高中物理選修3-3與3-5課本習(xí)題解釋與說(shuō)明

./課后練習(xí)一高二物理同步復(fù)習(xí)課程第7講分子熱運(yùn)動(dòng)能量守恒〔一1.已知金剛石的密度為ρ＝3.5×103kg/m3,現(xiàn)有一塊體積為4.0×10－8m3的一小塊金剛石,它含有多少個(gè)碳原子?假如金剛石中的碳原子是緊密地挨在一起,試估算碳原子的直徑?<保留兩位有效數(shù)字>答案：2.2×10－10m詳解：先求出此金剛石質(zhì)量,然后除以一個(gè)碳原子的質(zhì)量,就是碳原子個(gè)數(shù)。碳原子緊密排在一起的模型,就是一個(gè)一個(gè)的小球緊密相連,整個(gè)金剛石看成一個(gè)正方體,于是一條邊上碳原子個(gè)數(shù)就是碳原子總個(gè)數(shù)的三次方根。金剛石一條邊的長(zhǎng)度就是體積的三次方根。然后邊長(zhǎng)除以一條邊上碳原子個(gè)數(shù)就是碳原子直徑。2.關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法中正確的是<>A．布朗運(yùn)動(dòng)就是分子的運(yùn)動(dòng)B．布朗運(yùn)動(dòng)是組成固體微粒的分子無(wú)規(guī)則的反映C．布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映D．觀察時(shí)間越長(zhǎng),布朗運(yùn)動(dòng)越顯著答案：C詳解：布朗運(yùn)動(dòng)是液體無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映,它本身不是分子運(yùn)動(dòng)。布朗運(yùn)動(dòng)的顯著程度和觀察時(shí)間無(wú)關(guān),和液體溫度,運(yùn)動(dòng)微粒的質(zhì)量等有關(guān)。3.關(guān)于分子間相互作用力,以下說(shuō)確的是<>A．分子間的相互作用力是由組成分子的原子部的帶電粒子間的相互作用而引起的B．溫度越高,分子間的相互作用力就越大C．分子力實(shí)質(zhì)上就是分子間的萬(wàn)有引力D．分子引力不等于分子斥力時(shí),違背了牛頓第三定律答案：A詳解：A是正確的理論知識(shí)。分子間作用力大小與分子距離有關(guān),和溫度無(wú)關(guān)。另外,分子引力和分子斥力明顯不是作用力和反作用力,不能亂套用牛頓第三定律。4.關(guān)于分子間的相互作用力的以下說(shuō)法中,正確的是<>A．當(dāng)分子間的距離r＝r0時(shí),分子力為零,說(shuō)明此時(shí)分子間不存在作用力B．當(dāng)r＞r0時(shí),隨著分子間距離的增大分子間引力和斥力都增大,但引力比斥力增加得快,故分子力表現(xiàn)為引力C．r＜r0時(shí),隨著分子間距離的增大分子間引力和斥力都增大,但斥力比引力增加得快,故分子力表現(xiàn)為斥力D．當(dāng)分子間的距離r＞10-9m時(shí),分子間的作用力可以忽略不計(jì)答案：D詳解：r＝r0時(shí)分子引力和斥力數(shù)值相等,分子間作用力合力是0,但不能說(shuō)分子間沒(méi)作用力,A錯(cuò)。分子間距離的增大分子間引力和斥力都減小,這個(gè)任何時(shí)候都對(duì),只是減小快慢的問(wèn)題。r＞r0時(shí)分子間距離增加,分子斥力減小得快。r＜r0時(shí),分子距離增加,分子引力減小快。因此BC錯(cuò)。D項(xiàng)說(shuō)的非常正確。5.下面所列舉的現(xiàn)象,不能說(shuō)明分子是不斷運(yùn)動(dòng)著的是<>A．將香水瓶蓋打開(kāi)以后能聞到香味B．汽車開(kāi)過(guò)后,公路上塵土飛揚(yáng)C．