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高考物理復習知識點：熱力學定律能量守恒
一、選擇題(本題共6小題，共48分)
1.已知某氣體的摩爾體積為VA，摩爾質量為MA，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出的物理量是()
A.分子質量B.分子體積
C.分子密度D.分子間平均距離
解析：根據(jù)m=MANA可知選項A正確;由于氣體分子間距很大，故無法求出分子的體積和密度，選項B、C錯誤;由V=VANA=d3可知選項D正確.
答案：AD
2.如圖1-13所示為兩分子間距離與分子勢能之間的關系圖象，則下列
說法中正確的是()
A.當兩分子間距離r=r1時，分子勢能為零，分子間相互作用的引力
和斥力也均為零
B.當兩分子間距離r=r2時，分子勢能最小，分子間相互作用的引力
和斥力也最小
C.當兩分子間距離r
斥力也增大
D.當兩分子間距離r>r2時，隨著r的增大，分子勢能增大，分子間相互作用的引力和斥力也增大
解析：當兩分子間距離r=r1時，分子勢能為零，但rr2時，由圖象可以看出分子勢能隨著r的增大而增大，而分子間相互作用的引力和斥力逐漸減小，選項D錯誤.
答案：C
3.下列說法中正確的是()
A.給輪胎打氣的過程中，輪胎內氣體內能不斷增大
B.灑水車在不斷灑水的過程中，輪胎內氣體的內能不斷增大
C.太陽下暴曬的輪胎爆破，輪胎內氣體內能減小
D.拔火罐過程中，火罐能吸附在身體上，說明火罐內氣體內能減小
解析：給輪胎打氣的過程中，輪胎內氣體質量增加，體積幾乎不變，壓強增加，溫度升高，內能增加，選項A正確;灑水車內水逐漸減小，輪胎內氣體壓強逐漸減小，體積增大，對外做功，氣體內能減小，選項B錯誤;輪胎爆破的過程中，氣體膨脹對外做功，內能減小，選項C正確;火罐內氣體溫度逐漸降低時，內能減小，選項D正確.
答案：ACD
4.根據(jù)熱力學定律和分子動理論，可知下列說法正確的是()
A.可以利用高科技手段，將流散到環(huán)境中的內能重新收集起來加以利用而不引起其他變化
B.理想氣體狀態(tài)變化時，溫度升高，氣體分子的平均動能增大，氣體的壓強可能減小
C.布朗運動是液體分子的運動，溫度越高布朗運動越劇烈
D.利用淺層海水和深層海水之間的溫度差可以制造一種熱機，將海水的一部分內能轉化為機械能，這在原理上是可行的
解析：根據(jù)熱力學第二定律知機械能可以完全轉化為內能，而內能向機械能的轉化是有條件的，A項錯.溫度是分子平均動能的標志，溫度越高，分子平均動能越大，而氣體壓強大小宏觀上取決于氣體的溫度與體積，溫度升高，若體積增大，氣體的壓強可能減小，B項正確.布朗運動是布朗顆粒的運動而非液體分子的運動，但它反映了液體分子運動的無規(guī)則性，溫度越高，布朗運動越顯著，C項錯誤.利用淺層海水和深層海水之間的溫度差可以制造一種熱機，將海水的一部分內能轉化為機械能，理論上滿足熱力學第一、第二定律，這在原理上是可行的，D項正確.
