高考物理 講練測(cè)系列 專題27 分子動(dòng)理論與熱力學(xué)定律

1、2013年高考物理專項(xiàng)沖擊波講練測(cè)系列 專題27 分子動(dòng)理論和熱力學(xué)定律【重點(diǎn)知識(shí)解讀】一 分子動(dòng)理論對(duì)于氣體，分子之間距離很大，可把每個(gè)氣體分子所占空間想象成一個(gè)立方體，該立方體的邊長(zhǎng)即為分子之間的平均距離。(1)若標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體體積為，則氣體物質(zhì)的量n；(2)氣體分子間距。3. “用油膜法估測(cè)分子的大小”實(shí)驗(yàn)是把液體中油酸分子看做緊密排列的小球，把油膜厚度看做分子直徑。二 熱力學(xué)定律1.熱力學(xué)第零定律：如果兩個(gè)熱力系的每一個(gè)都與第三個(gè)熱力系處于熱平衡，則它們彼此也處于熱平衡。熱力學(xué)第零定律的重要性在于它給出了溫度的定義和溫度的測(cè)量方法。定律中所說(shuō)的熱力學(xué)系統(tǒng)是指由大量分子、原子組成的物體或

2、物體系。它為建立溫度概念提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。這個(gè)定律反映出：處在同一熱平衡狀態(tài)的所有的熱力學(xué)系統(tǒng)都具有一個(gè)共同的宏觀特征，這一特征是由這些互為熱平衡系統(tǒng)的狀態(tài)所決定的一個(gè)數(shù)值相等的狀態(tài)函數(shù)，這個(gè)狀態(tài)函數(shù)被定義為溫度。而溫度相等是熱平衡之必要的條件。2.熱力學(xué)第一定律內(nèi)容：一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界對(duì)它傳遞的熱量和外界對(duì)它做的功之和。物體內(nèi)能增加與否，不能單純只看做功或傳遞的熱量，兩個(gè)過(guò)程要全面考慮。熱力學(xué)第一定律宣告了不需要消耗能量的第一類永動(dòng)機(jī)不可能制成。【高考命題動(dòng)態(tài)】分子動(dòng)理論是熱現(xiàn)象的微觀理論，熱力學(xué)定律是通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)和觀察總結(jié)得出的熱現(xiàn)象的宏觀理論。高考對(duì)分子動(dòng)理論和熱力學(xué)定律的考

3、查涉及各個(gè)方面，難度中等。【最新模擬題專項(xiàng)訓(xùn)練】。1、（2012·廣東理綜物理）清晨 ，草葉上的露珠是由空氣中的水汽凝結(jié)成的水珠 ，這一物理過(guò)程中，水分子間的A 引力消失 ，斥力增大 B 斥力消失，引力增大 C 引力、斥力都減小 D 引力、斥力都增大 【答案】：D【解析】：空氣中的水汽凝結(jié)成的水珠，分子之間距離減小，引力、斥力都增大，選項(xiàng)D正確。2（2011四川理綜卷第14題）氣體能夠充滿密閉容器，說(shuō)明氣體分子除相互碰撞的短暫時(shí)間外，A. 氣體分子可以做布朗運(yùn)動(dòng)B. 氣體分子的動(dòng)能都一樣大C. 相互作用力十分微弱，氣體分子可以自由運(yùn)動(dòng)D. 相互作用力十分微弱，氣體分子間的距離都一樣大

4、【答案】：C【解析】：布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的微粒的運(yùn)動(dòng)，布朗運(yùn)動(dòng)不是分子運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；氣體分子的速度不一定一樣大，動(dòng)能不一定一樣大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；氣體分子可以自由運(yùn)動(dòng)，相互作用力十分微弱，但分子之間距離不一定一樣大，選項(xiàng)C正確D錯(cuò)誤。3（2012湖北孝感第一次統(tǒng)考）下列關(guān)于分子斥力的說(shuō)法正確的是（）A.一塊玻璃破裂成兩塊不能直接拼接,是由于分子間斥力造成B.給自行車打氣時(shí)氣筒壓下后反彈，是由分子斥力造成C.固體壓縮后撤力恢復(fù)原狀,是由于分子間存在斥力造成D.將香水瓶打開滿室飄香，是由于香水分子間斥力造成4（200全國(guó)理綜卷第19題）.已知地球半徑約為6.4×106 m，空氣的摩爾

