名称 | 【粤教版】2017-2018学年物理选修3-3作业及练习(31份,Word版,含解析) | | |
格式 | zip | ||
文件大小 | 9.0MB | ||
资源类型 | 教案 | ||
版本资源 | 粤教版 | ||
科目 | 物理 | ||
更新时间 | 2017-11-03 13:05:04 |
☆8.某校开展探究性课外活动,一同学用
( http: / / www.21cnjy.com )如图所示的装置研究气体压强、体积、温度三量之间的变化关系,该同学选用导热良好的汽缸将其开口向下,内装理想气体,并将汽缸固定不动,但缸内活塞可自由滑动且不漏气,他把一温度计通过缸底小孔插入缸内,插口处密封良好,活塞下挂一个沙桶,沙桶装满沙子时活塞恰好静止.他把沙桶底部钻一个小洞,让细沙慢慢漏出,外部环境温度恒定.由此可确定( )
A.外界对气体做功,内能增大
B.外界对气体做功,温度计示数不变
C.气体体积减小,温度计示数减小
D.外界对气体做功,温度计示数增大
解析:选B.细沙慢慢漏出,使活
( http: / / www.21cnjy.com )塞受到的拉力逐渐减小,在大气压力的作用下,活塞缓慢上移,此过程通过压缩对缸内气体做功,有使其内能增大,温度升高的趋势;由于汽缸导热良好,且过程十分缓慢,使汽缸能够及时与外界进行热交换而保持与外界环境温度相同,由于外界环境温度恒定,所以缸内气体温度不变,内能也就不变.
二、双项选择题
9.对于热量、功和内能三者关系的下列说法中正确的是( )
A.三者单位相同,物理意义相同
B.热量和功是内能的量度
C.热量和功由过程决定,而内能由物体状态决定
D.系统内能增加了100
J,可能是外界采用绝热方式对系统做功100
J,也可能是外界单纯地对系统传热100
J
解析:选CD.热量、功和内能
( http: / / www.21cnjy.com )三者尽管单位相同,但物理意义有本质区别,A错.热量和功由过程决定,内能由物体状态决定,热量和功是内能变化的量度,C对,B错.对一个绝热过程ΔU=W=100
J,对一个单纯热传递过程ΔU=Q=100
J,D对.
10.夏天,如果自行车内胎充气过足,又在阳光下曝晒(曝晒过程中内胎容积几乎不变),车胎容易爆炸,关于这一现象,以下说法正确的是( )
A.车胎爆炸是车胎内气体温度升高,气体分子间斥力急剧增大的结果
B.在爆炸前的过程中,气体温度升高,分子无规则热运动加剧,气体压强增大
C.在爆炸前的过程中,气体吸热,内能增加
D.在爆炸的过程中,气体内能不变
解析:选BC.曝晒过程中,车胎升温,体积不
( http: / / www.21cnjy.com )变,压强增大,分子热运动加剧,A错,B对.爆炸前,W=0,外界对胎内气体不做功,Q=ΔU,C对.爆炸过程中,气体迅速膨胀,气体对外做功,内能减小,D错.
☆11.器壁透热的汽缸放在恒温环境中,如
( http: / / www.21cnjy.com )图所示.汽缸内封闭着一定量的气体,气体分子间相互作用的分子力可以忽略不计.当缓慢推动活塞Q向左运动的运程中,下列说法正确的是( )
A.活塞对气体做功,气体的平均动能增加
B.活塞对气体做功,气体的平均动能不变
C.气体的单位体积内的分子数增大,压强增大
D.气体的单位体积内的分子数增大,压强不变
解析:选BC.解决本题的关键是
( http: / / www.21cnjy.com )理解缓慢推动活塞Q的物理含义.推动活塞Q使活塞对气体做功,本来气体的温度应升高,但是由于缓慢推动活塞,所以使气体增加的内能又以热量的形式释放到周围环境中,由于环境温度恒定,所以汽缸内气体的温度不变,气体的平均动能不变,A错误,B正确.由于气体被压缩,气体单位体积内的分子数增大,所以单位面积上汽缸受到气体分子的碰撞次数增多,因此,气体的压强增大,C正确,D错误.
12.一铜块和一铁块,质量相等,铜块的温度T1比铁块的温度T2高,当它们接触在一起时,如果不和外界交换能量,则( )
A.从两者开始接触到热平衡的整个过程中,铜块内能的减少量等于铁块内能的增加量
B.在两者达到热平衡以前的任意一段时间内,铜块内能的减少量不等于铁块内能的增加量
C.达到热平衡时,铜块的温度T=
D.达到热平衡时,两者的温度相等
解析:选AD.一个系统在热交换的过程中,如
( http: / / www.21cnjy.com )果不与外界发生热交换,温度高的物体放出的热量等于温度低的物体吸收的热量,直至温度相等,不再发生热交换为止.而热量是热传递过程中内能的变化量.所以选项A和D都正确,选项B错误.根据热平衡方程c铜m(T1-T)=c铁m(T-T2),解得T=,由此可知选项C是错误的,该题正确答案是A、D.
13.如图所示是一定质量的理想气体从状态A变化至状态B的p-V图,下列说法中正确的是( )
A.气体的内能增加
B.气体的内能减小
C.气体对外界做功
D.外界对气体做功
解析:选AC.根据理想气体
( http: / / www.21cnjy.com )状态方程:pV/T=常数,可以得出气体的温度升高,内能增加,A正确;由图象可知,气体体积增大,故气体对外做功,C正确.
三、非选择题
14.如图甲所示,将封有一定质量空
( http: / / www.21cnjy.com )气的密闭塑料袋从海拔500
m、气温为18
℃的山脚下带到海拔3
200
m、气温为10
℃的山顶上,情形如图乙所示.图________(选填“甲”或“乙”)中袋中气体分子平均动能大.从甲图到乙图过程中,袋内气体减小的内能________(选填“大于”、“等于”或“小于”)气体放出的热量.
解析:封在塑料袋中的气体,从气
( http: / / www.21cnjy.com )温为18
℃的山脚下,移到气温为10
℃的山顶时,因气压减小而膨胀对外做功,且环境温度低而放热,所以题图甲中袋里的气体分子平均动能大,袋内气体减小的内能大于气体放出的热量.
答案:甲 大于( http: / / www.21cnjy.com )
1.(单选)一定质量的气体,保持压强不变,体积减为原来的一半,则其温度由原来的27
℃变为( )
A.127
K
B.150
K
C.13.5
℃
D.-23.5
℃
解析:选B.据盖·吕萨克定律知:=,V2=,T1=(273+27)
K=300
K,解得:T2=150
K.
2.(单选)一定质量的理想气体
( http: / / www.21cnjy.com ),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( )
A.p1=p2,V1=2V2,T1=T2
B.p1=p2,V1=V2,T1=2T2
C.p1=2p2,V1=2V2,T1=2T2
D.p1=2p2,V1=V2,T1=2T2
解析:选D.由理想气体状态方程=,可得D正确.
3.(单选)如图所示是一定质量的气体从状态A经B到状态C的V-T图线,由图线可知( )
A.pA>pB
B.pC<pB
C.VA<VB
D.TA<TB
解析:选D.由A到B的过
( http: / / www.21cnjy.com )程是等容变化,由于=C,TB>TA,所以pB>pA,故A、C项错误,D项正确;由于B到C的过程是等压变化,所以pC=pB,故B项错误.
4.(双选)两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种理想气体,已知容器中气体的压强不相同,则下列判断中正确的是( )
A.压强小的容器中气体的温度比较高
B.压强大的容器中气体单位体积内的分子数比较少
C.压强小的容器中气体分子的平均动能比较小
D.压强大的容器中气体分子对器壁单位面积的平均作用力比较大
解析:选CD.相同的容器分别装有等质
( http: / / www.21cnjy.com )量的同种气体,说明它们所含的分子总数相同,即分子数密度相同,B错;压强不同,一定是因为两容器气体分子平均动能不同造成的,压强小的容器中分子的平均动能一定较小,温度较低,故A错C对;压强大的容器中气体分子对器壁单位面积的平均作用力比较大,故D项正确.
5.
如图所示,活塞的质量为m,大气压强为p0,
( http: / / www.21cnjy.com )汽缸的横截面积为S,忽略活塞与汽缸间的摩擦,温度为T1时气体的体积为V1,重力加速度为g.当密闭气体的温度由T1升高到T2时,求:
(1)温度为T2时气体的压强;
(2)温度为T2时气体的体积.
解析:(1)以活塞为研究对象进行受力分析,如图所示.
由平衡条件pS=mg+p0S得
p=+p0.
(2)由盖—吕萨克定律=得:
V2=V1.
答案:(1)+p0 (2)V1( http: / / www.21cnjy.com )
(温馨提示:凡题号前标有☆的为稍难题目)
一、单项选择题
1.关于分子的动能和势能,下列说法中正确的是( )
A.同种物质的两个物体,温度高的物体中每个分子的动能都大于温度低的物体中每个分子的动能
B.分子的势能总是随着分子间距离的减小而增大
C.当分子间斥力和引力大小相等时,分子的势能最小
D.在相同温度下,质量相同的同一种物质组成的两个物体,体积大的物体中的分子势能大于体积小的物体中的分子势能
解析:选C.温度是分子平均动能大小的标
( http: / / www.21cnjy.com )志,对单个分子没有意义;同种物质的两个物体,体积大的分子势能不一定大(例如相同质量的0
℃的冰和水).
2.关于物体的内能,以下说法正确的是( )
A.不同物体温度相等,内能也相等
B.所有分子的势能增大,内能也增大
C.做功可以改变物体的内能
D.只要两物体的质量、温度、体积相等,两物体的内能一定相等
解析:选C.物体的内能等于物体内所有分
( http: / / www.21cnjy.com )子的动能和势能的总和,温度相等只能说明分子的平均动能相等,故A项错.势能增大,分子动能不一定增大,故内能不一定增大,故B项错.做功可以改变物体的内能,故C项正确.两物体的质量相等,可能种类不同导致摩尔数差别很大,故内能不一定相等,D项错误.
3.在两个分子间的距离由r0(平衡位置)变为10r0的过程中,关于分子间的作用力F和分子间具有的势能Ep的说法中,正确的是( )
A.F不断减小,Ep不断减小
B.F先增大后减小,Ep不断增大
C.F不断增大,Ep先减小后增大
D.F、Ep都是先减小后增大
解析:选B.分子间距r=r0时,
( http: / / www.21cnjy.com )分子力F=0;随r的增大,分子力表现为引力,F≠0;当r=10r0时,F=0,所以F先增大后减小.分子在由间距r0→10r0的过程中,始终克服分子引力做功,所以分子势能一直增大.所以选项B正确.
4.某种气体在不同温度下的
( http: / / www.21cnjy.com )气体分子速率分布曲线如图所示,图中f(v)表示v处单位速率区间内的分子数百分率,所对应的温度分别为TⅠ,TⅡ,TⅢ,则( )
A.TⅠ>TⅡ>TⅢ
B.TⅢ>TⅡ>TⅠ
C.TⅡ>TⅠ,TⅡ>TⅢ
D.TⅠ=TⅡ=TⅢ
解析:选B.曲线下的面积表示分子速
( http: / / www.21cnjy.com )率从0→∞所有区间内分子数的比率之和,显然其值应等于1,当温度升高时,分子的速率普遍增大,所以曲线的高峰向右移动,曲线变宽,但由于曲线下总面积恒等于1,所以曲线的高度相应降低,曲线变得平坦.所以,TⅢ>TⅡ>TⅠ.
5.一定质量的0
℃的冰熔化成0
℃的水时,其分子动能之和Ek和分子势能之和Ep的变化情况为( )
A.Ek变大,Ep变大
B.Ek变小,Ep变小
C.Ek不变,Ep变大
D.Ek不变,Ep变小
解析:选C.因为冰熔化时温度
( http: / / www.21cnjy.com )不变,所以分子的平均动能不变,再考虑到分子的总数不变,所以可以判断Ek不变;注意到熔化过程中要吸热,同时由于冰熔化为水时体积将减小,外界对系统做功,做功和热传递都使内能增加,由此可以判断Ep必增大,故正确选项为C.
