2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)31 分子動(dòng)理論 熱力學(xué)定律與能量守恒（含解析）

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1、2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)31 分子動(dòng)理論 熱力學(xué)定律與能量守恒（含解析） 一、選擇題 1．伽耳頓板可以演示統(tǒng)計(jì)規(guī)律．如圖所示，讓大量小球從上方漏斗形入口落下，則下圖中能正確反映最終落在槽內(nèi)小球的分布情況的是(　　) 解析：根據(jù)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，能正確反映最終落在槽內(nèi)小球的分布情況的是圖C. 答案：C 2．下列關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)的說法，正確的是(　　) A．布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng) B．液體溫度越高，懸浮顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈 C．布朗運(yùn)動(dòng)是由于液體各個(gè)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粒撞擊作用的不平衡引起的 解析：布朗運(yùn)動(dòng)是懸

2、浮顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；溫度越高，顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈，B正確；布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子撞擊的不平衡引起的，間接反映了液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤，D正確． 答案：BD 3．做布朗運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，得到某個(gè)觀測記錄如圖所示．圖中記錄的是(　　) 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：微粒在周圍液體分子無規(guī)則碰撞作用下，做布朗運(yùn)動(dòng)，軌跡是無規(guī)則的，實(shí)際操作中不易描繪出微粒的實(shí)際軌跡；按等時(shí)間間隔依次記錄的某個(gè)運(yùn)動(dòng)微粒位置的連線的無規(guī)則性，也能反映微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性．

3、記錄描繪的正是按等時(shí)間間隔記錄的某個(gè)運(yùn)動(dòng)微粒位置的連線，故D正確． 答案：D 4．夏天將密閉有空氣的礦泉水瓶放進(jìn)低溫的冰箱中會變扁，此過程中瓶內(nèi)空氣(可看成理想氣體)(　　) A．內(nèi)能減小，外界對其做功 B．內(nèi)能減小，吸收熱量 C．內(nèi)能增加，對外界做功 D．內(nèi)能增加，放出熱量 解析：瓶內(nèi)空氣溫度降低，體積減小，內(nèi)能減小，外界對其做功，放出熱量，選項(xiàng)A正確． 答案：A 5．下列有關(guān)熱力學(xué)第二定律的說法正確的是(　　) A．氣體自發(fā)地?cái)U(kuò)散運(yùn)動(dòng)總是向著更為無序的方向進(jìn)行，是可逆過程 B．第二類永動(dòng)機(jī)雖然不違反能量守恒定律，但它是制造不出來的 C．空調(diào)既能制冷又能制熱，說明熱傳

4、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 解析：與溫度有關(guān)的一切熱現(xiàn)象的宏觀過程都是不可逆的，A項(xiàng)錯(cuò)誤；熱量不能自發(fā)地由低溫物體傳到高溫物體，空調(diào)雖然能制冷、制熱，但空調(diào)機(jī)里的壓縮機(jī)工作，消耗了電能，產(chǎn)生了其他影響，C項(xiàng)錯(cuò)誤；一定質(zhì)量的理想氣體向真空自由膨脹時(shí)，體積增大，熵增大，D項(xiàng)錯(cuò)誤．只有B項(xiàng)正確． 答案：B 6．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 解析：由水汽凝結(jié)成水珠時(shí)，分子間的距離減小，分子引

5、力和斥力都增大，所以D正確． 答案：D 7. 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)管中會封閉一定質(zhì)量的空氣，通過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．分子間的引力和斥力都減小 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，外界對氣體做功，W>0，又因ΔU＝0，由ΔU＝Q＋W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． 答案：A 8．關(guān)于熱力學(xué)定律和

6、分子動(dòng)理論，下列說法正確的是(　　) A．一定量氣體吸收熱量，其內(nèi)能一定增大 B．不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體 C．若兩分子間距離增大，分子勢能一定增大 D．若兩分子間距離減小，分子間引力和斥力都增大 解析：根據(jù)熱力學(xué)第一定律，氣體內(nèi)能變化與做功和熱傳遞有關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知熱量不可自發(fā)的由低溫物體傳到高溫物體，但熱量還是可以通過外界的方法由低溫物體傳到高溫物體，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．分子內(nèi)能與分子間的距離有關(guān)，當(dāng)r>r0時(shí)，分子間距離越大，分子勢能越大，r

7、和斥力都要增大，選項(xiàng)D正確． 答案：D 9．[多選]某氣體的摩爾質(zhì)量為Mmol，摩爾體積為Vmol，密度為ρ，每個(gè)分子的質(zhì)量和體積分別為m和V0，則阿伏加德羅常數(shù)NA不可表示為(　　) A．NA＝ B．NA＝ C．NA＝ D．NA＝ 解析：阿伏加德羅常數(shù)NA＝＝＝，其中V應(yīng)為每個(gè)氣體分子所占有的體積，而V0是氣體分子的體積，故C錯(cuò)誤．D中ρV0不是氣體分子的質(zhì)量，因而也是錯(cuò)誤的． 答案：CD 二、五選三型選擇題 10．我國已開展空氣中PM2.5濃度的監(jiān)測工作．PM2.5是指空氣中直徑等于或小于2.5 μm的懸浮顆粒物，其飄浮在空中做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，很難自然沉降到地面，吸入后