5、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. 4×1030 m3 D. 4×1022 m3解析：設(shè)地球表面大氣總質(zhì)量為M，則有Mg=p·4R2,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下其體積為V=×22.4×10-3m3，聯(lián)立解得V= 4×1018 m3，選項(xiàng)B正確。5.（2012江西重點(diǎn)中學(xué)協(xié)作體第二次聯(lián)考）關(guān)于物體的內(nèi)能變化，以下說(shuō)法中正確的是（ ）A物體吸收熱量，內(nèi)能一定增大B物體

6、對(duì)外做功，內(nèi)能一定減小C物體吸收熱量，同時(shí)對(duì)外做功，內(nèi)能可能不變D物體放出熱量，同時(shí)對(duì)外做功，內(nèi)能可能不變.答案：C解析：物體吸收熱量，若同時(shí)對(duì)外做功，內(nèi)能不一定增大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；物體對(duì)外做功，若同時(shí)吸收熱量，內(nèi)能不一定減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；物體吸收熱量，同時(shí)對(duì)外做功，內(nèi)能可能不變，選項(xiàng)C正確；物體放出熱量，同時(shí)對(duì)外做功，內(nèi)能一定減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。6.（2012年3月江西省六校聯(lián)考）下列說(shuō)法正確的是_ A物體吸收熱量，其溫度不一定升高 B熱量只能從高溫物體向低溫物體傳遞 C做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式 D布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中固體顆粒的分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映 E第二類永動(dòng)機(jī)是不能制造出來(lái)的，

7、盡管它不違反熱力學(xué)第一定律，但它違反熱力學(xué)第二定律7（2013山東青島二中檢測(cè)）關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)，以下說(shuō)法正確的是 （ ）A布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子的擴(kuò)散現(xiàn)象B布朗運(yùn)動(dòng)就是固體小顆粒中分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，它說(shuō)明分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)C布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的固體小顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，它是液體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映D掃地時(shí)，在陽(yáng)光照射下，看到塵埃飛舞，這是塵埃在做布朗運(yùn)動(dòng)【答案】C【解析】布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的固體小顆粒的運(yùn)動(dòng)，而不是液體分子的運(yùn)動(dòng)，但它是液體分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的反映，C項(xiàng)正確B項(xiàng)錯(cuò)誤；擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)是一種物質(zhì)的分子進(jìn)入另一種物質(zhì)的過(guò)程，不是布朗運(yùn)動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤。布朗顆粒非常小，用肉眼看不到，空中

8、飛舞的塵埃比布朗顆粒大得多，所以不是布朗運(yùn)動(dòng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。8（2013山東青島二中檢測(cè)）下列有關(guān)熱力學(xué)第二定律的說(shuō)法正確的是（ ）A氣體自發(fā)地?cái)U(kuò)散運(yùn)動(dòng)總是向著更為無(wú)序的方向進(jìn)行，是可逆過(guò)程B第二類永動(dòng)機(jī)雖然不違反能量守恒定律，但它是制造不出來(lái)的C空調(diào)既能制冷又能制熱，說(shuō)明熱傳遞不具有方向性D一定質(zhì)量的理想氣體向真空自由膨脹時(shí)，體積增大，熵減小9（2013山東青島二中檢測(cè)）如圖所示，某種自動(dòng)洗衣機(jī)進(jìn)水時(shí)，與洗衣缸相連的細(xì)管中會(huì)封閉一定質(zhì)量的空氣，通過(guò)壓力傳感器感知管中的空氣壓力，從而控制進(jìn)水量。設(shè)溫度不變，洗衣缸內(nèi)水位升高，則細(xì)管中被封閉的空氣 （ ）A放熱 B壓強(qiáng)減小C分子的熱運(yùn)動(dòng)加劇 D分子間