6.下列说法正确的是( )
A.熔融的铁块化成铁水的过程中,温度不变,内能也不变
B.物体运动的速度增大,则物体中分子热运动的平均动能增大,物体的内能增大
C.A、B两物体接触时有热量从物体A传到物体B,这说明物体A的内能大于物体B的内能
D.A、B两物体的温度相同时,A、B两物体的内能可能不同,分子的平均速率也可能不同
解析:选D.本题的关键是对温度和内能这
( http: / / www.21cnjy.com )两个概念的理解,温度是分子平均动能的标志,内能是所有分子动能和分子势能的总和,故温度不变时,内能可能变化.两物体温度相同时,内能可能不同,分子的平均动能相同,但平均速率v可能不同,故A项错误,D项正确.最易错的是认为有热量从A传到B,肯定A的内能大.其实有热量从A传到B只能说明A的温度高,但内能还要看它们的总分子数和分子势能这些因素,故C项错误.机械运动的速度增大与分子热运动的动能无关,故B项错误.
7.雨滴下落,温度逐渐升高,在这个过程中( )
A.雨滴内分子的势能在减小,动能在增加
B.雨滴内每个分子的动能都在不断增加
C.雨滴内水分子的平均速率不断增大
D.雨滴内水分子的势能在不断增大
解析:选C.雨滴下落,温度升高,温度是分子
( http: / / www.21cnjy.com )平均动能大小的标志,所以雨滴分子的平均动能增加,分子的平均速率也增大.而分子的势能由分子间的相互作用力和相对位置决定.故仅选项C正确.
8.分子间距离增大时,分子势能将( )
A.增加
B.减小
C.不变
D.不能确定
解析:选D.分子势能的变化与分子力做功紧密联系;当分子力做正功时,分子势能减小;当分子力做负功时,分子势能增加.
(1)当r>r0时,分子间的作用力为引力,分子间距离增大时,分子力做负功,分子势能增大.
(2)当r经以上分析可知本题D选项正确.
二、双项选择题
9.对于热量、功、内能三个物理量,下列说法中正确的是( )
A.热量、功、内能三者的物理意义等同
B.热量、功都可以作为物体内能改变的量度
C.热量、功、内能的单位各不相同
D.热量和功是由过程决定的,而内能是由物体状态决定的
解析:选BD.热量、功为
( http: / / www.21cnjy.com )过程量,内能为状态量,且热量、功都可表示物体能量的变化,而内能是表示物体具有能量的一种表达方式,且三者的国际制单位都为焦耳.
10.对于20
℃的水和20
℃的水银,下列说法正确的是( )
A.两者的平均分子动能相同
B.水银的分子平均动能比水的大
C.两者的分子平均速率相同
D.水银分子的平均速率比水分子的平均速率小
解析:选AD.温度相同的任何物体,内部的分子
( http: / / www.21cnjy.com )平均动能都相等,所以A对B错;分子平均动能相同,平均速率不一定相同,还与分子质量有关,水银的分子质量大,平均速率小,所以C错D对.
☆11.两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动,直至不再靠近.在此过程中,下列说法正确的是( )
A.分子力先增大,后一直减小
B.分子力先做负功,后做正功
C.分子动能先增大,后减小
D.分子势能和动能之和不变
解析:选CD.分子力F与分子间
( http: / / www.21cnjy.com )距r的关系是:当r<r0时F为斥力;当r=r0时F=0;当r>r0时F为引力.综上可知,当两分子由相距较远逐渐达到最近过程中分子力是先变大再变小后又变大,A项错误.分子力为引力时做正功,分子势能减小,分子力为斥力时做负功,分子势能增大,故B项错误.因仅有分子力作用,故只有分子动能与分子势能之间发生转化,即分子势能减小时分子动能增大,分子势能增大时分子动能减小,其总和不变,C、D项均正确.
三、非选择题
12.(1)1
g
100
℃的水和1
g
100
℃的水蒸气相比较,下列说法是否正确?
①分子的平均动能和分子的总动能都相同.
②它们的内能相同.
(2)液体汽化时吸收的热量转化为哪种能量?
解析:(1)①正确.1
g水与1
g水蒸
( http: / / www.21cnjy.com )气的分子数一样多,两者的温度都是100
℃,因温度是分子平均动能的标志,故两者的分子的平均动能和分子的总动能都相同.
②不正确.水变为水蒸气时要吸收热
( http: / / www.21cnjy.com )量,吸收的热量转化为水蒸气的内能,因此1
g
100
℃的水和1
g
100
℃的水蒸气内能相同是不正确的.
(2)液体汽化时都要吸收一定的热量,吸收的热量并没有增大物体的平均动能,而是使分子势能增大,从而使物体的内能增大.
答案:见解析( http: / / www.21cnjy.com )
(温馨提示:凡题号前标有☆的为稍难题目)
一、单项选择题
1.关于气体的体积和气体的压强的说法正确的是( )
A.气体的体积是所有气体分子体积的总和
B.气体的体积与气体的质量和分子体积有关
C.气体的压强决定于气体的质量和温度
D.气体的压强决定于气体的密度和温度
解析:选D.气体的体积等于容器的容积,与气体的质量、分子体积无关.气体的压强从宏观上来说取决于气体的温度和密度.
2.关于热力学温标与摄氏温标的说法正确的是( )
A.摄氏温度升高了10
℃,则热力学温度升高了283
K
B.摄氏温度升高了10
℃,则热力学温度升高了10
K
C.随着科学技术的进步,绝对零度是可以达到的
D.摄氏温标的零度与热力学温标的零度相同
解析:选B.摄氏温标与热力学温标的零点不同,但温差是相同的,绝对零度是低温的极限,永远也达不到,故A、C、D错误.
3.封闭容器中气体的压强( )
A.是由气体的重力产生的
B.是由气体分子间相互作用力(引力和斥力)产生的
C.是由大量分子频繁碰撞器壁产生的
D.当充满气体的容器自由下落时,由于失重,气体压强将减小为零
解析:选C.气体的压强是大量气体分子热运动频繁碰撞器壁产生的,气体分子的热运动不受重力、超重、失重的影响,所以只有C正确.
4.下列关于气体的说法,正确的是( )
A.由于气体分子运动的无规则性,所以密闭容器的器壁在各个方向上的压强可能会不相等
B.气体的温度升高时,所有的气体分子的速率都增大
C.一定体积的气体,气体分子的平均动能越大,气体的压强就越大
D.气体的分子数越多,气体的压强就越大
解析:选C.由于气体分子运动的无规则性,遵循
( http: / / www.21cnjy.com )统计规律,气体向各个方向运动的数目相等,器壁各个方向上的压强相等,A错;气体的温度升高,平均速率增大,并非所有分子的速率都变大,B错;一定体积的气体,分子密度一定,分子的平均动能越大,气体的压强就越大,C正确;气体的压强大小取决于分子密度及分子的平均动能,气体的分子数多,压强不一定就大,D错.
5.下列各组物理量哪些能决定气体的压强( )
A.分子的平均动能和分子种类
B.分子密集程度和分子的平均动能
C.分子总数和分子的平均动能
D.分子密集程度和分子种类
解析:选B.气体的压强是由大量分子碰撞容
( http: / / www.21cnjy.com )器壁而引起的,气体分子的密集程度越大(即单位体积内分子数越多),在单位时间内撞击单位面积器壁的分子就越多,则气体的压强就越大.另外气体分子的平均动能越大,分子撞击器壁时对器壁产生的作用力越大,气体的压强就越大.故决定气体压强的因素是分子密集程度和分子的平均动能,故B项正确.
6.如图所示,活塞的质量为m,缸套的
( http: / / www.21cnjy.com )质量为M.通过弹簧吊在天花板上,汽缸内封有一定质量的气体.缸套和活塞间无摩擦,活塞面积为S.大气压强为p0.则封闭气体的压强为( )
A.p=p0+mg/S
B.p=p0+(M+m)g/S
C.p=p0-Mg/S
D.p=mg/S
解析:选C.对汽缸缸套进行受力分析,如图所示.
由平衡条件可得:p0S=Mg+pS
所以p=p0-
故C项正确.
7.某未密闭房间的空气温度与室外的相同,现对该室内空气缓慢加热,当室内空气温度高于室外空气温度时( )
A.室内空气的压强比室外的小
B.室内空气分子的平均动能比室外的大
C.室内空气的密度比室外的大
D.室内空气对室外空气做了负功
解析:选B.因为室内、外相通,
( http: / / www.21cnjy.com )内、外压强始终相等,A错误;温度是分子平均动能的标志,室内温度高,分子平均动能大,B正确;室内原有空气体积膨胀对外做功,密度减小,C、D错误.
二、双项选择题
8.关于温度的物理意义,下列说法正确的是( )
A.人们如果感到某个物体越冷,说明这个物体温度越低
B.温度越高,物体分子平均速率不一定越大
C.温度是分子平均动能的标志
D.就某个分子来讲,温度越高,动能越大
解析:选BC.宏观上温度表示物体的冷热
( http: / / www.21cnjy.com )程度,微观上温度表示分子热运动平均动能的标志,不同物体的分子质量不同,因而平均速率可能不同,A错误,B、C正确;就某个分子而言,运动是不确定的,温度越高,某时刻动能有可能还减小,D错误.
9.一个系统的温度由200
( http: / / www.21cnjy.com )
K升高到300
K,另一个系统的温度由200
℃升高到300
℃,则有关这两个温度及其变化的说法正确的是( )
A.它们升高了相同的温度
B.它们升高的温度不同
C.它们后来的温度相同
D.它们后来的温度不同
解析:选AD.由T=t+273.15
K和两种温标下温度的变化特点Δt=ΔT判断,可知A、D正确,B、C错误.
☆10.如图所示,质量为m
( http: / / www.21cnjy.com )的活塞将一定质量的气体封闭在汽缸内,活塞与汽缸壁之间无摩擦,a态是汽缸放在冰水混合物中气体达到的平衡状态,b态是汽缸从容器中移出后,在室温(27
℃)中达到的平衡状态,气体从a态变化到b态的过程中大气压强保持不变.下列说法中正确的是( )
A.与b态相比,a态的气体分子在单位时间内撞击活塞的个数较多
B.与a态相比,b态的气体分子对活塞的平均压力较大
C.与a态相比,b态的气体分子对活塞的平均压力较小
D.a、b两态的气体分子对活塞的平均压力相等
解析:选AD.对活塞受力分析可知p=p0+mg/S,大气压强p0不变,活塞质量m、面积S亦不变,可知由a态
到b态是等压过程,a态温度低,故气
( http: / / www.21cnjy.com )体分子在单位时间内撞击活塞的个数较多,才维持压强不变,故A对.由压强的定义,a、b两态的气体分子对活塞的平均压力相等,D正确.三、非选择题
11.如图所示,竖直放置的U形管,左
( http: / / www.21cnjy.com )端开口右端封闭,管内有a、b两段水银柱,将A、B两段空气柱封闭在管内.已知水银柱a长为10
cm,水银柱b两个液面间的高度差为5
cm,大气压强为75
cmHg,求空气柱A、B的压强.
解析:设气体A、B产生的压强为pA、pB,横截面积为S,取h1液柱为研究对象,得
pAS+ph1S=p0S
所以pA=p0-ph1=75
cmHg-10
cmHg=65
cmHg
取液柱h2为研究对象,得
pBS+ph2S=pAS
所以pB=pA-ph2=65
cmHg-5
cmHg=60
cmHg.