答案：BD
5.下面關于分子力的說法中正確的有()
A.鐵絲很難被拉長，這一事實說明鐵分子間存在引力
B.水很難被壓縮，這一事實說明水分子間存在斥力
C.將打氣管的出口端封住，向下壓活賽，當空氣被壓縮到一定程度后很難再壓縮，這一事實說明這時空氣分子間表現(xiàn)為斥力
D.磁鐵可以吸引鐵屑，這一事實說明分子間存在引力
解析：逐項分析如下
選項診斷結論
A原來分子間距r等于r0，拉長時r>r0，表現(xiàn)為引力√
B壓縮時r
C壓縮到一定程度后，空氣很難再壓縮，是氣體分子頻繁撞擊活塞產(chǎn)生的氣體壓強增大的結果×
D磁鐵吸引鐵屑是磁場力的作用，不是分子力的作用×
答案：AB
6.電冰箱的制冷設備是用機械的方式制造人工低溫的裝置，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)，實現(xiàn)制冷作用，那么下列說法中正確的是()
A.打開冰箱門讓壓縮機一直工作，可使室內溫度逐漸降低
B.在電冰箱的內管道中，制冷劑迅速膨脹并吸收熱量
C.在電冰箱的外管道中，制冷劑被劇烈壓縮放出熱量
D.電冰箱的工作原理違背了熱力學第二定律
解析：電冰箱工作過程中，消耗電能的同時部分電能轉化為內能，故室內溫度不可能降低，選項A錯誤;制冷劑在內管道膨脹吸熱，在外管道被壓縮放熱，選項B、C正確;電冰箱的工作原理并不違背熱力學第二定律，選項D錯誤.
答案：BC
二、非選擇題(本題共6小題，共52分)
7.某同學學到分子動理論后，想估算一瓶純凈水所包含的水分子數(shù)目，已知一瓶純凈水的體積是600mL，則所含水分子的個數(shù)約為________個.(結果保留1位有效數(shù)字，已知水的摩爾質量為18g/mol，阿伏加德羅常數(shù)取6.0×1023mol-1)
解析：根據(jù)m=ρV及n=mM×NA解得：n=2×1025個.
答案：2×1025
8.將下列實驗事實與產(chǎn)生的原因對應起來
A.水與酒精混合體積變小
B.固體很難被壓縮
C.細繩不易拉斷
D.糖在熱水中溶解得快
E.冰凍食品也會變干
a.固體分子也在不停地運動
b.分子運動的劇烈程度與溫度有關
c.分子間存在引力
d.分子間存在斥力
e.分子間存在著空隙
它們的對應關系分別是：A-________;B-________;C-________;D-________;E-________(在橫線上填上與實驗事實產(chǎn)生原因前后對應的符號).
答案：edcba
9.用油膜法估測分子大小的實驗步驟如下：
①向體積為V1的純油酸中加入酒精，直到油酸酒精溶液總量為V2;
②用注射器吸取上述溶液，一滴一滴地滴入小量筒，當?shù)稳雗滴時體積為V0;
③先往邊長為30～40cm的淺盤里倒入2cm深的水;
④用注射器往水面上滴一滴上述溶液，等油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將事先準備好的玻璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的形狀;
⑤將畫有油酸薄膜輪廓形狀的玻璃板，放在畫有許多邊長為a的小正方形的坐標紙上;
⑥計算出輪廓范圍內正方形的總數(shù)為N，其中不足半個格的兩個格算一格，多于半個格的算一格.
上述實驗步驟中有遺漏和錯誤，遺漏的步驟是____________________;錯誤的步驟是____________________(指明步驟，并改正)，油酸分子直徑的表達式d=________.
解析：本題考查的是用油膜法測分子直徑，意在考查學生對單分子油膜的理解和粗略估算能力.本實驗中為了使油膜不分裂成幾塊，需在水面上均勻撒上痱子粉;由于本實驗只是一種估算，在數(shù)油膜所覆蓋的坐標格數(shù)時，大于半個格的算一個格，少于半個格的舍去;油酸溶液在水面上充分擴散后形成一層單分子油膜，油膜厚度可看成分子直徑，由題意可知，油酸溶液的濃度為V1/V2，一滴油酸溶液的體積為V0/n，一滴油酸溶液中含純油酸體積為V1V0nV2，一滴油酸溶液形成的油膜面積為Na2，所以油膜厚度即分子直徑d=V1V0NV2a2n.