灑在地上的水,過(guò)一段時(shí)間就干了D．懸浮在水中的花粉做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)答案：B詳解：B項(xiàng)塵土飛揚(yáng),是空氣對(duì)流吹動(dòng)的結(jié)果,無(wú)關(guān)分子運(yùn)動(dòng)。其余選項(xiàng)很明顯有分子運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)。其中D項(xiàng)是布朗運(yùn)動(dòng),這是分子運(yùn)動(dòng)的反映。6.在兩個(gè)密閉的容器中分別存有質(zhì)量相等的氫氣和氧氣,不考慮分子間引力和斥力,它們的溫度也相等,下列說(shuō)法中不正確的是<>A．氫分子的平均速率大于氧分子的平均速率B．氫分子的平均動(dòng)能大于氧分子的平均動(dòng)能C．氫氣的分子總動(dòng)能大于氧氣的總動(dòng)能D．氫氣的能大于氧氣的能答案：B詳解：溫度相等,那么平均動(dòng)能必然相等。因?yàn)闅浞肿淤|(zhì)量較小,于是平均速率大于氧分子。分子總動(dòng)能必然是氫氣大,因?yàn)閮蓺怏w質(zhì)量相等,必然是氫分子多。氫氣能也大,因?yàn)槎邷囟认嗤?但是氫分子多,也就是說(shuō),氫氣物質(zhì)的量大。高二物理同步復(fù)習(xí)課程第8講分子熱運(yùn)動(dòng)能量守恒〔二1.在絕熱的氣缸封閉著質(zhì)量、體積和種類都相同的兩部分氣體A和B〔不計(jì)氣體分子之間的作用力,中間用導(dǎo)熱的固定隔板P隔開(kāi)。若不導(dǎo)熱的活塞Q在外力作用下向外移動(dòng)時(shí),下列論述：① 氣體B壓強(qiáng)減小,能減??；②②氣體B壓強(qiáng)減小,能不變；③ 氣體A壓強(qiáng)減小,能減??；④④氣體A壓強(qiáng)不變,能不變。其中正確的是〔A.只有②④正確B.只有①③正確C.只有②③正確D.只有①④正確答案：B詳解：氣缸絕熱,于是B體積增大對(duì)外做功,又沒(méi)有熱傳遞時(shí),能一定減小。B壓強(qiáng)也因?yàn)轶w積的增大而減小,能減小就意味著溫度降低。P是導(dǎo)熱的,于是AB溫度必然一樣。于是A溫度也降低,能減小。體積不變的氣體降溫,明顯A壓強(qiáng)減小。2.一定質(zhì)量的理想氣體,在某一平衡狀態(tài)下的壓強(qiáng)、體積和溫度分別為p1、V1、T1,在另一平衡狀態(tài)下的壓強(qiáng)、體積和溫度分別為p2、V2、T2,下列關(guān)系正確的是〔A．p1＝p2,V1＝2V2,T1＝T2B．p1＝p2,V1＝V2,T1＝2T2C．p1＝2p2,V1＝2V2,T1＝2T2D．p1＝2p2,V1＝V2,T1＝2T2答案：D詳解：一定質(zhì)量的氣體,根據(jù)公式,必然有PV/T=常數(shù)。于是只有D正確。3.長(zhǎng)直均勻玻璃管用水銀柱封閉一定質(zhì)量的空氣后倒插入水銀槽。靜止時(shí)露出水銀槽面的水銀柱高為h,保持溫度不變,稍向上提玻璃管〔管口仍在槽水銀面下,封閉在管的空氣的體積V和壓強(qiáng)p以及水銀柱高h(yuǎn)各如何變化？答案：體積V增大,壓強(qiáng)p減小,h增大.詳解：向上提,體積必然增大。因?yàn)闇囟炔蛔?于是壓強(qiáng)減小,于是相應(yīng)地,水銀柱會(huì)上升一小段兒,水銀柱高度增大?！部吹剿y柱升高,同學(xué)可能會(huì)對(duì)"體積增大"略感不放心。其實(shí)我們可以反證,如果體積減小,那么必然有壓強(qiáng)的增大,于是水銀柱降低。往上提管,水銀柱又降低,體積焉能減?。坑谑羌僭O(shè)矛盾,體積增大的結(jié)論被肯定4.下列說(shuō)確的是〔A.