答案:65
cmHg 60
cmHg
☆12.如图所示,上端封闭下端开口的竖直玻
( http: / / www.21cnjy.com )璃管,以a=2
m/s2的加速度上升,水银柱的长为10
cm,封闭一段空气柱,水银柱与玻璃管保持相对静止.已知大气压强p0=1.0×105
Pa,水银的密度ρ=1.36×104
kg/m3,g取10
m/s2,求管内封闭气体的压强.
解析:设玻璃管的内横截面积为S,管内空气柱压强为p,此时水银柱在竖直方向上受到向上的大气压力F0=p0S,向下的重力G=mg=ρhSg,管内空气的压力F=pS,如图所示,由牛顿第二定律,有F0-G-F=ma,
即p0S-pS-ρhSg=ρhSa,得p=p0-ρ(g+a)h
=(1.0×105-1.36×104×12×0.1)
Pa
=8.4×104
Pa.
答案:8.4×104
Pa( http: / / www.21cnjy.com )
1.(双选)根据热力学第二定律,下列说法中正确的是( )
A.不可能从单一热源吸热并把它全部用来做功,而不引起其他变化
B.没有冷凝器,只有单一的热源,能将从单一热源吸收的热量全部用来做功,而不引起其他变化的热机是可以实现的
C.制冷系统将冰箱里的热量传给外界较高温度的空气而不引起其他变化
D.在火力发电中,燃气的内能不可能全部变为电能
解析:选AD.热力学第二定律揭示了
( http: / / www.21cnjy.com )与热现象有关的物理过程的方向性,不可能从单一热源吸收能量,意味着不仅要从一个热源吸热,而且一定会向另一个热源放热,故A对;机械能和内能的转化过程具有方向性,机械能可以全部转化为内能,而内能要全部转化为机械能必须有外界的帮助,故B错;冰箱向外传递热量时消耗了电能,故C错;火力发电时,能量转化的过程为内能→机械能→电能,因为内能向机械能转化过程中会对外放出热量,故燃气的内能必然不会全部变为电能,故D对.
2.(双选)对于孤立体系中发生的实际过程,下列说法中正确的是( )
A.系统的总熵只能增大,不可能减小
B.系统的总熵可能增大,可能不变,还可能减小
C.系统逐渐从比较有序的状态向更加无序的状态发展
D.系统逐渐从比较无序的状态向更加有序的状态发展
解析:选AC.在孤立体系中发生的实际过程
( http: / / www.21cnjy.com ),其系统的总熵是增加的,它不可能减小,故A正确,B错误.根据熵增加原理,该系统只能是从比较有序的状态向更加无序的状态发展,故C正确,D错误.故选AC.
3.(双选)下列关于能量转化的说法中,正确的是( )
A.机械能可以转化为内能,但内能不能转化为机械能
B.机械能可以转化为内能,内能也能转化为机械能
C.机械能不可以转化为内能,但内能可以转化为机械能
D.机械能可以转化为内能,但内能不能全部转化为机械能,同时不引起其他变化
解析:选BD.由能的转化和守恒定律
( http: / / www.21cnjy.com )及能量守恒定律知,各种形式的能量之间可以相互转化,但是内能在转化为机械能的过程中,由于内能的各种耗散,不会完全转化为机械能.故B、D正确.
4.(双选)用两种不同的金属丝组成一个回路
( http: / / www.21cnjy.com ),接触点1插在热水中,接触点2插在冷水中,如图所示,电流计指针会发生偏转,这就是温差发电现象.关于这一现象,正确的说法是( )
A.这一实验过程不违反热力学第二定律
B.在实验过程中,热水一定降温、冷水一定升温
C.在实验过程中,热水内能全部转化成电能,电能则部分转化成冷水的内能
D.在实验过程中,热水的内能只有部分转化成电能,电能则全部转化成冷水的内能
解析:选AB.温差发电现象中产生
( http: / / www.21cnjy.com )了电能是因为热水中的内能减少,一部分转化为电能,一部分传递给冷水,转化效率低于100%,不违反热力学第二定律.热水温度降低,冷水温度升高,故A、B正确,C、D错误.
5.关于热力学定律,下列说法正确的是________.
A.为了增加物体的内能,必须对物体做功或向它传递热量
B.对某物体做功,必定会使该物体的内能增加
C.可以从单一热源吸收热量,使之完全变为功
D.不可能使热量从低温物体传向高温物体
E.功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程
解析:根据热力学第一定律A对
( http: / / www.21cnjy.com )B错;根据热力学第二定律,若有外界的影响,则可实现从单一热源吸热使之完全变为功以及使热量从低温物体传到高温物体,C对D错;由宏观热现象的方向性知,E是正确的.
答案:ACE( http: / / www.21cnjy.com )
1.(单选)关于能源,以下说法中不正确的是( )
A.煤、石油、天然气等燃料的化学能实际上是太阳能转化而来的
B.能源的利用过程,实际上是能的转化和转移的过程
C.到目前为止人类所利用的所有能源,实际上都是太阳能转化而来的
D.核能和地热能来自地球本身
答案:C
2.(单选)水力发电站的电能最终来自于( )
A.太阳能
B.水的动能
C.水的势能
D.水的内能
解析:选A.水能、风能、生物质能均来源于太阳能,故选A.
3.(单选)下述做法能改善空气质量的是( )
A.以煤等燃料作为主要生活燃料
B.利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源
C.鼓励私人购买和使用汽车代替公交车
D.限制使用电动车
解析:选B.以煤等燃料作为主要
( http: / / www.21cnjy.com )生活燃料时会产生大量空气污染物;私人汽车代替公交车会使汽油消耗量增加,带来的空气污染物增多;限制使用电动车对改善空气质量无影响.故只能选B.
4.(单选)下列哪些现象属于能量降退( )
A.利用水流能发电转化为电能
B.电能通过灯泡中的电阻丝转化为光能
C.电池的化学能转化为电能
D.火炉把房子烤暖
解析:选D.能量降退是指其他形式
( http: / / www.21cnjy.com )的能转化为内能,最终流散在周围环境中无法重新收集并加以利用的现象,能够重新收集并加以利用的不能称为能量降退.本题中的电能、光能都可以重新收集并加以利用,如用光作能源的手表等.只有光能被墙壁吸收之后变为周围环境的内能,才无法重新吸收并加以利用,但本题没有告诉光能用来做什么,故不能算能量降退,火炉把房子烤热后使燃料的化学能转化成内能并流散在周围的环境中,无法重新收集并加以利用,是能量降退.
5.(单选)关于能源的开发和节约,你认为下列哪些观点是错误的( )
A.常规能源是有限的,无节制地利用常规能源,如石油之类,是一种盲目的短期行为
B.根据能量守恒定律,担心能源枯竭是一种杞人忧天的表现
C.能源的开发和利用,必须要同时考虑其对环境的影响
D.通过核聚变和平利用核能是目前开发新能源的一种新途径
解析:选B.能量虽然守恒
( http: / / www.21cnjy.com ),但耗散的能量无法重新收集利用,所以能源是有限的,特别是常规能源,故A的观点正确,B的观点错误;能源的开发和利用,不能以破坏环境为代价,故C的观点正确;合理开发和利用新能源可以缓解能源危机,故D项的观点正确.( http: / / www.21cnjy.com )
1.(双选)下列现象中,能说明液体存在表面张力的有( )
A.水黾可以停在水面上
B.叶面上的露珠呈球形
C.滴入水中的红墨水很快散开
D.悬浮在水中的花粉做无规则运动
解析:选AB.水黾可以停在水面上和露珠呈球形均是由于液体表面张力的作用;C、D两选项中的现象均是由于分子的无规则运动.
2.(单选)液体与固体具有的相同特点是( )
A.都具有确定的形状
B.体积都不易被压缩
C.物质分子的位置都确定
D.物质分子都在固定位置附近振动
解析:选B.液体没有确定的形状,不易被压
( http: / / www.21cnjy.com )缩,物质分子的位置不确定;固体有确定的形状,不易被压缩,物质分子在固定位置附近振动.因此液体与固体具有的相同特点是体积都不易被压缩,选项B正确.
3.(单选)如图所示,金属框上阴影部
( http: / / www.21cnjy.com )分表示肥皂膜,它被棉线分割成a、b两部分.若将肥皂膜的a部分用热针刺破,棉线的形状是下图中的哪一个( )
解析:选D.肥皂膜未被刺破时
( http: / / www.21cnjy.com ),作用在棉线两侧的表面张力互相平衡,棉线可以有任意形状.当把a部分液膜刺破后,在b部分液膜表面张力的作用下,棉线将被绷紧.因液体表面有收缩到面积最小的趋势,而在同周长的几何图形中,圆面积最大,所以棉线被拉成凹的圆弧形状.正确选项为D.
4.(双选)关于液晶分子的排列,下列说法正确的是( )
A.液晶分子在特定方向排列整齐
B.液晶分子的排列不稳定,外界条件的微小变动都会引起液晶分子排列的变化
C.液晶分子的排列整齐而稳定
D.液晶的物理性质稳定
解析:选AB.液晶分子的排列是不稳定的.
( http: / / www.21cnjy.com )外界条件的微小变动都会引起液晶分子排列的变化,因而改变其某些性质,例如:温度、压力、摩擦、电磁作用、容器表面的差异性等,都可以改变液晶的光学性质,即物理性质,故A、B正确.
5.水的密度比沙的密度小,为什么沙漠中的风能刮起大量沙子,而海洋上的风却只带有少量的水沫?
答案:由于海水水面有表面张力的作用
( http: / / www.21cnjy.com ),水分子之间相互吸引着,风很难把水珠刮起.只能形成海浪,所以海洋上的风只带有少量的水沫,而沙漠中的沙子却不一样,沙粒之间作用力很小,几乎没有,所以风很容易刮起大量沙子.( http: / / www.21cnjy.com )
1.(单选)在热力学第一定律的表达式ΔU=W+Q中关于ΔU、W、Q各个物理量的正、负,下列说法中正确的是( )
A.外界对物体做功时W为正,吸热时Q为负,内能增加时ΔU为正
B.物体对外界做功时W为负,吸热时Q为正,内能增加时ΔU为负
C.物体对外界做功时W为负,吸热时Q为正,内能增加时ΔU为正
D.外界对物体做功时W为负,吸热时Q为负,内能增加时ΔU为负
解析:选C.外界对物体做功时W为正,反之为负;吸热时Q为正,反之为负;内能增加时ΔU为正,反之为负.故C正确.
2.(双选)以下过程不可能发生的是( )
A.对物体做功,同时物体放热,物体的温度不变
B.对物体做功,同时物体吸热,物体的温度不变
C.物体对外做功,同时放热,物体的内能不变
D.物体对外做功,同时吸热,物体的内能不变
解析:选BC.由热力学第一定律ΔU=
( http: / / www.21cnjy.com )W+Q,根据符号法则,B选项,内能一定增加,即温度升高,C选项,内能一定减小,即温度降低,所以选B、C.
3.(单选)自由摆动的秋千摆动幅度越来越小,下列说法正确的是( )
A.机械能守恒
B.能量正在消失
C.只有动能和重力势能的相互转化
D.减少的机械能转化为内能,但总能量守恒
解析:选D.自由摆动的秋千摆
( http: / / www.21cnjy.com )动幅度越来越小,说明机械能在减少,故A、C项错误.减少的机械能通过摩擦转化成了内能,故B项错误,D项正确.故选D.
4.(单选)景颇族的祖先
( http: / / www.21cnjy.com )发明的点火器如图所示,用牛角做套筒,木质推杆前端粘着艾绒.猛推推杆,艾绒即可点燃,对筒内封闭的气体,在此压缩过程中( )
A.气体温度升高,压强不变
B.气体温度升高,压强变大
C.气体对外界做正功,气体内能增加
D.外界对气体做正功,气体内能减少
解析:选B.气体体积减小,故外界对气体做
( http: / / www.21cnjy.com )正功,做功时间短,故可认为无热传递,由ΔU=W+Q,W>0,气体内能增加,温度上升.由=C可知,温度上升体积减小,压强必增大.