答案：將痱子粉均勻撒在水面上錯誤的步驟是⑥，應該是不足半個格的舍去，多于半個格的算一格V1V0NV2a2n
10.(1)下列說法正確的是________.
A.空中下落的雨滴呈球形是因為液體有表面張力
B.布朗運動表明了分子越小，分子運動越劇烈
C.由能的轉化和守恒定律知道，能源是不會減少的
D.液晶既有液體的流動性，又有光學性質的各向異性
(2)如圖1-14所示，一個絕熱活塞將絕熱容器分成A、B兩部分，用控制閥K固定活塞，保持A體積不變，給電熱絲通電，則此過程中氣體A的內能________，溫度________;拔出控制閥K，活塞將向右移動壓縮氣體B，則氣體B的內能________.
解析：(1)布朗運動表明了固體顆粒越小，液體溫度越高，液體分子運動越劇烈，B錯誤;由能的轉化和守恒定律知道，能量是守恒的，但能源是會不斷減少的，能量與能源的意義不同，C錯誤.
(2)給電熱絲通電，A容器溫度升高，氣體內能增加;拔出控制閥K，活塞將向右移動壓縮氣體B，對B做正功，氣體B的內能增加.
答案：(1)AD(2)增加升高增加
11.一定質量的理想氣體在某一過程中，外界對氣體做功1.7×105J，氣體內能減少
1.3×105J，則此過程中氣體________(填"吸收"或"放出")的熱量是________J.此后，保持氣體壓強不變，升高溫度，氣體對外界做了5.0×105J的功，同時吸收了
6.0×105J的熱量，則此過程中，氣體內能增加了________J.
解析：根據(jù)熱力學第一定律得：W=1.7×105J，ΔU=-1.3×105J，代入ΔU=W+Q可得，Q=-3.0×105J，Q為負值，說明氣體要放出熱量，放出的熱量為3.0×105J;同理W=-5×105J，Q=6×105J，ΔU=W+Q=1.0×105J，即內能增加了1.0×105J.
答案：放出3.0×1051.0×105
12.某學習小組做了如下實驗：先把空的燒瓶放入冰箱冷凍，取出燒瓶，
并迅速把一個氣球緊套在燒瓶頸上，封閉了一部分氣體，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1-15所
示.
(1)在氣球膨脹過程中，下列說法正確的是________.
A.該密閉氣體分子間的作用力增大
B.該密閉氣體組成的系統(tǒng)熵增加
C.該密閉氣體的壓強是由于氣體重力而產(chǎn)生的
D.該密閉氣體的體積是所有氣體分子的體積之和
(2)若某時刻該密閉氣體的體積為V，密度為ρ，平均摩爾質量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則該密閉氣體的分子個數(shù)為________.
(3)若將該密閉氣體視為理想氣體，氣球逐漸膨脹起來的過程中，氣體對外做了0.6J的功，同時吸收了0.9J的熱量，則該氣體內能變化了________J;若氣球在膨脹過程中迅速脫離瓶頸，則該氣球內氣體的溫度________(填"升高"、"降低"或"不變").
解析：(1)一切自然過程中，一個孤立系統(tǒng)的總熵不會減少，B正確;氣球膨脹分子間的距離增大，分子間的作用力減小，A錯誤;氣體的壓強是由于氣體分子頻繁的撞擊容器壁產(chǎn)生的，C錯誤;因氣體分子之間存在間隙，所以密閉氣體的體積大于所有氣體分子的體積之和，D錯誤.
(2)該密閉氣體的分子個數(shù)為n=ρVMNA.
(3)根據(jù)熱力學第一定律ΔU=W+Q得：ΔU=-0.6J+0.9J=0.3J;氣球在膨脹過程中對外界做功，氣球內氣體的溫度必降低.
答案：(1)B(2)ρVMNA(3)0.3降低
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