9、的引力和斥力都減少【答案】A【解析】溫度不變，洗衣缸內(nèi)水位升高時(shí)，封閉氣體壓強(qiáng)增大，體積減小，外界對(duì)氣體做功，W>0，又因，由知，Q<0，氣體放出熱量，A正確B錯(cuò)誤；因?yàn)闇囟炔蛔儯珻項(xiàng)錯(cuò)誤。因?yàn)闅怏w體積減小，所以分子間的引力和斥力都增大，D項(xiàng)錯(cuò)誤。10（2013山東青島二中檢測(cè)）根據(jù)分子動(dòng)理論知，物質(zhì)分子之間的距離為r0時(shí)，分子所受的斥力和引力相等，以下關(guān)于分子力和分子勢(shì)能的說(shuō)法正確的是（ ）A當(dāng)分子間距離為r0時(shí)，分子具有最大勢(shì)能B當(dāng)分子間距離為r0時(shí)，分子具有最小勢(shì)能C當(dāng)分子間距離為r0時(shí)，引力和斥力都是最大值 D當(dāng)分子間距離為r0時(shí)，引力和斥力都是最小值【答案】B【解析】分子

10、間的引力和斥力隨著分子間距離增加而減小，選項(xiàng)CD錯(cuò)誤；分子力做正功，分子勢(shì)能減少；分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加，因而選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確。11（2013山東青島二中檢測(cè)）下列有關(guān)熱現(xiàn)象的說(shuō)法中正確的是 （ ）A物體放出熱量，則其分子平均動(dòng)能一定減小B盛有氣體的容器作加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，容器中氣體的內(nèi)能必定會(huì)隨之增大 C電流通過(guò)電阻后電阻發(fā)熱，它的內(nèi)能增加是通過(guò)“熱傳遞”方式實(shí)現(xiàn)的D分子間引力和斥力相等時(shí)，分子勢(shì)能最小12（2013山東青島二中檢測(cè)）在“用油膜法測(cè)量分子直徑”的實(shí)驗(yàn)中，將濃度為的一滴油酸溶液，輕輕滴入水盆中，穩(wěn)定后形成了一層單分子油膜測(cè)得一滴油酸溶液的體積為V0，形成的油膜面積為S，則油酸分

11、子的直徑約為 _ ；如果把油酸分子看成是球形的（球的體積公式為，d為球直徑），計(jì)算該滴油酸溶液所含油酸分子的個(gè)數(shù)約為_?！敬鸢浮?，【解析】一滴油酸溶液中含有的油酸體積VV0，根據(jù)VSd得：油酸分子的直徑d= ，設(shè)一滴油酸中含有n個(gè)油酸分子，由得13（1）（2013山東青島二中檢測(cè)）對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，下列說(shuō)法正確的是_A保持氣體的壓強(qiáng)不變，改變其體積，可以實(shí)現(xiàn)其內(nèi)能不變B保持氣體的壓強(qiáng)不變，改變其溫度，可以實(shí)現(xiàn)其內(nèi)能不變C若氣體的溫度逐漸升高，則其壓強(qiáng)可以保持不變D氣體溫度每升高1K所吸收的熱量與氣體經(jīng)歷的過(guò)程有關(guān)E當(dāng)氣體體積逐漸增大時(shí)，氣體的內(nèi)能一定減小14（1）（2013山東青島二中檢

12、測(cè)）關(guān)于一定量的理想氣體，下列敘述正確的是_（將選項(xiàng)前的字母代號(hào)填在橫線上）A氣體吸收的熱量不可以完全轉(zhuǎn)化為功B氣體體積增大時(shí)，其內(nèi)能一定減少C氣體從外界吸收熱量，其內(nèi)能可能減少D外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能可能減少【答案】（1）CD （6分）【解析】：（1）當(dāng)氣體體積增大而內(nèi)能不變時(shí)，氣體吸收的熱量全部用來(lái)對(duì)外做功，A正確；當(dāng)氣體體積增大時(shí)，對(duì)外做功，若同時(shí)吸收熱量，且吸收的熱量多于對(duì)外做的功，內(nèi)能會(huì)增加，B錯(cuò)誤；若氣體吸收熱量的同時(shí)對(duì)外做功，且吸收的熱量少于對(duì)外做的功，則其內(nèi)能會(huì)減少，C正確；若外界對(duì)氣體做功的同時(shí)氣體向外放出熱量， 且放出的熱量多于外界對(duì)氣體所做的功，則氣體內(nèi)能減少，D正確1