5.如图所示,一定质量的理想气体从状
( http: / / www.21cnjy.com )态A经等压过程到状态B.此过程中,气体压强p=1.0×105
Pa,吸收的热量Q=7.0×102
J,求此过程中气体内能的增量.
解析:等压变化=,对外做的功W=p(VB-VA)
根据热力学第一定律ΔU=Q-W,
解得ΔU=5.0×102
J.
答案:5.0×102
J( http: / / www.21cnjy.com )
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一、单项选择题
1.下列说法正确的是( )
A.液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动
B.液体分子的无规则运动称为布朗运动
C.物体从外界吸收热量,其内能一定增加
D.物体对外界做功,其内能一定减少
解析:选A.布朗运动是指悬
( http: / / www.21cnjy.com )浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动,而不是液体(或气体)分子的运动,故A选项正确,B选项错误;由热力学第一定律ΔU=W+Q知,若物体从外界吸收热量同时对外做功,其内能也可能不变或减少,C选项错误;物体对外做功同时从外界吸热,其内能也可能增加或不变,D选项错误.
2.一定量的气体在某一过程中,外界对气体做了8×104
J的功,气体的内能减少了1.2×105
J,则下列各式中正确的是( )
A.W=8×104
J,ΔU=1.2×105
J,Q=4×104
J
B.W=8×104
J,ΔU=-1.2×105
J,Q=-2×105
J
C.W=-8×104
J,ΔU=1.2×105
J,Q=2×104
J
D.W=-8×104
J,ΔU=-1.2×105
J,Q=-4×104
J
解析:选B.因为外界对气体做功,W取正
( http: / / www.21cnjy.com )值,即W=8×104
J;内能减少,ΔU取负值,即ΔU=-1.2×105
J;根据ΔU=W+Q,可知Q=ΔU-W=-1.2×105
J-8×104
J=-2×105
J,即B选项正确.
3.如图所示,厚壁容器的一端通过胶塞插进
( http: / / www.21cnjy.com )一支灵敏温度计和一根气针,另一端有个用卡子卡住的可移动胶塞.用打气筒慢慢向容器内打气,使容器内的压强增大到一定程度,这时读出温度计示数.打开卡子,胶塞冲出容器口后( )
A.温度计示数变大,实验表明气体对外界做功,内能减少
B.温度计示数变大,实验表明外界对气体做功,内能增加
C.温度计示数变小,实验表明气体对外界做功,内能减少
D.温度计示数变小,实验表明外界对气体做功,内能增加
解析:选C.打开卡子,胶塞冲出容器口,密封气体体积增大,气体膨胀对外做功,气体内能减少,同时温度计示数变小,温度降低.
4.汽车关闭发动机后恰能沿斜坡匀速运动,在这一过程中( )
A.汽车的机械能守恒
B.汽车的动能和势能相互转化
C.机械能逐渐转化为内能,总能量逐渐减少
D.机械能逐渐转化为内能,总能量不变
解析:选D.汽车在关闭发动机
( http: / / www.21cnjy.com )后能匀速运动,说明汽车和斜坡之间一定有摩擦力作用,所以汽车的机械能不守恒,一部分机械能转化为内能,但能的总量保持不变,故应选D.
5.对于在一个大气压下100
℃的水变成100
℃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
解析:选A.在一个大气压下100
℃的水变成
( http: / / www.21cnjy.com )100
℃的水蒸气的过程中,温度不变但要吸收热量,体积增大,对外做功;由于温度不变,体积增大,所以分子的动能不变,分子势能增加,内能增加.故A正确.
☆6.如图所示的容器中,A、B各
( http: / / www.21cnjy.com )有一个可自由移动的轻活塞,活塞下面是水,上面是空气,大气压恒定.A、B底部由带有阀门K的管道相连,整个装置与外界绝热.原先A中水面比B中高,打开阀门,使A中的水逐渐向B中流动,最后达到平衡.在这个过程中,下面说法正确的是( )
A.大气压力对水做功,水的内能增加
B.水克服大气压力做功,水的内能减少
C.大气压力对水不做功,水的内能不变
D.大气压力对水不做功,水的内能增加
解析:选D.由W=p·S·Δh=p·
( http: / / www.21cnjy.com )ΔV可知大气压力对A、B两管中水做功代数和为零,但由于水的重心下降,重力势能减小,由能量守恒定律可知水的内能增加,D正确.
7.地面附近有一正在上升
( http: / / www.21cnjy.com )的空气团,它与外界的热交换忽略不计.已知大气压强随高度增加而降低,则该气团在此上升过程中(不计气团内分子间的势能)( )
A.体积减小,温度降低
B.体积减小,温度不变
C.体积增大,温度降低
D.体积增大,温度不变
解析:选C.随着空气团的上升,压强减小,体积增大,空气团对外做功,则内能减小,若只考虑分子动能,分子动能减小,温度降低.故选C.
二、双项选择题
8.下列对能量的转化和守恒定律的认识正确的是( )
A.某种形式的能量减少,不一定存在其他形式能量的增加
B.某个物体的能量减少,必然有其他物体的能量增加
C.不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机是不可能制成的
D.石子从空中落下,最后停止在地面上,说明机械能消失了
解析:选BC.A选项是指不
( http: / / www.21cnjy.com )同形式的能量间的转化,转化过程中能量是守恒的.B选项是指能量在不同的物体间发生转移,转移过程中是守恒的.这正好是能量守恒定律的两个方面——转化与转移.任何永动机都是不可能制成的,它违背了能量守恒定律.所以A错,B、C正确.D选项中石子的机械能在变化,比如受空气阻力作用,机械能可能减少,但机械能并没有消失,能量守恒定律表明能量既不会创生,也不会消失.故D是错的.
9.关于物体内能及其变化,下列说法正确的是( )
A.物体的温度改变时,其内能必定改变
B.物体对外做功,其内能不一定改变;向物体传递热量,其内能不一定改变
C.若物体与外界不发生热交换,则物体的内能必定不改变
D.物体吸收热量,同时对外做功,内能可能不变
解析:选BD.物体的温度改变,分
( http: / / www.21cnjy.com )子的平均动能改变,分子势能变化情况不确定,所以内能不一定改变,A错误;做功和热传递都可以改变内能,单纯对物体做功或向物体传递热量,内能不一定改变,B正确;物体与外界不发生热交换,可能做功,其内能可能改变,C错误;由热力学第一定律ΔU=Q+W知D正确.
10.(2014·湛江一中检测)如图所示,A、B两点表示一定质量的某种理想气体的两个状态,当气体从状态A变化到状态B时( )
A.体积必然变大
B.不可能经过体积减小的过程
C.外界必然对气体做功
D.气体必然从外界吸热
解析:选AD.题图告诉我们,从状态A到状
( http: / / www.21cnjy.com )态B,压强p减小,温度T升高,由理想气体的状态方程可知,体积必然变大,A正确;两个状态中间的过程不清楚,B错误;由热力学第一定律,知TB>TA,则内能UB>UA,即ΔU>0,而从A到B,体积增大,气体对外做功W<0,所以Q>0,D正确,C错误.
三、非选择题
11.一定量的理想气体在某一过程中,外
( http: / / www.21cnjy.com )界对气体做功2.0×105
J,气体内能减少1.2×105
J,则在这一过程中,气体________(填“吸收”或“放出”)的热量是________
J.
解析:由热力学第一定律得ΔU=W+Q,-1.2×105
J=2×105
J+Q,Q=-3.2×105
J,说明放出热量3.2×105
J.
答案:放出 3.2×105
☆12.一铁球从高H处由静止
( http: / / www.21cnjy.com )落到地面上,回弹速率是落地速率的一半,设撞击所转化的内能全部使铁球温度升高,则铁球的温度升高多少?(设铁的比热容为c,各物理量取国际制单位)
解析:设落到地面时的速率为v,由v2=2gH得
落地时v=.
则铁球在与地面撞击时损失的动能
ΔE=mv2-m()2=mgH.
由能量守恒定律得,损失的动能全部转化为铁球的内能,则ΔU=ΔE=mgH,
由Q=mcΔt得Δt===.
答案:( http: / / www.21cnjy.com )
1.(单选)阿伏加德罗常数所表示的是( )
A.1
g物质内所含的分子数
B.1
kg物质内所含的分子数
C.单位体积的物质内所含的分子数
D.1
mol任何物质内所含的分子数
解析:选D.阿伏加德罗常数表示的是1
mol物质内所含的分子数.
2.(单选)下列说法中正确的是( )
A.物体是由大量分子组成的
B.无论是无机物质的分子,还是有机物质的大分子,其分子大小的数量级都是10-10
m
C.本节中所说的“分子”,只包含了化学中的分子,不包括原子和离子
D.分子的质量是很小的,其数量级为10-10
kg
解析:选A.物体是由大量分子组成的,故A项
( http: / / www.21cnjy.com )正确.一些有机物质的大分子大小的数量级超过10-10
m,故B项错误.本节中把化学中的分子、原子、离子统称为分子,故C项错误.分子质量的数量级一般为10-26
kg,故D项错误.
3.(单选)若以μ表示水的摩尔质量,V
( http: / / www.21cnjy.com )表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积,ρ为在标准状态下水蒸气的密度,NA为阿伏加德罗常数,m、V0分别表示每个水分子的质量和体积,下面是四个关系式:
①NA= ②ρ=V0 ③m= ④V0=
其中正确的是( )
A.①和②都是正确的
B.①和③都是正确的
C.③和④都是正确的
D.①和④都是正确的
解析:选B.对于气体,宏观量μ、V
( http: / / www.21cnjy.com )、ρ之间的关系式仍适用,有μ=ρV,宏观量与微观量之间的质量关系也适用,有NA=μ/m,所以m=μ/NA,③正确.NA=μ/m=,①式正确,由于气体的分子间有较大的距离,求出的是一个气体分子平均占有的空间,一个气体分子的体积远远小于该空间.所以④式不正确.而②式是将④式代入①式得出的,也不正确.
4.(单选)已经发现的纳米材料具
( http: / / www.21cnjy.com )有很多优越性能,有着广阔的应用前景.棱长为1
nm的立方体可容纳液态氢分子(其直径为10-10
m)数最接近于( )
A.102个
B.103个
C.106个
D.109个
解析:选B.1
nm=10-9
m,则
( http: / / www.21cnjy.com )棱长为1
nm的立方体的体积为V=(10-9)3
m3=10-27
m3.估算时,可将液态氢分子看做棱长为10-10
m的小立方体,则每个氢分子的体积V0=(10-10)3
m3=10-30
m3,所以可容纳的液态氢分子个数N==103个.
5.已知金刚石的密度为ρ=3.5×
( http: / / www.21cnjy.com )103
kg/m3,现有体积为4.0×10-8
m3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的,试估算碳原子的直径.(保留两位有效数字)
解析:这块金刚石的摩尔数为:
n==
mol=1.2×10-2
mol
则这块金刚石所含的碳原子数为:
n′=nNA=1.2×10-2×6.0×1023=7×1021(个)
每个碳原子体积为:
V0==
m3=5.7×10-30
m3
把金刚石中碳原子看成球体,则由公式:
V0=π=d3
可得d=
=2.2×10-10
m.
答案:7×1021 2.2×10-10
m(时间:90分钟,满分:100分)
一、单项选择题(本大题共7小题,每小题4分,共28分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求)
1.把浸有乙醚的一小块棉花放在厚玻璃筒的底
( http: / / www.21cnjy.com )部,当快速下压活塞时,由于被压缩的空气骤然变热,温度升高,达到乙醚的燃点,使浸有乙醚的棉花燃烧起来,此实验的目的是要说明( )
A.做功可以升高物体的温度
B.做功可以改变物体的内能
C.做功一定可以增加物体的内能
D.做功可以增加物体的热量
解析:选B.当快速下压活塞时,对空气做功,改变了气体的内能,使气体的温度升高,达到乙醚的燃点,使浸有乙醚的棉花燃烧起来,故B正确.
