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1、学 海 无 涯 课后练习一 高二物理同步复习课程 第 7 讲 分子热运动 能量守恒（一） 1.已知金刚石的密度为3.5103 kg/m3， 现有一块体积为 4.0108m3 的一小块金 刚石，它含有多少个碳原子?假如金刚石中 的碳原子是紧密地挨在一起，试估算碳原子 的直径?(保留两位有效数字) 答案：2.21010 m 详解：先求出此金刚石质量，然后除以一个 碳原子的质量，就是碳原子个数。 碳原子紧密排在一起的模型，就是一个一个 的小球紧密相连，整个金刚石看成一个正方 体，于是一条边上碳原子个数就是碳原子总 个数的三次方根。金刚石一条边的长度就是 体积的三次方根。然后边长除以一条边上碳 原子个
2、数就是碳原子直径。 2.关于布朗运动，下列说法中正确的是 ( ) A布朗运动就是分子的运动 B布朗运动是组成固体微粒的分子无规则 的反映 学 海 无 涯 C布朗运动是液体分子无规则运动的反映 D观察时间越长，布朗运动越显著 答案：C 详解：布朗运动是液体无规则运动的反映， 它本身不是分子运动。布朗运动的显著程度 和观察时间无关，和液体温度，运动微粒的 质量等有关。 3.关于分子间相互作用力，以下说法正确的 是( ) A分子间的相互作用力是由组成分子的原 子内部的带电粒子间的相互作用而引起的 B温度越高，分子间的相互作用力就越大 C分子力实质上就是分子间的万有引力 D分子引力不等于分子斥力时，违
3、背了牛 顿第三定律 答案：A 详解：A 是正确的理论知识。分子间作用力 大小与分子距离有关，和温度无关。另外， 分子引力和分子斥力明显不是作用力和反 作用力，不能乱套用牛顿第三定律。 4.关于分子间的相互作用力的以下说法中， 正确的是( ) 学 海 无 涯 A 当分子间的距离 rr0 时， 分子力为零， 说明此时分子间不存在作用力 B当 rr0 时，随着分子间距离的增大分 子间引力和斥力都增大，但引力比斥力增加 得快，故分子力表现为引力 C rr0 时，随着分子间距离的增大分子 间引力和斥力都增大，但斥力比引力增加得 快，故分子力表现为斥力 D当分子间的距离 r10-9m 时，分子间的 作用力
4、可以忽略不计 答案：D 详解：rr0 时分子引力和斥力数值相等， 分子间作用力合力是 0，但不能说分子间没 作用力，A 错。 分子间距离的增大分子间引力和斥力都减 小，这个任何时候都对，只是减小快慢的问 题。rr0 时分子间距离增加，分子斥力减 小得快。rr0 时，分子距离增加，分子引 力减小快。因此 BC 错。 D 项说的非常正确。 5.下面所列举的现象，不能说明分子是不断 运动着的是( ) 学 海 无 涯 A将香水瓶盖打开以后能闻到香味 B汽车开过后，公路上尘土飞扬 C洒在地上的水，过一段时间就干了 D悬浮在水中的花粉做无规则运动 答案：B 详解：B 项尘土飞扬，是空气对流吹动的结 果，无
5、关分子运动。其余选项很明显有分子 运动的表现。其中 D 项是布朗运动，这是分 子运动的反映。 6.在两个密闭的容器中分别存有质量相等 的氢气和氧气，不考虑分子间引力和斥力， 它们的温度也相等，下列说法中不正确的是 ( ) A氢分子的平均速率大于氧分子的平均速 率 B氢分子的平均动能大于氧分子的平均动 能 C氢气的分子总动能大于氧气的总动能 D氢气的内能大于氧气的内能 答案：B 详解：温度相等，那么平均动能必然相等。 因为氢分子质量较小，于是平均速率大于氧 学 海 无 涯 分子。分子总动能必然是氢气大，因为两气 体质量相等，必然是氢分子多。氢气内能也 大，因为二者温度相同，但是氢分子多，也 就是