13、5（6分）(2013河北邯鄲高三12月質(zhì)檢)下列說(shuō)法正確的是 A一定量的氣體，在體積不變時(shí)，分子每秒平均碰撞次數(shù)隨著溫度降低而減小B單晶體有固定的熔點(diǎn)，多晶體和非晶體沒(méi)有固定的熔點(diǎn) C熱量能夠自發(fā)地從高溫物體傳遞到低溫物體，但不能自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體D當(dāng)分子間的距離增大時(shí)，分子之間的引力和斥力均同時(shí)減小，而分子勢(shì)能一定增大E生產(chǎn)半導(dǎo)體器件時(shí)，需要在純凈的半導(dǎo)體材料中摻入其他元素，可以在高溫條件下利用分子的擴(kuò)散來(lái)完成16.（2013天星調(diào)研卷）夏天將密閉有空氣的礦泉水瓶放進(jìn)低溫的冰箱中會(huì)變扁，假設(shè)大氣壓強(qiáng)不變，此過(guò)程中瓶?jī)?nèi)空氣（可看成理想氣體）A壓強(qiáng)減小，溫度降低B壓強(qiáng)不變，體積減小C

14、內(nèi)能增加，對(duì)外界做功D內(nèi)能增加，放出熱量答案：B解析：瓶?jī)?nèi)空氣溫度降低，體積減小，壓強(qiáng)不變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤B正確。根據(jù)溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，瓶?jī)?nèi)空氣溫度降低，分子平均動(dòng)能減小，內(nèi)能減小，外界對(duì)其做功，放出熱量，選項(xiàng)CD錯(cuò)誤。17（6分）（2013云南昆明調(diào)研）下列說(shuō)法中正確的是_（填入正確選項(xiàng)前的字母。選對(duì)1個(gè)給3分，選對(duì)2個(gè)給4分，選對(duì)3個(gè)給6分；每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分）。 A氣體放出熱量，其分子的平均動(dòng)能可能增大 B布朗運(yùn)動(dòng)不是液體分子的運(yùn)動(dòng)，但它可以說(shuō)明分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) C當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子力和分子勢(shì)能總是隨分子間距離的減小而增大 D第二類永動(dòng)機(jī)不違反能量守

15、恒定律，但違反了熱力學(xué)第一定律 E某氣體的摩爾體積為v，每個(gè)分子的體積為v0，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為18（5分）（2013山西四校聯(lián)考）下列敘述正確的是_A擴(kuò)散現(xiàn)象說(shuō)明了分子在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)B布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子的運(yùn)動(dòng)C分子間距離增大，分子間作用力一定減小D物體的溫度越高，分子運(yùn)動(dòng)越激烈，每個(gè)分子的動(dòng)能都一定越大19（10分）（2013山西四校聯(lián)考）我國(guó)陸地面積S960萬(wàn)平方千米，若地面大氣壓P01.0×105 Pa，地面附近重力加速度g取10 m/s2，試估算：地面附近溫度為270 K的1 m3空氣，在溫度為300 K時(shí)的體積。我國(guó)陸地上空空氣的總質(zhì)量M總；19.(10分)解

16、析：氣體做等壓變化， 3 分 代入數(shù)據(jù)，解得V21.1 m3 2 分大氣壓可看做是由空氣的重力產(chǎn)生的，則p0 3 分代入數(shù)據(jù)解得M總9.6×1016 kg 2 分20（2013山東聊城調(diào)研）下列說(shuō)法正確的是（ ）A常溫常壓下，一定質(zhì)量的氣體，保持體積不變，壓強(qiáng)將隨溫度的增大而增大B用活塞壓縮氣缸里的空氣，對(duì)空氣做功，同時(shí)空氣的內(nèi)能增加了2.5J，則空氣從外界吸收熱量C物體的溫度為C時(shí)，分子的平均動(dòng)能為零D熱量從低溫物體傳到高溫物體是不可能的21（6分）（2013云南師大附中測(cè)試）已知水的密度=1.0×103kg/m3，摩爾質(zhì)量M=1.8×10-2kg，阿伏加德羅常

17、數(shù)NA=6.0×1023mol-1。一滴露水的體積大約是9.0×10-5cm3，它含有 個(gè)水分子，如果一只極小的蟲子來(lái)喝水，每分鐘喝進(jìn)6.0×107個(gè)水分子，那么它每分鐘喝進(jìn)水的質(zhì)量是 kg（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字） 答案：（每空3分，共6分）3.0×1018 1.8×1018【解析】水分子個(gè)數(shù)為N·NA×9.0×10233.0×1018個(gè)，喝進(jìn)水的質(zhì)量為m·M1.8×1018kg?！咀钚赂呖碱}專項(xiàng)檢測(cè)】1.（2012·全國(guó)理綜）下列關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法，正確的是A布朗運(yùn)動(dòng)是液體