2.下列关于热现象的描述正确的一项是( )
A.根据热力学定律,热机的效率可以达到100%
B.做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的
C.温度是描述热运动的物理量,一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同
D.物体由大量分子组成,其单个分子的运动是无规则的,大量分子的运动也是无规则的
解析:选C.热机的效率不可能达到100%
( http: / / www.21cnjy.com ),A错误.做功是能量转化的过程,热传递是能量转移的过程,B错误.若两系统温度不同,热量将从高温物体传递到低温物体,则两系统未达到热平衡,C正确.大量分子的热运动是具有统计规律的,D错误.
3.某汽车后备箱内安装有撑起
( http: / / www.21cnjy.com )箱盖的装置,它主要由汽缸和活塞组成.开箱时,密闭于汽缸内的压缩气体膨胀,将箱盖顶起,如图所示.在此过程中,若缸内气体与外界无热交换,忽略气体分子间相互作用,则缸内气体( )
A.对外做正功,分子的平均动能减小
B.对外做正功,内能增大
C.对外做负功,分子的平均动能增大
D.对外做负功,内能减小
解析:选A.气体膨胀,气
( http: / / www.21cnjy.com )体对外做正功,又因气体与外界无热交换,由热力学第一定律可知气体内能减小,因忽略气体分子间相互作用,没有分子势能,所以分子的平均动能减小,选项A正确.
4.忽略空气阻力和一切摩擦,自由摆动的单摆其振幅不变,则单摆系统的总熵( )
A.增加
B.减小
C.不变
D.无法确定
解析:选C.由熵增加原理
( http: / / www.21cnjy.com )知,在自然过程中,孤立系统的总熵永不减小.若过程是可逆的,则熵不变;若过程是不可逆的,则熵增加.不可逆过程总是向着熵增加的方向变化,可逆过程总是沿等熵线变化.在这个例子中,单摆系统是一个孤立系统,自由摆动的过程是可逆过程,所以总熵不变.
5.下列过程中的能量转化属于原子能转化为电能的是
( )
A.石油燃烧
B.植物的光合作用
C.核电站发电
D.太阳能电池供电
解析:选C.石油燃烧是化学能转化为热能的过
( http: / / www.21cnjy.com )程;植物的光合作用是光能转化为化学能的过程;太阳能电池供电是光能转化为电能的过程.核电站是利用核反应释放的能量来发电的,故C正确.
6.如图是密闭的汽缸,外力推动活塞P压缩气体,对缸内气体做功800
J,同时气体向外界放热200
J,缸内气体的( )
A.温度升高,内能增加600
J
B.温度升高,内能减少200
J
C.温度降低,内能增加600
J
D.温度降低,内能减少200
J
解析:选A.对气体做功800
J,同时气体
( http: / / www.21cnjy.com )放出热量200
J,由热力学第一定律得ΔU=W+Q=800
J-200
J=600
J,即气体温度升高,内能增加600
J,故A正确.
7.如图所示,密闭绝热容器内有一
( http: / / www.21cnjy.com )绝热的具有一定质量的活塞,活塞的上部封闭着气体,下部为真空,活塞与器壁的摩擦忽略不计,置于真空中的轻弹簧的一端固定于容器的底部,另一端固定在活塞上,弹簧被压缩后用绳扎紧,此时弹簧的弹性势能为Ep(弹簧处在自然长度时的弹性势能为零),现绳突然断裂,弹簧推动活塞向上运动,经过多次往复运动后活塞静止,气体达到平衡态,经过此过程( )
A.Ep全部转换为气体的内能
B.Ep一部分转换成活塞的重力势能,其余部分仍为弹簧的弹性势能
C.Ep全部转换成活塞的重力势能和气体的内能
D.Ep一部分转换成活塞的重力势能,一部分转换为气体的内能,其余部分仍为弹簧的弹性势能
解析:选D.弹簧静止后仍有弹性势能,最后活塞重心升高,重力势能增加,由于气体的体积变小,活塞对理想气体做了功,气体内能增加.
二、双项选择题(本大题共5小题,每小题6分
( http: / / www.21cnjy.com ),共30分.在每小题给出的四个选项中,有两个选项符合题目要求,全部选对的得6分,只选一个且正确的得3分,有选错或不答的得0分)
8.关于一定量的气体,下列说法不正确的是( )
A.气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积,而不是该气体所有分子体积之和
B.只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度,气体的温度就可以降低
C.在完全失重的情况下,气体对容器壁的压强为零
D.气体从外界吸收热量,其内能一定增加
解析:选CD.气体分子在空间可自由移动,
( http: / / www.21cnjy.com )因此气体体积应是气体分子所能到达的空间,选项A正确;分子热运动的剧烈程度与温度有关,温度越高,分子运动越剧烈,选项B正确;气体压强的大小等于气体作用在器壁单位面积上的压力,与失、超重无关,选项C错误;气体吸收热量的同时可对外做功,内能不一定增加,选项D错误.
9.奥运祥云火炬的燃烧系统由燃气罐(内
( http: / / www.21cnjy.com )有液态丙烷)、稳压装置和燃烧器三部分组成.当稳压阀打开以后,燃气以气态从气罐里出来,经过稳压阀后进入燃烧室进行燃烧.则以下说法中正确的是( )
A.燃气由液态变为气态的过程中要对外做功
B.燃气由液态变为气态的过程中分子的分子势能减少
C.燃气在燃烧室燃烧的过程是熵增加的过程
D.燃气燃烧后释放在周围环境中的能量很容易被回收再利用
解析:选AC.燃气由液态变为气态的过程中,
( http: / / www.21cnjy.com )由于体积增大,所以这个过程燃气对外做功,A正确.在这个过程中,由于克服分子力对分子做负功,所以分子势能增大,B错误.另外,这是一个分子由有序到无序的过程,所以熵增加,C正确.根据热力学第二定律知,燃气燃烧后释放在周围环境中的能量很难被回收再利用,D错误.故选AC.
10.下面设想符合能量守恒定律的是( )
A.利用永久磁铁间的作用力造一台永远转动的机器
B.做成一条船利用河水的能量逆水航行
C.通过太阳照射飞机使飞机起飞
D.不用任何燃料,河水就一定不能升温
解析:选BC.通过磁场力做功可
( http: / / www.21cnjy.com )以使磁铁运动而具有动能,但由于摩擦力的不可避免性,动能最终转化为内能,使转动停止.故A错;让船先静止在水中,设计一台水力发电机使船获得足够的电能,然后把电能转化为船的动能使船逆水航行;同理可利用光能的可转化性和电能的可收集性使光能转化为飞机的动能.实现飞机起飞,故B、C正确;设计水坝利用河水的重力势能发电,一部分重力势能通过水轮机叶片转化为水的内能,另外电能也可转化为内能使水升温,故D错误.
11.如图所示,一个与外界绝热的
( http: / / www.21cnjy.com )汽缸有一个绝热的活塞,中间有一个固定的导热性良好的隔板,封闭着两部分气体A和B,活塞处于静止平衡状态,现通过电热丝对A气体加热一段时间,后来活塞达到新的静止平衡状态,不计气体分子势能,不计活塞与汽缸壁的摩擦,大气压强保持不变,则( )
A.气体A吸热,内能增加
B.气体B吸热,对外做功,内能不变
C.气体A分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数增多
D.气体B分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数不变
解析:选AC.通过电热丝对A气体加热后,气体
( http: / / www.21cnjy.com )A、B吸热,内能都增加,所以A正确,B错误;在加热过程中,A气体体积不变,发生的是等容变化,根据=可知,温度升高A气体的压强增大,气体分子的平均动能增加,单位体积内的分子个数没变,所以单位时间内A气体对器壁碰撞次数增多,C正确;B气体发生的是等压变化,根据=可知,温度升高,体积变大,单位体积内的分子个数减少,气体分子平均动能增加,所以单位时间内B气体碰撞器壁次数减少,D错误.
12.一定质量的理想气体,由初始状
( http: / / www.21cnjy.com )态A开始,状态变化按图中的箭头所示方向进行,最后又回到初始状态A,对于这个循环过程,以下说法正确的是( )
A.由A→B,气体的分子平均动能增大,吸收热量
B.由B→C,气体的分子数密度增大,内能减小,吸收热量
C.由C→A,气体的内能减小,放出热量,外界对气体做功
D.经过一个循环过程后,气体内能可能减小,也可能增大
解析:选AC.A→B,气体温度升高,分子平均
( http: / / www.21cnjy.com )动能增大,V增大,气体对外做功,根据ΔU=W+Q,ΔU>0,W<0,所以Q>0吸热,A正确.B→C,气体体积不变,分子数密度不变,由=C知,气体温度降低,ΔU<0,W=0,Q<0,故放热,B错误.C→A,气体压强不变,体积减小,温度降低,ΔU<0,W>0,所以Q<0,C正确.经过一个循环,气体恢复到原来状态,内能不变,D错.
三、非选择题(本大题共4小题,共42分.按题
( http: / / www.21cnjy.com )目要求作答.解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13.(10分)(1)远古时代,取火是一
( http: / / www.21cnjy.com )件困难的事,火一般产生于雷击或磷的自燃.随着人类文明的进步,出现了“钻木取火”等方法.“钻木取火”是通过________方式改变物体的内能,把________转化为内能.
(2)某同学做了一个小实验:先把空的烧瓶放入
( http: / / www.21cnjy.com )冰箱冷冻,一小时后取出烧瓶,并迅速把一个气球紧密的套在瓶颈上,然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里,气球逐渐膨胀起来,如图所示.这是因为烧瓶里的气体吸收了水的__________,温度__________,体积______________.
解析:(1)做功可以增加物体的内能;(2)
( http: / / www.21cnjy.com )当用气球封住烧瓶时,在瓶内就封闭了一定质量的气体,当将瓶子放到热水中,瓶内气体将吸收水的热量,增加气体的内能,温度升高,由理想气体状态方程=C可知,气体体积增大.
答案:(1)做功 机械能 (2)热量 升高 增大
14.(10分)一定质量的气体从外界吸收了1×105
cal的热量,同时气体对外做6×105
J的功,问:
(1)物体的内能变化多少?
(2)分子势能是增加还是减少?
(3)分子动能如何变化?
解析:(1)因气体从外界吸收热量,所以Q=1×105×4.2
J=4.2×105
J,气体对外做功,所以W=-6×105
J
(2分)
根据热力学第一定律ΔU=W+Q得
ΔU=-6×105
J+4.2×105
J=-1.8×105
J,
所以物体内能减少了1.8×105
J.(2分)
(2)因为气体对外做功,体积膨胀,分子间距离增大了,分子力做负功,气体的分子势能增加了.(3分)
(3)因为气体内能减少了,而分子势能增加了,所以分子动能必然减少了,且分子动能的减少量一定大于分子势能的增加量.(3分)
答案:见解析
15.(10分)一个质量为
( http: / / www.21cnjy.com )2
kg的木块静止在光滑水面上,一颗质量为20
g的子弹以600
m/s的速度水平射入木块,穿出后的速度变为200
m/s,木块获得的速度为4
m/s.这一过程中系统损失的机械能60%转化为子弹的内能,已知子弹的比热容为400
J/(kg·℃),求子弹升高的温度.
解析:设子弹初速度为v0,末速度为v1,木块末速度为v2,子弹质量为m,木块质量为M,
木块和子弹组成的系统损失的机械能:
ΔE=mv-mv-Mv(4分)
损失的机械能的60%转化为子弹的内能:
ΔE×60%=cmΔt(3分)
代入数据解得:Δt=239
℃.(3分)
答案:239
℃
16.(12分)如图所示为一汽缸内封闭的一定
( http: / / www.21cnjy.com )质量的气体的p-V图线.当该系统从状态a沿过程a→c→b到达状态b时,有热量335
J传入系统,系统对外界做功126
J,求:
(1)若沿a→d→b过程系统对外做功42
J,则有多少热量传入系统?
