廣東省南豐中學(xué)高考物理第二輪分子動(dòng)理論熱力學(xué)定律與能量守恒練習(xí)新人教版

1、第十一章 第 1 單元 分子動(dòng)理論 熱力學(xué)定律與能量守恒1利用所學(xué)的熱學(xué)知識(shí)回答下列問(wèn)題：(1)我們知道分子熱運(yùn)動(dòng)的速率是比較大的，常溫下能達(dá)幾百米/秒將香水瓶蓋打開(kāi)后，離瓶較遠(yuǎn)的人，為什么不能立刻聞到香味呢？(2)隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，近幾年來(lái)，也出現(xiàn)了許多新的焊接方式，如摩擦焊接、爆炸焊接等摩擦焊接是使焊件的兩個(gè)接觸面高速地向相反方向旋轉(zhuǎn)，同時(shí)加上很大 的壓力(約每平方厘米加幾千到幾萬(wàn)牛頓的力)，瞬間就焊接成一個(gè)整體了 試用所學(xué)知識(shí)分析摩擦焊接的原理.2如圖111-3所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)Q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(xiàn)0為斥力，F(xiàn)v

2、0為引力，a、b、c、d為x軸上四個(gè)特定的位置現(xiàn)在把乙分子從a處?kù)o止釋放，若規(guī)定無(wú)窮遠(yuǎn)處分子勢(shì)能為零，則：(1)乙分子在何處勢(shì)能最??？是正值還是負(fù)值？ 在乙分子運(yùn)動(dòng)的哪個(gè)范圍內(nèi)分子力和分子勢(shì)能都隨距離的減小而增加?圖11-1-33.(1)遠(yuǎn)古時(shí)代，取火是一件困難的事，火一般產(chǎn)生于雷擊或磷的自燃.隨著人類文明的進(jìn)步， 出現(xiàn)了“鉆木取火”等方 法.“鉆木取火”是通過(guò) _方式改變物體的內(nèi)能， 把_ 轉(zhuǎn)變成內(nèi)能.(2)_某同學(xué)做了一個(gè)小實(shí)驗(yàn)：先把空的燒瓶放入冰箱冷凍，一小時(shí)后取出燒瓶，并迅速把一個(gè)氣球緊密地套在瓶頸上， 然后將燒瓶放進(jìn)盛滿熱水的燒杯里，氣球逐漸膨脹起來(lái)，如 圖11-1-4所示這是因?yàn)闊?/p>

3、瓶里的氣體吸收了水的 _，溫度_ ，體積 4某同學(xué)為測(cè)量地表植物吸收太陽(yáng)能的本領(lǐng)，做了如下實(shí)驗(yàn)：用一面積為0.1 m2的面盆盛6 kg的水，經(jīng)太陽(yáng)垂直照射15 min，溫度升高5C,若地表植物每秒吸收太陽(yáng)能的能力與水相等，試計(jì)算：(1)每平方米綠色植物每秒吸收的太陽(yáng)能為多少焦耳？(2)若綠色植物在光合作用下每吸收1 kJ的太陽(yáng)能可放出0.05 L的氧氣，則每公頃綠地423每秒可放出多少升的氧氣？1公頃=10 m，水的比熱容c=4.2X10 J/(kgC)5.1 mol銅的質(zhì)量為63.5 g，銅的密度是8.9X103kg/m3,試計(jì)算(NA=6.02X1023mol-1)(1)一個(gè)銅原子的體積；

4、(2)假若銅原子為球形，求銅原子的直徑;銅原子的質(zhì)量.6.定量的氣體內(nèi)能增加了3X105J.(1)若吸收了2X105J的熱量，則是氣體對(duì)外界做功，還是外界對(duì)氣體做功？做了多少焦 耳的功？(2)若氣體對(duì)外界做了4X105J的功，則是氣體放熱還是從外界吸熱？放出或吸收的熱量 是多少？33_27.已知水的密度為p=1.0 x10 kg/m，水的摩爾質(zhì)量M= 1.8x10 kg/mol，求：(保留兩位有效數(shù)字，NA=6x1023mol_1)3(1) 1 cm的水中有多少個(gè)水分子？(2)水分子的直徑有多大？&下表為0C和100C時(shí)氧分子的速率分布不同溫度下各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比(%

5、)，仔細(xì)觀察下表，對(duì)于氣體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，你能得出哪些結(jié)論？按速率大小劃分的速率區(qū)間v/(ms_1)0C100C100以下1.40.71002008.15.420030017.011.930040021.417.440050020.418.650060015.116.76007009.212.97008004.57.98009002.04.6900以上0.93.99.如圖1115所示為電冰箱的工作原理示意圖. 壓縮機(jī)工作時(shí)，強(qiáng)迫制冷劑在冰箱內(nèi)外的管道中不斷 循環(huán)在蒸發(fā)器中制冷劑汽化吸收箱體內(nèi)的熱量，經(jīng) 過(guò)冷凝器時(shí)制冷劑液化，放出熱量到箱體外.(1)下列說(shuō)法正確的是 _ .A.熱量可以自發(fā)地從