8、對人體形成危害．礦物燃料燃燒的排放物是形成PM2.5的主要原因．下列關(guān)于PM2.5的說法中錯(cuò)誤的是(　　) A．PM2.5的尺寸與空氣中氧分子的尺寸的數(shù)量級相當(dāng) B．PM2.5在空氣中的運(yùn)動(dòng)屬于分子熱運(yùn)動(dòng) C．PM2.5的運(yùn)動(dòng)軌跡只是由大量空氣分子對PM2.5無規(guī)則碰撞的不平衡決定的 D．倡導(dǎo)低碳生活，減少煤和石油等燃料的使用，能有效減小PM2.5在空氣中的濃度 E．PM2.5必然有內(nèi)能 解析：PM2.5的尺寸比空氣中氧分子的尺寸大得多，A錯(cuò)誤；PM2.5在空氣中的運(yùn)動(dòng)不屬于分子熱運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；PM2.5的運(yùn)動(dòng)軌跡是由大量空氣分子對PM2.5無規(guī)則碰撞的不平衡和氣流的運(yùn)動(dòng)決定的，C

9、錯(cuò)誤；倡導(dǎo)低碳生活，減少煤和石油等燃料的使用，能有效減小PM2.5在空氣中的濃度，PM2.5必然有內(nèi)能，D、E正確． 答案：ABC 11．對于分子動(dòng)理論和物體內(nèi)能的理解，下列說法正確的是(　　) A．溫度高的物體內(nèi)能不一定大，但分子平均動(dòng)能一定大 B．外界對物體做功，物體內(nèi)能一定增加 C．溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著 D．當(dāng)分子間的距離增大時(shí)，分子間作用力就一直減小 E．當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子勢能隨分子間距離的減小而增大 解析：溫度高的物體分子平均動(dòng)能一定大，但是內(nèi)能不一定大，選項(xiàng)A正確；外界對物體做功，若散熱，物體內(nèi)能不一定增加，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著，選

10、項(xiàng)C正確；當(dāng)分子間的距離增大時(shí)，分子間作用力可能先增大后減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子勢能隨分子間距離的減小而增大，選項(xiàng)E正確． 答案：ACE 12．如圖所示，縱坐標(biāo)表示兩個(gè)分子間引力、斥力的大小，橫坐標(biāo)表示兩個(gè)分子間的距離，圖中兩條曲線分別表示兩分子間引力、斥力的大小隨分子間距離的變化關(guān)系，e為兩曲線的交點(diǎn)，則下列說法正確的是(　　) A．a(chǎn)b為斥力曲線，cd為引力曲線，e點(diǎn)橫坐標(biāo)的數(shù)量級為10－10 m B．a(chǎn)b為引力曲線，cd為斥力曲線，e點(diǎn)橫坐標(biāo)的數(shù)量級為10－10 m C．若兩個(gè)分子間距離增大，則分子勢能也增大 D．由分子動(dòng)理論可知：溫度相同的氫氣

11、和氧氣，分子平均動(dòng)能相同 E．質(zhì)量和溫度都相同的氫氣和氧氣(視為理想氣體)，氫氣的內(nèi)能大 解析：在F－r圖象中，隨著距離的增大斥力比引力變化的快，所以ab為引力曲線，cd為斥力曲線，當(dāng)分子間的距離等于分子直徑數(shù)量級時(shí)，引力等于斥力，e點(diǎn)是平衡間距點(diǎn)，橫坐標(biāo)的數(shù)量級為10－10 m，A錯(cuò)誤，B正確．如果分子間距大于平衡距離，分子力是引力，當(dāng)兩個(gè)分子間距離增大，分子力做負(fù)功，則分子勢能也增大；如果分子間距小于平衡距離，分子力是斥力，當(dāng)兩個(gè)分子間距離增大，分子力做正功，則分子勢能減少，C錯(cuò)誤．溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志，故溫度相同，氫氣和氧氣分子平均動(dòng)能相同，D正確．溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能

12、的標(biāo)志，質(zhì)量和溫度都相同的氫氣和氧氣，單個(gè)分子平均動(dòng)能相等，但氫氣分子個(gè)數(shù)多，故氫氣的內(nèi)能大，E正確． 答案：BDE 三、非選擇題 13. 如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，已知在此過程中，氣體內(nèi)能增加100 J，則該過程中氣體________(選填“吸收”或“放出”)熱量________ J. 解析：一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，體積增大，對外做功W＝pΔV＝1.0×105×2.0×10－3 J＝200 J．根據(jù)熱力學(xué)第一定律，該過程中氣體吸收熱量300 J. 答案：吸收　300 14．空調(diào)在制冷過程中，室內(nèi)空氣中的水蒸氣接觸蒸發(fā)器(銅管)液化成水

13、，經(jīng)排水管排走，空氣中水分越來越少，人會感覺干燥．某空調(diào)工作一段時(shí)間后，排出液化水的體積V＝1.0×103 cm3.已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3、摩爾質(zhì)量M＝1.8×10－2 kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.0×1023 mol－1.試求：(結(jié)果均保留一位有效數(shù)字) (1)該液化水中含有水分子的總數(shù)N； (2)一個(gè)水分子的直徑d. 解析：(1)水的摩爾體積為Vm＝＝ m3/mol＝1.8×10－5 m3/mol 水分子數(shù)：N＝＝ ≈3×1025個(gè) (2)建立水分子的球模型有＝πd3 得水分子直徑d＝＝ m＝4×10－10 m 答案：(1)3×1025個(gè)　(2)4×10－10 m