(2)若系统由状态b沿曲线过程返回状态a时,外界对系统做功84
J,问系统是吸热还是放热?热量传递是多少?
解析:(1)沿a→c→b过程,
ΔU=W+Q=(-126+335)
J=209
J.(3分)
沿a→d→b过程,
ΔU=W′+Q′,Q′=ΔU-W′=[209-(-42)]
J=251
J,
即有251
J的热量传入系统.(3分)
(2)由a→b,ΔU=209
J.
从b→a,ΔU′=-ΔU=-209
J.(2分)
ΔU′=W+Q=84
J+Q,Q=(-209-84)
J=-293
J.(3分)
负号说明系统放出热量.(1分)
答案:(1)251
J (2)放热 293
J( http: / / www.21cnjy.com )
(温馨提示:凡题号前标有☆的为稍难题目)
一、单项选择题
1.下列现象可以说明分子之间有引力的是( )
A.水和酒精混合后的体积小于两者原来体积之和
B.用粉笔写字在黑板上留下字迹
C.正、负电荷相互吸引
D.磁体吸引附近的小铁钉
解析:选B.水和酒精混合后
( http: / / www.21cnjy.com )体积变小,是分子间存在空隙的结果.C、D选项陈述的分别是电场力和磁场力作用的结果,只有用粉笔写字留下字迹,没有掉落,是分子间的引力作用.
2.关于分子力,下列说法正确的是( )
A.分子引力不等于斥力时,违背了牛顿第三定律
B.两个物体分子间引力的合力等于万有引力
C.分子间相互作用的引力和斥力不是一对作用力和反作用力
D.浮力等于固体与液体表面分子间作用力的合力
解析:选C.分子间的引力和斥力是同时存在的、
( http: / / www.21cnjy.com )遵守各自规律的两种力.不是作用力和反作用力,故选项A错误,选项C正确.分子间的引力与万有引力是不同性质的两种力,故选项B错误.浮力是固体受到的压力差,与分子间作用力无关,故选项D错误.综上所述,该题的正确选项是C.
3.固体和液体都很难被压缩的本质原因是( )
A.分子都做无规则运动
B.分子间的空隙小
C.分子本身不能被压缩
D.分子间斥力随距离的减小而剧增
解析:选D.当固体或液体被压缩时,引力和斥力都变大,斥力增加的快,合力表现为斥力.
4.关于分子间相互作用力,以下说法正确的是( )
A.分子力是分子引力和斥力的合力,当分子间距离r=r0时分子力为零,说明此时分子引力和斥力均为零
B.分子力随分子间距离r的变化而变化,当r
( http: / / www.21cnjy.com )>r0时,分子引力和斥力都随r增大而增大,但引力比斥力增加得快,也就是引力大于斥力,故分子力表现为引力
C.分子力随分子间距离r的变化而变化,当r
( http: / / www.21cnjy.com )D.分子力实质上是分子间的万有引力
解析:选C.分子力是分子引力和斥力的合力,
( http: / / www.21cnjy.com )分子间距离减小,分子的引力和斥力均增大,分子间距离增大,分子的引力和斥力均减小,在r=r0时,引力和斥力大小相等,但斥力和引力并不为零,故A、B错误,C正确;分子力和万有引力是不同性质的力,二者本质不一样,D错误.
5.如图所示,纵坐标表示两个分子间引
( http: / / www.21cnjy.com )力、斥力的大小,横坐标表示两个分子间的距离,图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系,e为两曲线的交点,则下列说法正确的是( )
A.ab为斥力曲线,cd为引力曲线,e点横坐标的数量级为10-10
m
B.ab为引力曲线,cd为斥力曲线,e点横坐标的数量级为10-10
m
C.若两个分子间距离大于e点的横坐标,则分子间作用力表现为斥力
D.以上说法均不对
解析:选B.e点横坐标等于分子平衡距
( http: / / www.21cnjy.com )离r0,应为10-10
m,因平衡距离之内,分子斥力大于分子引力,分子力表现为斥力,则ab为引力曲线,cd为斥力曲线,所以A错误,B正确;两分子间距离大于e点的横坐标,即r>r0表现为引力,C错误,故选B.
6.如图所示,甲分子固定于
( http: / / www.21cnjy.com )坐标原点O,乙分子从无穷远处由静止释放,在分子力的作用下靠近甲.图中b点是引力最大处,d点是分子靠得最近处,则乙分子加速度最大处可能是( )
A.a点
B.b点
C.c点
D.d点
解析:选D.由图象可知乙分子距离甲分子为d时,所受分子力最大,因而加速度最大,所以D正确.
二、双项选择题
7.下列说法正确的是( )
A.打湿了的两张纸很难分开,是分子引力的宏观表现
B.用电焊把两块铁焊在一起,是分子引力的宏观表现
C.同名磁极相互排斥,说明分子间存在着斥力
D.用打气筒打气时要费力,说明气体分子间的作用力表现为斥力
解析:选AB.只有分子间的距离小到一定
( http: / / www.21cnjy.com )程度时,才发生分子引力的作用,纸被打湿后,水分子填充了两纸之间的凹凸部分,使水分子与两张纸的分子接近到引力作用范围而发生作用,A正确;电焊的原理是两块铁熔化后使铁分子达到引力作用范围而发生作用,B正确.磁极间的相互作用的实质是电流间的相互作用,C错误;气体分子间的距离大于平衡距离,分子力表现为引力,D错误.故选AB.
8.两个分子之间的距离为r,当r增大时,这两个分子之间的分子力( )
A.一定增大
B.一定减小
C.可能增大
D.可能减小
解析:选CD.分子间同时存在的引力和斥力都
( http: / / www.21cnjy.com )随分子间距离的增大而减小,题设的r是大于r0(平衡距离)还是小于r0未知,增大多少也未知.由图可知,分子间距离r在从无限小到无限大的区间内,分子力随r的增大是先减小后增大再减小,故C、D正确.
9.关于分子间作用力,下列说法中正确的是( )
A.当分子间的距离为r0时,它们之间既没有引力,也没有斥力
B.分子间引力和斥力都随它们之间的距离的增大而减小
C.分子间的距离大于r0时,分子间只有引力
D.分子间的平衡距离r0,可以看做分子直径的大小,其数量级为10-10
m
解析:选BD.分子间同时存在着相互作用的引
( http: / / www.21cnjy.com )力和斥力,当两个分子间距离为r0时,每个分子受另一个分子的引力和斥力的大小相等、方向相反、合力为零,而不是既无引力也无斥力.
从上图中分子力随分子间距离变化的规律可
( http: / / www.21cnjy.com )以看出,无论分子引力还是分子斥力,都是随距离r增大而单调减小,当分子间距离r>r0时,分子引力和斥力都随距离r增大而减小,但斥力减小得更快些,所以分子力的合力表现为引力,而不是只有引力.
10.在通常情况下,固体分子间的平均距离为r0时,分子间的引力和斥力相平衡,由此可以判定,在通常情况下
( )
A.固体膨胀时,分子间距离增大,分子力表现为引力
B.固体膨胀时,分子间距离增大,分子力表现为斥力
C.固体收缩时,分子间距离减小,分子力表现为引力
D.固体收缩时,分子间距离减小,分子力表现为斥力
解析:选AD.当固体分子间的平均距
( http: / / www.21cnjy.com )离为r0时,引力等于斥力,分子力为零;当固体膨胀时,r>r0,引力和斥力都减小但斥力减小得快,分子力表现为引力;当固体收缩时,r三、非选择题
11.玻璃打碎以后,为什么不能把它们拼在一起,能利用分子力使其复原吗?
解析:分子间的引力只有在距离小于10-9
( http: / / www.21cnjy.com )
m时才会比较显著.碎玻璃拼在一起,由于接触面错落起伏,绝大多数的分子间距离远大于10-9
m,所以,总的分子引力非常小,根本不足以使它们连在一起.
答案:见解析
12.随着科学技术的不断发
( http: / / www.21cnjy.com )展,近几年来,出现了许多新的焊接方式,如摩擦焊接、爆炸焊接等,摩擦焊接是使焊件的两个接触面高速地向相反方向旋转.同时加上很大的压力(约每平方厘米加几千到几万牛顿的力),瞬间就焊接成一个整体了.试用所学知识分析摩擦焊接的原理.
解析:摩擦焊接是利用分子引力作
( http: / / www.21cnjy.com )用.焊件的两个接触面高速地向相反方向旋转且加上很大的压力,就可以使两个接触面发生熔化使大多数分子之间的距离达到分子力发生明显作用的范围,当大量分子距离达到引力距离范围时,两个焊件成为一个整体.
答案:见解析( http: / / www.21cnjy.com )
(温馨提示:凡题号前标有☆的为稍难题目)
一、单项选择题
1.通常把萝卜腌成咸菜需要几天,而把萝卜炒成熟菜,使之具有相同的咸味,只需几分钟,造成这种差别的主要原因是( )
A.盐分子太小,很容易进入萝卜中
B.萝卜分子和盐分子之间在温度高时吸引力大
C.萝卜分子间有间隙,易扩散
D.炒菜时温度高,分子热运动剧烈
解析:选D.食盐分子进入萝卜的过程为扩散运动,而扩散运动的快慢和温度的高低有关,而且是温度越高盐分子扩散得越快.
2.下列说法中正确的是( )
A.热的物体中的分子有热运动、冷的物体中的分子无热运动
B.气体分子有热运动、固体分子无热运动
C.高温物体的分子热运动比低温物体的分子热运动激烈
D.运动物体中的分子热运动比静止物体中的分子热运动激烈
解析:选C.不论物体处于何种状态以及温度高低,分子都是不停地做无规则运动,只是剧烈程度与温度有关.
3.下面所列举的现象,哪些不能说明分子是不断运动着的( )
A.将香水瓶盖打开后能闻得到香味
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的运动
解析:选B.扩散现象和布朗运动都能
( http: / / www.21cnjy.com )说明分子在不停地做无规则运动.香水的扩散、水分子在空气中的扩散以及悬浮在水中花粉的运动都说明了分子是不断运动的,故A、C、D均正确;而尘土不是单个分子,是颗粒,尘土飞扬不是分子的运动,故答案选B.
4.关于分子的热运动,以下叙述正确的是( )
A.布朗运动就是分子的热运动
B.热运动是分子的无规则运动,同种物质的分子的热运动激烈程度相同
C.气体分子的热运动并不一定比液体分子激烈
D.物体运动的速率越大,其内部的分子热运动就越激烈
解析:选C.布朗运动是指固体小颗粒
( http: / / www.21cnjy.com )的运动,A错误.温度越高,分子无规则运动越激烈,与物质种类无关,B错,C对.物体宏观运动的速率大小与微观分子的热运动无关,D错.
5.关于布朗运动,下列说法正确的是( )
A.布朗运动反映了分子运动,布朗运动停止了,分子运动也会暂时停止
B.固体微粒做布朗运动,充分说明了微粒内部分子在不停地做无规则的运动
C.布朗运动是无规则的,说明大量液体分子的运动也是无规则的
D.布朗运动的无规则性是由温度、压强无规则的不断变化而引起的
解析:选C.分子的热运动永不
( http: / / www.21cnjy.com )停息,A错;固体微粒做布朗运动,说明了液体分子在做无规则的运动,不能说明微粒内部分子的运动情况,B错;布朗运动的无规则性是由于液体分子运动的无规则,C对,D错.
6.花粉在水中做布朗运动的现象说明( )
A.花粉的分子在做无规则热运动
B.水分子在做无规则的热运动
C.水分子之间是有空隙的
D.水分子之间有分子力作用
解析:选B.布朗运动是小颗粒的运
( http: / / www.21cnjy.com )动,而不是分子的运动,物体小颗粒的布朗运动是液体分子无规则运动撞击小颗粒的结果,它只能间接说明水分子在做无规则的热运动,并不能说明花粉分子在做无规则热运动.另外,花粉颗粒的布朗运动的直接原因并不是水分子之间有空隙和水分子之间的作用力,所以A、C、D选项错,B选项正确.