6、冰箱內(nèi)傳到冰箱外B.電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳 到外界， 是因?yàn)槠湎牧穗娔蹸.電冰箱的工作原理不違反熱力學(xué)第一定律D.電冰箱的工作原理違反熱力學(xué)第一定律(2)電冰箱的制冷系統(tǒng)從冰箱內(nèi)吸收的熱量與釋放到外界的熱量相比，有怎樣的關(guān)系?10.重1000 kg的氣錘從2.5 m高處落下，打在質(zhì)量為200 kg的鐵塊上，要使鐵塊的溫度升高40C以上，氣錘至少應(yīng)落下多少次？設(shè)氣錘撞擊鐵塊時(shí)做的功有60%用來(lái)使鐵塊溫度2升高，且鐵的比熱容c=0.11 cal/(gC),g取10 m/s,1 cal=4.2 J第十一章第1單元分子動(dòng)理論熱力學(xué)定律與能量守恒【參考答案與詳細(xì)解析】1解析：（1）

7、分子熱運(yùn)動(dòng)的速率雖然比較大，但分子之間的碰撞是很頻繁的，由于頻 繁的碰撞使出縮機(jī)箱體蒸發(fā)器得分子的運(yùn)動(dòng)不再是勻速直線運(yùn)動(dòng)，香水分子從瓶子到鼻孔走過(guò)了一段曲 折的路程，況且引起人的嗅覺(jué)需要一定量的分子，故將香水瓶蓋打開(kāi)后，離得較遠(yuǎn)的 人不能立刻聞到香味.（2）摩擦焊接是利用分子引力的作用.當(dāng)焊件的兩個(gè)接觸面高速地向相反方向旋轉(zhuǎn)且加上很大的壓力時(shí)，可以使兩個(gè)接觸面上的大多數(shù)分子之間的距離達(dá)到分子力發(fā)生明顯 作用的范圍，靠分子力的作用使這兩個(gè)焊件成為一個(gè)整體.答案：見(jiàn)解析2.解析：（1）由于乙分子由靜止開(kāi)始，在ac間一直受到甲分子的引力而做加速運(yùn)動(dòng)，引力做正功，分子勢(shì)能一直在減小，到達(dá)c點(diǎn)時(shí)所受分子

8、力為零，加速度為零，速度最大，動(dòng)能最大，分子勢(shì)能最小且為負(fù)值.（2）在分子力表現(xiàn)為斥力的那一段上，即乙分子由c向d運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，分子力做負(fù)功,分子勢(shì)能增加.答案：（1）c處負(fù)值（2）c到d階段3.解析：（1）“鉆木”的過(guò)程是做功的過(guò)程，是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過(guò)程.（2）燒瓶里的氣體吸收熱量后，由熱力學(xué)第一定律知，氣體的內(nèi)能增加，因而溫度升高， 體積增大.答案：（1）做功 機(jī)械能（2）熱量 升高 增大4.解析：（1）單位面積單位時(shí)間吸收的太陽(yáng)能為3cmiAt4.2x10 x6X53W=St=0.1x15X60J=1.4X10 J（2）氧氣的體積為4310 x1.4x10V=10 x0.05 L=

9、700 L.答案：（1）1.4x10 J （2）700 L5.解析：（1）1 mol銅的體積即摩爾體積一2、，M6.35X103一6 3=丁m7.1X10 mp8.9X10而1 mol的任何物質(zhì)中含有NA個(gè)粒子，因此每個(gè)銅原子的體積為9解析：（1）熱力學(xué)第一定律是熱現(xiàn)象中內(nèi)能與其他形式能的轉(zhuǎn)化規(guī)律， 是能量守恒定 律的具體表現(xiàn)，適用于所有的熱學(xué)過(guò)程，故C正確，D錯(cuò)誤；由熱力學(xué)第二定律可知，熱V0=次次1.2X1029 3m.(3)一個(gè)銅原子的質(zhì)量m=一26.35XNA_6.02X1023kg1.05X10一22 * * 25kg.一29 3一10答案：(1)1.2X10 m (2)2.8X10

10、 m25(3) 1.05X10 kg6解析：(1)由熱力學(xué)第一定律U=斜W得W=AU- Q= 3X105J2X105J=1X105J外界對(duì)氣體做功.(2)由AU=Q+ W得Q=AU- W= 3X105J(4X105J)=7X105J氣體從外界吸熱.答案：(1)外界對(duì)氣體做功1X105J(2)氣體從外界吸熱7X105J7解析：水的摩爾體積為1.8X101.0X1033m /mol=1.8X105m3/mol(1)1 cm3水中的226個(gè)3.3X10個(gè)建立水分子的球模型有：6nd3=Nm 3.9X1010(平均動(dòng)能)假設(shè)銅原子為球形，其直徑為d,則4d3V=3P6X10231.8X105X10水分

11、子直徑：36X1.8X105.3.14X6X1023量不能自發(fā)地從低溫物體傳給高溫物體，除非有外界的影響或幫助電冰箱把熱量從低溫的內(nèi)部 傳到高溫的外部，需要壓縮機(jī)的幫助并消耗電能，故應(yīng)選B C.（2）由熱力學(xué)第一定律可知，電冰箱從冰箱內(nèi)吸了熱量，同時(shí)消耗了電能，釋放到外界的 熱量比從冰箱內(nèi)吸收的熱量多.答案：見(jiàn)解析10解析：氣錘下落過(guò)程中只有重力做功，機(jī)械能守恒，因而氣錘撞擊鐵塊時(shí)動(dòng)能為34Ek=mgh=10 x10X2.5 J=2.5x10 J由動(dòng)能定理知?dú)忮N撞擊鐵塊所做的功為W=E0=2.5x104J使鐵塊溫度升高所需的熱量（升高40C）Q= cmAt=0.11x200 x103x40 cal=3.696x106J