氣體對(duì)器壁的壓強(qiáng)就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力B.氣體對(duì)器壁的壓強(qiáng)就是大量氣體分子單位時(shí)間作用在器壁上的平均沖量C.氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能減少,氣體的壓強(qiáng)一定減小D.單位面積的氣體分子數(shù)增加,氣體的壓強(qiáng)一定增大答案：A詳解：A是氣體壓強(qiáng)的微觀成因。B項(xiàng),單位時(shí)間的沖量是力,怎能是壓強(qiáng)？C項(xiàng)氣體降溫氣壓不一定降低,因?yàn)闅怏w體積可以變化。D項(xiàng)也不對(duì),氣體如果同時(shí)降溫,氣壓變化也難說(shuō)。5.一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C,其中AB過(guò)程為等壓變化,BC過(guò)程為等容變化。已知VA=0.3m3,TA=TB=300K、TB=400K?！?求氣體在狀態(tài)B時(shí)的體積。〔2說(shuō)明BC過(guò)程壓強(qiáng)變化的微觀原因〔3沒(méi)AB過(guò)程氣體吸收熱量為Q,BC過(guò)程中氣體放出熱量為Q2,比較Q1、Q2的大小說(shuō)明原因。答案：〔1。<2>氣體體積不變,分子密集程度不變,溫度變小,氣體分子平均動(dòng)能減小,導(dǎo)致氣體壓強(qiáng)減小。<3>大于；因?yàn)門A=TB,故AB增加的能與BC減小的能相同,而AB過(guò)程氣體對(duì)外做正功,BC過(guò)程氣體不做功,由熱力學(xué)第一定律可知大于。<1>詳解：等壓變化中,氣體體積和溫度成正比,帶入題中數(shù)據(jù)易得答案6.某體育館有一恒溫游泳池,水溫等于室溫,現(xiàn)有一個(gè)氣泡從水池底部緩緩上升,那么在上升過(guò)程中,泡氣體<可視為理想氣體><>①分子間的平均距離增大②分子平均動(dòng)能減?、鄄粩辔鼰幄軌簭?qiáng)不斷減小A.①②B.②③C.②④D.①③④答案：D詳解：上升過(guò)程壓強(qiáng)肯定不斷減小,氣泡逐漸脹大,分子間距逐漸增大。但是因?yàn)槭蔷徛仙?于是認(rèn)為氣體時(shí)刻和水同溫度,于是分子平均動(dòng)能不變。氣泡脹大就要對(duì)外做功,然而溫度還不變,于是它肯定不斷吸熱。7.如圖,水平放置的密封氣缸的氣體被一豎直隔板分隔為左右兩部分,隔板可在氣缸無(wú)摩擦滑動(dòng),右側(cè)氣體有一電熱絲。氣缸壁和隔板均絕熱。初始時(shí)隔板靜止,左右兩邊氣體溫度相等?，F(xiàn)給電熱絲提供一微弱電流,通電一段時(shí)間后切斷電源。當(dāng)缸氣體再次達(dá)到平衡時(shí),與初始狀態(tài)相比〔A．右邊氣體溫度升高,左邊氣體溫度不變B．左右兩邊氣體溫度都升高C．左邊氣體壓強(qiáng)增大D．右邊氣體能的增加量等于電熱絲放出的熱量答案：BC詳解：右邊氣體升溫膨脹,向左推動(dòng)隔板,于是左邊氣體接受外界對(duì)它做功,能增大,也升溫。左邊氣體體積減小,同時(shí)還升溫,壓強(qiáng)必然增大。根據(jù)能量守恒,左右兩邊氣體能增加量等于電熱絲放的熱。高二物理同步復(fù)習(xí)課程第9講分子熱運(yùn)動(dòng)能量守恒〔三1.某人在做測(cè)定水的汽化熱實(shí)驗(yàn)時(shí),得到的數(shù)據(jù)如下：銅制量熱器小筒的質(zhì)量M1=200g,通入水蒸氣前筒水的質(zhì)量M2=350g,溫度t1=14℃；通入t2=100℃的水蒸氣后水的溫度為t3=36℃,水的質(zhì)量變?yōu)镸3=364g,他測(cè)得的水的汽化熱L是多少？［銅的比熱C銅=3.9×102J／〔Kg．