7.有A、B两杯水,水中均有微粒在做布朗运动,经显微镜观察后,发现A杯中的布朗运动比B杯中的布朗运动激烈,则下列判断中,正确的是( )
A.A杯中的水温高于B杯中的水温
B.A杯中的水温等于B杯中的水温
C.A杯中的水温低于B杯中的水温
D.条件不足,无法判断两杯水温的高低
解析:选D.布朗运动的剧烈程度,跟液
( http: / / www.21cnjy.com )体的温度和微粒的大小两个因素有关,因此只根据两杯水中悬浮微粒做布朗运动的剧烈程度,并不能判断哪杯水的温度高,选项D正确.
8.关于布朗运动,下列说法中正确的是( )
A.悬浮的微粒越大,布朗运动越明显
B.布朗运动是液体分子无规则运动的反映
C.强烈的阳光射入较暗的房间内,在光束中可以看到有悬浮在空中的微尘不停地做无规则运动,这也是一种布朗运动
D.因为布朗运动的激烈程度跟温度有关,所以布朗运动也叫做热运动
解析:选B.布朗运动是悬浮微粒受到液
( http: / / www.21cnjy.com )体分子的冲击力不平衡造成的,微粒越大,在某一瞬时跟它相撞的分子数越多,各个方向撞击作用越衡,故布朗运动越不明显,A错误;布朗运动的规律反映了液体分子运动的规律,B正确;能做布朗运动的微粒都很小,一般数量级在10-6
m,人眼不可能直接观察到,只能借助光学显微镜观察,尘埃的运动是空气对流产生的,不是布朗运动,C错误;热运动指分子的运动,布朗运动不是热运动,D错误.故选B.
☆9.下列事例中,属于分子不停地做无规则运动的是( )
A.秋风吹拂,树叶纷纷落下
B.在箱子里放几块樟脑丸,过些日子一开箱就能闻到樟脑的气味
C.烟囱里冒出的黑烟在空中飘荡
D.室内扫地时,在阳光照射下看见灰尘飞扬
解析:选B.A、C、D项中都是指的宏观物体或宏观小颗粒的运动,B项中是扩散现象,是分子无规则运动的结果,故B正确.
二、双项选择题
10.如图所示,一个装有无色空气的
( http: / / www.21cnjy.com )广口瓶倒扣在装有红棕色二氧化氮气体的广口瓶上,中间用玻璃板隔开,当抽去玻璃板后所发生的现象,下列说法正确的是(已知二氧化氮的密度比空气密度大)( )
A.当过一段时间可以发现上面瓶中的气体变成淡红棕色
B.二氧化氮由于密度大,不会跑到上面的瓶中,所以上面瓶不会出现淡红棕色
C.上面的空气由于重力作用会到下面的
( http: / / www.21cnjy.com )瓶中,于是将下面瓶中的二氧化氮排出了一小部分,所以会发现上面瓶中的瓶口处显淡红棕色,但在瓶底处不会出现淡红棕色
D.由于气体分子在运动着,所以上面
( http: / / www.21cnjy.com )的空气会运动到下面的瓶中,下面的二氧化氮也会自发地运动到上面的瓶中,所以最后上下两瓶气体的颜色变得均匀一致
解析:选AD.因为分子运
( http: / / www.21cnjy.com )动是永不停息的,所以相互接触的两种物质分子会彼此进入对方,也就是扩散,最终空气和二氧化氮分子均匀混合,整体是淡红棕色,所以A、D正确.
11.下列关于布朗运动、扩散现象和对流的说法正确的是( )
A.三种现象在月球表面都能进行
B.三种现象在宇宙飞船里都能进行
C.布朗运动、扩散现象在月球表面能够进行,而对流则不能进行
D.布朗运动、扩散现象在宇宙飞船里能够进行,而对流则不能进行
解析:选AD.布朗运动和扩
( http: / / www.21cnjy.com )散现象都是分子无规则热运动的结果,而对流需要在重力作用的条件下才能进行.由于布朗运动、扩散现象是由于分子热运动而形成的,所以二者在月球表面、宇宙飞船里均能进行,由于月球表面仍有重力存在,宇宙飞船里的微粒处于完全失重状态,故对流可在月球表面进行,而不能在宇宙飞船内进行,故选A、D两项.
12.较大的粒子不做布朗运动是因为( )
A.液体分子停止运动
B.液体温度太低
C.跟粒子碰撞的分子数较多,各方向的撞击作用相互平衡
D.分子冲击力很难改变大颗粒的运动状态
解析:选CD.粒子越大,质量越大,由牛顿第一定律知其惯性越大,运动状态越难改变.
三、非选择题
13.请解释下列物理现象:
(1)将樟脑球放入衣箱里,过一段时间后,衣箱里充满了樟脑味;
(2)将盐放入水中,水逐渐变咸,而且热水比冷水容易变咸;
(3)给气球吹足气,虽然用细线将口扎紧,但过三两天后,气球仍然瘪了.
答案:(1)樟脑球放入衣箱,由于分子的热运动,樟脑分子进入箱内空气中,因此衣箱内充满樟脑味.
(2)盐放入水中,发生扩散现象,故水变咸,且分子的热运动与温度有关,温度越高,分子运动越激烈,因此热水比冷水容易变咸.
(3)气球分子间有间隙,而且球内气压大,因此球内气体分子可由空隙运动到球外,气球会慢慢瘪掉.( http: / / www.21cnjy.com )
1.(单选)下列说法错误的是( )
A.晶体具有天然规则的几何形状,是因为物质微粒是规则排列的
B.有的物质能够生成种类不同的几种晶体,因为它们的物质微粒能够形成不同的空间结构
C.凡各向同性的物质一定是非晶体
D.晶体的各向异性是由晶体内部结构决定的
解析:选C.晶体的外形、物理性质都是由晶体的微观结构决定的,A、B、D正确;各向同性的物质不一定是非晶体,多晶体也具有这样的性质,C错误.
2.(双选)有关晶体的排列结构,下列说法正确的有( )
A.同种元素原子按不同结构排列有相同的物理性质
B.同种元素原子按不同结构排列有不同的物理性质
C.同种元素形成晶体只能有一种排列规律
D.同种元素形成晶体可能有不同的排列规律
解析:选BD.同种元素原子在不同情况下可能按不同的方式排列,并导致物理性质有明显的差异,故A、C错误,B、D正确.
3.(双选)材料如果按特性分类,可分为( )
A.结构材料
B.信息材料
C.复合材料
D.功能材料
解析:选AD.按照材料的特性,可以把
( http: / / www.21cnjy.com )材料分为结构性材料和功能性材料两类.结构性材料主要利用材料的力学特性,功能性材料主要利用材料的声、光、热、电、磁等特性.
4.(单选)晶体在熔化过程中所吸收的热量,主要用于( )
A.破坏空间点阵结构,增加分子动能
B.破坏空间点阵结构,增加分子势能
C.破坏空间点阵结构,增加分子势能,同时增加分子动能
D.破坏空间点阵结构,但不增加分子势能和分子动能
解析:选B.晶体有确定的熔点,熔化过程吸收的
( http: / / www.21cnjy.com )热量用于破坏空间点阵结构,因温度不变,所以分子动能不变,吸收的热量用于增加分子势能,内能增加,故选B.
5.(单选)下列关于晶体空间点阵的说法,不正确的是( )
A.构成晶体空间点阵的物质微粒,可以是分子,也可以是原子或离子
B.晶体的物质微粒之所以能构成空间点阵,是由于晶体中物质微粒之间相互作用力很强,所以物质微粒都被牢牢地束缚在空间点阵的结点上不能动
C.所谓空间点阵与空间点阵的结点
( http: / / www.21cnjy.com ),都是抽象的概念;结点是指组成晶体的物质微粒做永不停息的微小振动的平衡位置;物质微粒在结点附近的微小振动,就是热运动
D.相同的物质微粒,可以构成不同的空间点阵,也就是同一种物质能够生成不同的晶体,从而能够具有不同的物理性质
解析:选B.组成晶体的物
( http: / / www.21cnjy.com )质微粒可以是分子、原子或离子,这些物质微粒也就是分子动理论所说的分子.显然,组成晶体的物质微粒处在永不停息的无规则的热运动之中,物质微粒之间还存在相互作用.晶体的物质微粒之所以能构成空间点阵,是由于晶体中物质微粒之间的相互作用很强,物质微粒的热运动不足以克服这种相互作用而彼此远离,所以选项B的说法错误.故答案为B.( http: / / www.21cnjy.com )
1.(单选)下列固体中全是由晶体组成的是( )
A.石英、云母、明矾、食盐、雪花、铜
B.石英、玻璃、云母、铜
C.食盐、雪花、云母、硫酸铜、松香
D.蜂蜡、松香、橡胶、沥青
答案:A
2.(单选)下列说法中错误的是( )
A.一种物质可以形成晶体,也可以形成非晶体
B.一种物质已形成晶体,还可转化为非晶体
C.一种物质已形成非晶体,还可以转化为晶体
D.晶体和非晶体是不能相互转化的
解析:选D.一种物质既可以形成晶体,也可以形成非晶体,晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化.
3.(双选)关于晶体和非晶体,下列说法中正确的是( )
A.晶体和非晶体都有固定的熔点
B.晶体有固定的熔点,而非晶体没有固定的熔点
C.所有晶体都是各向异性的
D.多晶体没有确定的几何形状
解析:选BD.晶体有固定
( http: / / www.21cnjy.com )的熔点,而非晶体没有固定的熔点,所以选项A错,选项B对.晶体中的单晶体是各向异性的,多晶体是各向同性的,所以选项C错.单晶体有确定的几何形状,多晶体、非晶体没有确定的几何形状,所以选项D对.
4.(双选)某球形固体物质,其各向导热性能相同,则该物体( )
A.一定是非晶体
B.可能具有确定的熔点
C.一定是单晶体,因为它有规则的几何外形
D.可能是多晶体
解析:选BD.该固体物质各向导热性能相同,说
( http: / / www.21cnjy.com )明物理性质具有各向同性,因此可能是多晶体,也可以是非晶体,但不一定是单晶体,所以A、C错,D对.多晶体有一定的熔点,而非晶体则没有一定的熔点,所以B对.
5.用沥青铺成的路面,冬天变硬,夏天变软,沥青是晶体材料还是非晶体材料?列举生活中的晶体和非晶体例子.
答案:沥青冬天变硬,夏天变软,说明它没有一定的熔点,所以沥青是非晶体.
食盐、味精、冰糖为晶体,蜡烛、玻璃为非晶体.( http: / / www.21cnjy.com )
1.(双选)扩散现象说明了( )
A.物质是由大量分子组成的
B.物质内部分子间存在着相互作用力
C.分子间存在着空隙
D.分子在做无规则运动
解析:选CD.扩散现象是一种物质的分子进入另
( http: / / www.21cnjy.com )一种物质内部的现象,因而说明了分子间存在着空隙;而物质混合达到均匀,则表明分子的运动是无规则的.
2.(单选)关于热运动的说法中,下列正确的是( )
A.热运动是物体受热后所做的运动
B.温度高的物体中的分子的无规则运动
C.单个分子的永不停息的无规则运动
D.大量分子的永不停息的无规则运动
解析:选D.物体的温度高低
( http: / / www.21cnjy.com )与内部分子无规则运动的剧烈程度直接相关,温度越高,分子的无规则运动越剧烈,因此,物理学中把物体内部大量分子的无规则运动称为热运动.