6、说，氢气物质的量大。 高二物理同步复习课程 第 8 讲 分子热运动 能量守恒（二） 1.在绝热的气缸内封闭着质量、体积和种类 都相同的两部分气体 A 和 B（不计气体分子 之间的作用力） ，中间用导热的固定隔板 P 隔开。若不导热的活塞 Q 在外力作用下向外 移动时，下列论述： 气体 B 压强减小，内能减小； 气体 B 压强减小，内能不变； 气体 A 压强减小，内能减小； 气体 A 压强不变，内能不变。 其中正确的是（ ） A.只有正确 B.只有正确 C.只有正确 D.只有正确 答案：B 详解： 气缸绝热， 于是B体积增大对外做功， 又没有热传递时，内能一定减小。B 压强也 学 海 无 涯 因
7、为体积的增大而减小，内能减小就意味着 温度降低。P 是导热的，于是 AB 温度必然一 样。于是 A 温度也降低，内能减小。体积不 变的气体降温，明显 A 压强减小。 2.一定质量的理想气体，在某一平衡状态下 的压强、体积和温度分别为 p1、V1、T1，在 另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为 p2、V2、T2，下列关系正确的是（ ） Ap1p2，V12V2，T1 T2 Bp1p2，V1 V2，T12T2 Cp12p2，V12V2，T12T2 Dp12p2，V1V2，T12T2 答案：D 详解：一定质量的气体，根据公式，必然有 PV/T = 常数。于是只有 D 正确。 3.长直均匀玻璃管内用水
8、银柱封闭一定质 量的空气后倒插入水银槽内。静止时露出水 银槽面的水银柱高为 h，保持温度不变，稍 向上提玻璃管（管口仍在槽内水银面下） ， 封闭在管内的空气的体积 V 和压强 p 以及水 银柱高 h 各如何变化？ 答案：体积 V 增大，压强 p 减小，h 增大. 学 海 无 涯 详解：向上提，体积必然增大。因为温度不 变，于是压强减小，于是相应地，水银柱会 上升一小段儿，水银柱高度增大。 （看到水银柱升高，同学可能会对体积增 大略感不放心。其实我们可以反证，如果 体积减小，那么必然有压强的增大，于是水 银柱降低。往上提管，水银柱又降低，体积 焉能减小？于是假设矛盾，体积增大的结论 被肯定） 4
9、.下列说法正确的是（ ） A. 气体对器壁的压强就是大量气体分子作 用在器壁单位面积上的平均作用力 B. 气体对器壁的压强就是大量气体分子单 位时间作用在器壁上的平均冲量 C. 气体分子热运动的平均动能减少，气体 的压强一定减小 D. 单位面积的气体分子数增加，气体的压 强一定增大 答案：A 详解：A 是气体压强的微观成因。B 项，单 位时间的冲量是力，怎能是压强？C 项气体 学 海 无 涯 降温气压不一定降低，因为气体体积可以变 化。D 项也不对，气体如果同时降温，气压 变化也难说。 5.一定质量的理想气体由状态 A 经状态 B 变 为状态 C，其中 A B 过程为等压变化，B C 过 程
10、为 等 容 变 化 。 已 知VA=0.3m3 ， TA=TB=300K、TB=400K。 （1）求气体在状态 B 时的体积。 （2）说明 B C 过程压强变化的微观原因 （3）没 A B 过程气体吸收热量为 Q，B C 过 程中气体放出热量为 Q2，比较 Q1、Q2 的大 小说明原因。 答案： （1） 。 (2)气体体积不变，分子密集程度不变，温 度变小，气体分子平均动能减小，导致气体 压强减小。 (3) 大于 ；因为 TA=TB，故 A B 增加的内能 与 B C 减小的内能相同，而 A B 过程气体对 外做正功，B C 过程气体不做功，由热力学 第一定律可知 大于 。 (1)详解：等压变
11、化中，气体体积和温度成 正比，带入题中数据易得答案 学 海 无 涯 6.某体育馆内有一恒温游泳池，水温等于室 温，现有一个气泡从水池底部缓缓上升，那 么在上升过程中，泡内气体(可视为理想气 体)( ) 分子间的平均距离增大 分子平均动能减小 不断吸热 压强不断减小 A. B. C. D. 答案：D 详解：上升过程压强肯定不断减小，气泡逐 渐胀大，分子间距逐渐增大。但是因为是缓 慢上升，于是认为气体时刻和水同温度，于 是分子平均动能不变。气泡胀大就要对外做 功， 然而温度还不变， 于是它肯定不断吸热。 7.如图，水平放置的密封气缸内的气体被一 竖直隔板分隔为左右两部分，隔板可在气缸 内无摩擦滑动
