(xù)增加 分子勢(shì)能繼續(xù)減小 至C點(diǎn)分子動(dòng)能最大 分子勢(shì)能最 小 C點(diǎn)至D點(diǎn)過程 分子斥力做負(fù)功 分子動(dòng)能減小 分子勢(shì)能增加 綜合上述分析知 B C 正確 A D 錯(cuò)誤 二 非選擇題 11 2010 高考江蘇單科卷 已知潛水員在岸上和海底吸入空氣的密度分別為 1 3 kg m3和 2 1 kg m3 空氣的摩爾質(zhì)量為 0 029 kg mol 阿伏伽德羅常數(shù)NA 6 02 1023 mol 1 若潛 水員呼吸一次吸入 2 L 空氣 試估算潛水員在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空氣的分子數(shù) 結(jié)果保留一位有效數(shù)字 解析 設(shè)空氣的摩爾質(zhì)量為M 在海底和岸上的密度分別為 海和 岸 一次吸入空氣的體 積為V 則有 n NA 代入數(shù)據(jù)得 n 3 1022個(gè) 海 岸 V M 答案 3 1022個(gè) 12 某同學(xué)的臥室長(zhǎng)L1 7 m 寬L2 5 m 高h(yuǎn) 3 2 m 假設(shè)臥室內(nèi)的空氣處于標(biāo)準(zhǔn)狀況 已知阿伏伽德羅常數(shù)NA 6 02 1023 mol 1 1 求臥室內(nèi)空氣