廣東省南豐中學高考物理第二輪分子動理論熱力學定律與能量守恒練習新人教版

1、第十一章 第 1 單元 分子動理論 熱力學定律與能量守恒1利用所學的熱學知識回答下列問題：(1)我們知道分子熱運動的速率是比較大的，常溫下能達幾百米/秒將香水瓶蓋打開后，離瓶較遠的人，為什么不能立刻聞到香味呢？(2)隨著科學技術的不斷發(fā)展，近幾年來，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接觸面高速地向相反方向旋轉，同時加上很大 的壓力(約每平方厘米加幾千到幾萬牛頓的力)，瞬間就焊接成一個整體了 試用所學知識分析摩擦焊接的原理.2如圖111-3所示，甲分子固定在坐標原點Q乙分子位于x軸上，甲分子對乙分子的作用力與兩分子間距離的關系如圖 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軸上四個特定的位置現(xiàn)在把乙分子從a處靜止釋放，若規(guī)定無窮遠處分子勢能為零，則：(1)乙分子在何處勢能最?。渴钦颠€是負值？ 在乙分子運動的哪個范圍內分子力和分子勢能都隨距離的減小而增加?圖11-1-33.(1)遠古時代，取火是一件困難的事，火一般產(chǎn)生于雷擊或磷的自燃.隨著人類文明的進步， 出現(xiàn)了“鉆木取火”等方 法.“鉆木取火”是通過 _方式改變物體的內能， 把_ 轉變成內能.(2)_某同學做了一個小實驗：先把空的燒瓶放入冰箱冷凍，一小時后取出燒瓶，并迅速把一個氣球緊密地套在瓶頸上， 然后將燒瓶放進盛滿熱水的燒杯里，氣球逐漸膨脹起來，如 圖11-1-4所示這是因為燒

3、瓶里的氣體吸收了水的 _，溫度_ ，體積 4某同學為測量地表植物吸收太陽能的本領，做了如下實驗：用一面積為0.1 m2的面盆盛6 kg的水，經(jīng)太陽垂直照射15 min，溫度升高5C,若地表植物每秒吸收太陽能的能力與水相等，試計算：(1)每平方米綠色植物每秒吸收的太陽能為多少焦耳？(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銅的質量為63.5 g，銅的密度是8.9X103kg/m3,試計算(NA=6.02X1023mol-1)(1)一個銅原子的體積；

4、(2)假若銅原子為球形，求銅原子的直徑;銅原子的質量.6.定量的氣體內能增加了3X105J.(1)若吸收了2X105J的熱量，則是氣體對外界做功，還是外界對氣體做功？做了多少焦 耳的功？(2)若氣體對外界做了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的水中有多少個水分子？(2)水分子的直徑有多大？&下表為0C和100C時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、)，仔細觀察下表，對于氣體分子的無規(guī)則運動，你能得出哪些結論？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. 壓縮機工作時，強迫制冷劑在冰箱內外的管道中不斷 循環(huán)在蒸發(fā)器中制冷劑汽化吸收箱體內的熱量，經(jīng) 過冷凝器時制冷劑液化，放出熱量到箱體外.(1)下列說法正確的是 _ .A.熱量可以自發(fā)地從

6、冰箱內傳到冰箱外B.電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內的熱量傳 到外界， 是因為其消耗了電能C.電冰箱的工作原理不違反熱力學第一定律D.電冰箱的工作原理違反熱力學第一定律(2)電冰箱的制冷系統(tǒng)從冰箱內吸收的熱量與釋放到外界的熱量相比，有怎樣的關系?10.重1000 kg的氣錘從2.5 m高處落下，打在質量為200 kg的鐵塊上，要使鐵塊的溫度升高40C以上，氣錘至少應落下多少次？設氣錘撞擊鐵塊時做的功有60%用來使鐵塊溫度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單元分子動理論熱力學定律與能量守恒【參考答案與詳細解析】1解析：（1）

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

8、力為零，加速度為零，速度最大，動能最大，分子勢能最小且為負值.（2）在分子力表現(xiàn)為斥力的那一段上，即乙分子由c向d運動的過程中，分子力做負功,分子勢能增加.答案：（1）c處負值（2）c到d階段3.解析：（1）“鉆木”的過程是做功的過程，是把機械能轉化為內能的過程.（2）燒瓶里的氣體吸收熱量后，由熱力學第一定律知，氣體的內能增加，因而溫度升高， 體積增大.答案：（1）做功 機械能（2）熱量 升高 增大4.解析：（1）單位面積單位時間吸收的太陽能為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的任何物質中含有NA個粒子，因此每個銅原子的體積為9解析：（1）熱力學第一定律是熱現(xiàn)象中內能與其他形式能的轉化規(guī)律， 是能量守恒定 律的具體表現(xiàn)，適用于所有的熱學過程，故C正確，D錯誤；由熱力學第二定律可知，熱V0=次次1.2X1029 3m.(3)一個銅原子的質量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)由熱力學第一定律U=斜W得W=AU- Q= 3X105J2X105J=1X105J外界對氣體做功.(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3.3X10個建立水分子的球模型有：6nd3=Nm 3.9X1010(平均動能)假設銅原子為球形，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部 傳到高溫的外部，需要壓縮機的幫助并消耗電能，故應選B C.（2）由熱力學第一定律可知，電冰箱從冰箱內吸了熱量，同時消耗了電能，釋放到外界的 熱量比從冰箱內吸收的熱量多.答案：見解析10解析：氣錘下落過程中只有重力做功，機械能守恒，因而氣錘撞擊鐵塊時動能為34Ek=mgh=10 x10X2.5 J=2.5x10 J由動能定理知氣錘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