12、，右侧气体内有一电热丝。气 缸壁和隔板均绝热。初始时隔板静止，左右 两边气体温度相等。现给电热丝提供一微弱 电流，通电一段时间后切断电源。当缸内气 学 海 无 涯 体再次达到平衡时， 与初始状态相比 （ ） A右边气体温度升高，左边气体温度不变 B左右两边气体温度都升高 C左边气体压强增大 D右边气体内能的增加量等于电热丝放出 的热量 答案：BC 详解：右边气体升温膨胀，向左推动隔板， 于是左边气体接受外界对它做功，内能增大， 也升温。左边气体体积减小，同时还升温， 压强必然增大。 根据能量守恒，左右两边气体内能增加量等 于电热丝放的热。 高二物理同步复习课程 第 9 讲 分子热运动 能量守恒
13、（三） 1.某人在做测定水的汽化热实验时，得到的 数据如下： 铜制量热器小筒的质量 M1=200g， 通入水蒸气前筒内水的质量 M2=350g，温度 t1=14；通入 t2=100的水蒸气后水的温 度为 t3=36，水的质量变为 M3=364g,他测 得的水的汽化热 L 是多少？铜的比热 C 铜 =3.9102J（KgK） 学 海 无 涯 答案：2.2106 焦千克 详解：可见，水蒸气的质量是 14 克。铜筒 温度升高 22 度吸热是 W1，350 克水升温 22 度吸热 W2，14 克水蒸气变成 14 克一百度液 态水放热 W3，14 克一百度液态水降温至 36 度放热 W4,于是根据能量守
14、恒，有 W1+W2 = W3+W4 W1,W2,W4 皆可用 cmt 来计算，于是 W3 可 以求解，经计算，是 30800J。然后 W3（以 焦耳为单位） ，除以水蒸气质量 0.014 千克 即可求出汽化热。 2.下列现象中，哪些是通过热传递的方式改 变物体内能的 （ ） A.打开电灯开关，灯丝的温度升高，内能增 加 B.夏天喝冰镇汽水来解暑 C.冬天搓搓手，会感觉到手变得暖和起来 D.太阳能热水器在阳光照射下，水的温度逐 渐升高 答案：B D 详解：A 是做功（电功）改变了内能，B 符 合题意。C 是做功改变内能。D 符合题意。 学 海 无 涯 3.对于在一个大气压下 100的水变成 10
15、0 的水蒸气的过程中，下列说法正确的是 （ ） A.水的内能增加，对外界做功，一定是吸热 B.水的内能不变，对外界做功，从外界吸热 C.水的内能减少，对外界不做功，向外界放 热 D.水的内能增加，对外界做功，向外界放热 答案：A 详解：水要吸热汽化，内能必然增加，因为 体积的膨胀，对外要做功。 4.一定质量的气体，在压缩过程中外界对气 体做功 300J， 但这一过程中气体的内能减少 了 300J， 问气体在此过程中是吸热还是放热？ 吸收（或放出）多少热量？ 答案：气体放热，放出 600J 的热量。 详解：外界对气体做功 300J，气体内能反而 减小 300J,根据热力学第一定律，必然是气 体放
16、热 300+300 = 600J。 5.下列说法中正确的是（ ） A.一切涉及热现象的宏观过程都具有方向 性 学 海 无 涯 B.一切不违背能量守恒与转化定律的物理 过程都是可以实现的 C.由热力学第二定律可以判断物理过程能 否自发进行 D.一切物理过程都不可能自发地进行 答案：AC 详解：A 正确，是正确的理论常识。B 不可 以，第二类永动机明显不违背能量守恒。C 对，这是热力学第二定律意义的一个方面。 D 不对，有不少过程是可以自发进行的，比 如水往低处流。 6.下面关于机械能和内能的说法正确的是 ( ) A.机械能大的物体，内能一定也大 B.物体做加速运动时，速度越大，物体内部 分子平均动能一