K］答案：2.2×106焦／千克詳解：可見(jiàn),水蒸氣的質(zhì)量是14克。銅筒溫度升高22度吸熱是W1,350克水升溫22度吸熱W2,14克水蒸氣變成14克一百度液態(tài)水放熱W3,14克一百度液態(tài)水降溫至36度放熱W4,于是根據(jù)能量守恒,有W1+W2=W3+W4W1,W2,W4皆可用cm△t來(lái)計(jì)算,于是W3可以求解,經(jīng)計(jì)算,是30800J。然后W3〔以焦耳為單位,除以水蒸氣質(zhì)量0.014千克即可求出汽化熱。2.下列現(xiàn)象中,哪些是通過(guò)熱傳遞的方式改變物體能的〔A.打開(kāi)電燈開(kāi)關(guān),燈絲的溫度升高,能增加B.夏天喝冰鎮(zhèn)汽水來(lái)解暑C.冬天搓搓手,會(huì)感覺(jué)到手變得暖和起來(lái)D.太陽(yáng)能熱水器在照射下,水的溫度逐漸升高答案：BD詳解：A是做功〔電功改變了能,B符合題意。C是做功改變能。D符合題意。3.對(duì)于在一個(gè)大氣壓下100℃的水變成100℃的水蒸氣的過(guò)程中,下列說(shuō)確的是〔A.水的能增加,對(duì)外界做功,一定是吸熱B.水的能不變,對(duì)外界做功,從外界吸熱C.水的能減少,對(duì)外界不做功,向外界放熱D.水的能增加,對(duì)外界做功,向外界放熱答案：A詳解：水要吸熱汽化,能必然增加,因?yàn)轶w積的膨脹,對(duì)外要做功。4.一定質(zhì)量的氣體,在壓縮過(guò)程中外界對(duì)氣體做功300J,但這一過(guò)程中氣體的能減少了300J,問(wèn)氣體在此過(guò)程中是吸熱還是放熱？吸收〔或放出多少熱量？答案：氣體放熱,放出600J的熱量。詳解：外界對(duì)氣體做功300J,氣體能反而減小300J,根據(jù)熱力學(xué)第一定律,必然是氣體放熱300+300=600J。5.下列說(shuō)法中正確的是〔A.一切涉及熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程都具有方向性B.一切不違背能量守恒與轉(zhuǎn)化定律的物理過(guò)程都是可以實(shí)現(xiàn)的C.由熱力學(xué)第二定律可以判斷物理過(guò)程能否自發(fā)進(jìn)行D.一切物理過(guò)程都不可能自發(fā)地進(jìn)行答案：AC詳解：A正確,是正確的理論常識(shí)。B不可以,第二類永動(dòng)機(jī)明顯不違背能量守恒。C對(duì),這是熱力學(xué)第二定律意義的一個(gè)方面。D不對(duì),有不少過(guò)程是可以自發(fā)進(jìn)行的,比如水往低處流。6.下面關(guān)于機(jī)械能和能的說(shuō)確的是<>A.機(jī)械能大的物體,能一定也大B.物體做加速運(yùn)動(dòng)時(shí),速度越大,物體部分子平均動(dòng)能一定增大C.物體降溫時(shí),其機(jī)械能一定減少D.摩擦生熱是機(jī)械能向能的轉(zhuǎn)化答案：D詳解：A錯(cuò),機(jī)械能大和能大,這二者無(wú)關(guān)。B錯(cuò),物體部分子平均動(dòng)能是溫度的表征,物體速度大,溫度不一定高。C錯(cuò),物體降溫和機(jī)械能不沾邊。D明顯正確。7.用打氣筒打氣時(shí),過(guò)一會(huì)筒壁會(huì)熱起來(lái),這是為什么？答案：打氣時(shí)活塞壓縮空氣做功,使筒空氣能增加,溫度升高；同時(shí)克服活塞與筒壁間的摩擦做功也使筒壁能增加,溫度升高。8.一個(gè)透熱良好的氣缸,缸壁浸在盛水的容器中,迅速下壓活塞,壓縮中對(duì)氣體做了2000J的功,穩(wěn)定后使容器中2千克的水溫度升高了0.2℃,假設(shè)盛水容器絕熱。問(wèn)：壓縮前后缸氣體的能變化了多少？答案：氣體能增加了320J。詳解：對(duì)氣體做功是2000J。然后氣體