18、分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)B. 液體溫度越高，懸浮粒子越小，布朗運(yùn)動(dòng)越劇列C布朗運(yùn)動(dòng)是由于液體各部分的溫度不同而引起的D.布朗運(yùn)動(dòng)是由液體分子從各個(gè)方向?qū)腋×Ｗ幼矒糇饔玫牟黄胶庖鸬?.（2012·四川理綜）物體由大量分子組成，下列說(shuō)法正確的是A. 分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，物體內(nèi)每個(gè)分子的動(dòng)能越大B. 分子間引力總是隨著分子間的距離減小而減小C. 物體的內(nèi)能跟物體的溫度和體積有關(guān)D. 只有外界對(duì)物體做功才能增加物體的內(nèi)能【答案】：C【解析】：分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，物體內(nèi)分子平均動(dòng)能越大，并非每個(gè)分子的動(dòng)能越大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；分子間引力總是隨著分子間的距離減小而增大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；物體的內(nèi)能跟物體的溫度和體

19、積有關(guān)，選項(xiàng)C正確；外界對(duì)物體做功或傳遞熱量均能增加物體的內(nèi)能，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。3（2012·新課標(biāo)理綜）關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說(shuō)法正確的是_ _A.為了增加物體的內(nèi)能，必須對(duì)物體做功或向它傳遞熱量B.對(duì)某物體做功，必定會(huì)使該物體的內(nèi)能增加C.可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣.不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體E.功轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬膶?shí)際宏觀過(guò)程是不可逆過(guò)程答案：ACE解析：為了增加物體的內(nèi)能，必須對(duì)物體做功或向它傳遞熱量，選項(xiàng)A正確；對(duì)某物體做功，不一定會(huì)使該物體的內(nèi)能增加，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣?，選項(xiàng)C正確；可以使熱量從低溫物體傳向高溫物體，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；功轉(zhuǎn)

20、變?yōu)闊岬膶?shí)際宏觀過(guò)程是不可逆過(guò)程，選項(xiàng)E正確。4（2011全國(guó)理綜卷第14題）關(guān)于一定量的氣體，下列敘述正確的是 A.氣體吸收的熱量可以完全轉(zhuǎn)化為功B.氣體體積增大時(shí)，其內(nèi)能一定減少 C氣體從外界吸收熱量，其內(nèi)能一定增加 D外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能可能減少5.(2011江蘇物理卷第12題A(3) (3)某同學(xué)在進(jìn)行“用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)前，查閱數(shù)據(jù)手冊(cè)得知：油酸的摩爾質(zhì)量M=0.283kg·mol-1，密度=0.895×103kg·m-3.若100滴油酸的體積為1ml，則1滴油酸所能形成的單分子油膜的面積約是多少？(取NA=6.02×1023m

21、ol-1.球的體積V與直徑D的關(guān)系為，結(jié)果保留一位有效數(shù)字)【解析】一個(gè)油酸分子的體積V0= 由球的體積與直徑關(guān)系得分子直徑D=1×10-9m，一滴油酸體積V=1×10-8m3，最大面積S=1×101m. 6（2011上海物理第27題）在“用單分子油膜估測(cè)分子大小”實(shí)驗(yàn)中，(1)某同學(xué)操作步驟如下：取一定量的無(wú)水酒精和油酸，制成一定濃度的油酸酒精溶液；在量筒中滴入一滴該溶液，測(cè)出它的體積；在蒸發(fā)皿內(nèi)盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散開穩(wěn)定；在蒸發(fā)皿上覆蓋透明玻璃，描出油膜形狀，用透明方格紙測(cè)量油膜的面積。改正其中的錯(cuò)誤： (2)若油酸酒精溶液體積濃度為0.10%，一滴溶液的體積為4.8×10-3mL，其形成的油膜面積為40cm2，則估測(cè)出油酸分子的直徑為 m。【解析】一滴體積為4.8×10-3mL的溶液，純油酸體積為V=4.8×10-3mL×0.10%=4.8×1