3.(单选)在观察布朗运动
( http: / / www.21cnjy.com )时,从微粒在a点开始计时,每隔30
s记下微粒的一个位置,得到b,c,d,e,f,g等点,然后依次连接,如图所示,则微粒在75
s末时的位置( )
A.一定在c,d连线的中点
B.一定在c,d的连线上,但不一定在cd的中点
C.一定不在c,d连线的中点
D.可能在c,d连线以外的某点
解析:选D.根据布朗运动的特点可知,微粒在75
s末的位置不能确定.故正确答案为D.
4.(单选)如图所示,把一块铅和一块金的接触面磨平磨光后紧紧压在一起,五年后发现金中有铅,铅中有金,对此现象说法正确的是( )
A.属扩散现象,原因是由于金分子和铅分子的相互吸引
B.属扩散现象,原因是由于金分子和铅分子的运动
C.属布朗运动,小金粒进入铅块中,小铅粒进入金块中
D.属布朗运动,由于外界压力使小金粒、小铅粒彼此进入对方中
解析:选B.属扩散现象,是由两种不同物质分子不规则运动引起的,B正确.
5.(双选)下列现象中,能说明分子无规则运动的剧烈程度跟温度有关的是( )
A.扩散现象中,温度越高,扩散得越快
B.随着温度的升高,微粒的布朗运动愈加剧烈
C.温度越低,湿衣服干得越快
D.在某些条件下,不发生沸腾的水中分子的热运动可能比沸腾水中分子的热运动更为剧烈
解析:选AB.扩散现象和布朗运动都说明了分子做无规则运动,它们都与温度有关,温度越高,扩散得越快,布朗运动越剧烈.( http: / / www.21cnjy.com )
(温馨提示:凡题号前标有☆的为稍难题目)
一、单项选择题
1.一定质量的气体保持其压强不变,若热力学温度降为原来的一半,则气体的体积变为原来的( )
A.四倍
B.二倍
C.一半
D.四分之一
解析:选C.压强不变,应用盖-吕萨克定律得知温度减半,体积也减半.
2.如图所示是一定质量的气体从状态A经B到状态C的p-T图象,由图象可知( )
A.VAB.VB=VC
C.VBD.VA>VC
解析:选C.由题图和查理定律可知VA=VB,故A错误;由B到C,温度不变,压强减小,说明体积增大,故C正确,B、D错误.
3.如图所示是一定质量的气体从状态A经B到状态C的V-T图象,由图象可知( )
A.pA>pB
B.pCC.pA>pC
D.pC>pB
解析:选D.AB在等压线上,C状态的压强大于A和B状态的压强.
4.在下图中,不能反映理想气体经历了等温变化→等容变化→等压变化,又回到原来状态的图是( )
解析:选D.根据p-V、p-T、V-T图象的意义可以判断,其中选项D显示的是理想气体经历了等温变化→等压变化→等容变化,与题意不符.
5.如图所示,一定质量的理想气体由状态A沿平行于纵轴的直线变化到状态B,则它的状态变化过程是( )
A.气体的温度不变
B.气体的内能增加
C.气体分子的平均速率减小
D.气体分子在单位时间内与器壁单位面积上碰撞的次数不变
解析:选B.从p-V图象中的AB图线看,气体
( http: / / www.21cnjy.com )状态由A变到B为等容升压,根据查理定律,一定质量的气体,当体积不变时,压强跟热力学温度成正比.答案A中温度不变是不对的,应该是压强增大温度升高.气体的温度升高,内能增加,答案B对.气体的温度升高,分子平均速率增加,故答案C错.气体压强增大,则气体分子在单位时间内与器壁单位面积上的碰撞次数增加,故答案D是错误的.
6.粗细均匀,两端封闭的细长玻璃管中,有一
( http: / / www.21cnjy.com )段水银柱将管中气体分为A和B两部分,如图所示.已知两部分气体A和B的体积关系是VB=3VA,将玻璃管两端空气均升高相同温度的过程中,水银柱将( )
A.向A端移动
B.向B端移动
C.始终不动
D.以上三种情况都有可能
解析:选C.设水银柱不移动,由查理定律可知Δp=p,ΔT、T、p相同,Δp相同,所以水银柱不移动,故选C.
二、双项选择题
7.下图中,p表示压强,V表示体积,T表示热力学温度,t表示摄氏温度,则各图中正确描述一定质量理想气体等压变化规律的是( )
解析:选AC.一定量的气体,在压强不变时,
( http: / / www.21cnjy.com )p-T图中的等压线是一条平行于T轴的直线,A正确.由盖—吕萨克定律可知:=C,V=CT,即压强不变时,气体的体积与热力学温度成正比,在V-T图中应是一条正比例函数图线,所以C正确.故选AC.
8.关于理想气体,下列说法正确的是( )
A.理想气体状态变化严格遵循气体实验定律
B.实际气体在温度不太高、压强不太大的情况下,可看成理想气体
C.实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下,可看成理想气体
D.所有的实际气体在任何情况下,都可以看成理想气体
解析:选AC.理想气体是在任何
( http: / / www.21cnjy.com )温度、任何压强下都能遵守气体实验定律的气体,A选项正确.它是实际气体在温度不太低、压强不太大情况下的抽象,C正确.故选AC.
9.一定质量理想气体的状态经历
( http: / / www.21cnjy.com )了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程,其中bc的延长线通过原点,cd垂直于ab且与水平轴平行,da与bc平行,则气体体积在( )
A.ab过程中不断增加
B.bc过程中保持不变
C.cd过程中不断增加
D.da过程中保持不变
解析:选AB.首先,因为bc的延长线通过原点
( http: / / www.21cnjy.com ),所以bc是等容线,即气体体积在bc过程中保持不变,B正确;ab是等温线,压强减小则体积增大,A正确;cd是等压线,温度降低则体积减小,C错误;连接aO交cd于e,则ae是等容线,即Va=Ve,因为Vd<Ve,所以Vd<Va,所以da过程中体积不是保持不变,D错误.
10.如图所示,为A、B两部分理想气体的V-t图象,设两部分气体是质量相同的同种气体,根据图中所给条件,可知( )
A.当t=0
℃时,气体的体积A比B大0.2
m3
B.当tA=tB时,VA∶VB=3∶1
C.当tA=tB时,VA∶VB=1∶3
D.A、B两部分气体都作等压变化,它们的压强之比pA∶pB=3∶1
解析:选AB.由图象可知,A、B两部分气体都发生等压变化,所以它们在相同温度下体积之比不变.
三、非选择题
11.汽车行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆
( http: / / www.21cnjy.com )胎事故,太低又会造成耗油量上升.已知某型号轮胎能在-40
℃~90
℃正常工作,为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过3.5
atm,最低胎压不低于1.6
atm,那么在t=20
℃时给该轮胎充气,充气后的胎压在什么范围内比较合适(设轮胎的体积不变).
解析:对于胎内气体,根据查理定律:
=,t1、p1分别为-40
℃、1.6
atm.
20
℃时的压强为:
p2=p1=×1.6
atm=2.01
atm.
若t3、p3分别为90
℃、3.5
atm,
根据查理定律得:=
20
℃时压强为:p2′=p3=×3.5
atm=2.83
atm.
胎压范围为:2.01
atmatm.
答案:2.01
atm至2.83
atm
☆12.如图所示,汽缸放置在水平平台上,活塞质量为10
kg,横截面积为50
cm2,厚度为1
cm,汽缸全长21
cm,大气压强为1×105
Pa,当温度为7
℃时,活塞封闭的气柱长10
cm,若将汽缸倒过来放置时,活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通,g取10
m/s2,不计活塞与汽缸之间的摩擦,保留三位有效数字.
(1)将汽缸倒过来放置,若温度上升到27
℃时,求此时气柱的长度.
(2)汽缸倒过来放置后,若逐渐升高温度,发现活塞刚好接触平台,求此时气体的温度.
解析:(1)汽缸正立放置时气体压强
p1=p0+=1.2×105
Pa
体积V1=L1S,温度T1=(273+7)K=280
K;
汽缸倒过来放置时气体压强p2=p0-=0.8×105
Pa
体积V2=L2S,温度T2=(273+27)
K=300
K
由理想气体状态方程:=
解得L2=16.1
cm.
(2)逐渐升高温度,气体做等压变化:T2=300
K,V2=L2S,V3=L3S,L3=20
cm
由=,解得T3=T2=T2=373
K.
答案:(1)16.1
cm (2)373
K( http: / / www.21cnjy.com )
1.(单选)一定质量的气体发生等温变化时,若体积增大为原来的n倍,则压强变为原来的多少倍( )
A.2n
B.n
C.
D.
解析:选C.根据玻意耳定律pV=恒量,可得C正确.
2.(单选)放飞的氢气球上升到一定高度会胀破,是因为( )
A.球内氢气温度升高
B.球内氢气压强增大
C.球外空气压强减小
D.以上说法全不正确
解析:选C.气球上升时,由于高空处空气稀薄,球外气体的压强减小,球内气体要膨胀,到一定程度时,气球就会胀破.
3.(双选)某同学用同一个注射器做了
( http: / / www.21cnjy.com )两次验证玻意耳定律的实验,操作完全正确.根据实验数据却在p-V图上画出了两条不同的双曲线,如图所示.造成这种情况的可能原因是( )
A.两次实验中空气质量不同
B.两次实验中温度不同
C.两次实验中保持空气质量、温度相同,但所取的气体压强的数据不同
D.两次实验中保持空气质量、温度相同,但所取的气体体积的数据不同
解析:选AB.实验时若两次所封气体
( http: / / www.21cnjy.com )的质量不同,在同一坐标系上会画出不同的等温线,A对.在质量一定的情况下,温度不同,得出的等温线也不同,B对.质量、温度都不变,压强与体积成反比,得到的是同一条等温线,C、D错.
4.(双选)如图所示,图线1和2分别表示一定质量的气体在不同温度下的等温线,下述说法正确的有( )
A.图线1对应的温度高于图线2
B.图线1对应的温度低于图线2
C.气体由状态A沿图线1变化到状态B的过程中,分子间平均距离增大
D.气体由状态A沿图线1变化到状态B的过程中,分子间平均距离减小
解析:选AC.p-V图中,图线1
( http: / / www.21cnjy.com )在图线2外侧,其对应温度较高.图线1中,气体由状态A变为B为等温膨胀过程,体积增大,气体分子间的平均距离将增大,故选A、C.
5.如图所示,在一根一端封闭且粗细均匀
( http: / / www.21cnjy.com )的长玻璃管中,用长为h=10
cm的水银柱将管内一部分空气密封,当玻璃管开口向上竖直放置时,管内空气柱的长度L1=0.3
m;若温度保持不变,玻璃管开口向下放置,水银没有溢出.待水银柱稳定后,空气柱的长度L2为多少米?(大气压强p0=76
cmHg)
解析:以管内封闭的空气柱为研究对象,玻璃管开口向上时,管内的压强p1=p0+h,空气柱的体积V1=L1S(S为玻璃管的横截面积).
当玻璃管开口向下时,管内的压强p2=p0-h,这时空气柱的体积V2=L2S.
温度不变,由玻意耳定律得:(p0+h)L1S=(p0-h)L2S
解得L2=L1=×0.3
m=0.39
m.
答案:0.39
m( http: / / www.21cnjy.com )
(温馨提示:凡题号前标有☆的为稍难题目)
一、单项选择题
1.关于热力学定律和分子动理论,下列说法正确的是( )
A.一定量气体吸收热量,其内能一定增大
B.不可能使热量由低温物体传递到高温物体
C.若两分子间距离增大,分子势能一定增大
D.若两分子间距离减小,分子间引力和斥力都增大
解析:选D.根据热力学第一定
( http: / / www.21cnjy.com )律,A错;假如有外界的影响,可以使热量由低温物体传递给高温物体,比如空调工作时有电的参与,B错;当r2.下列说法,正确的是( )
A.一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行
B.一切自然过程总是沿着分子热运动的有序性增大的方向进行
C.在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵一定不会增大
D.在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵可能减小
解析:选A.根据熵增加原理,不可逆过程总是朝着熵增大的方向进行,故选A.
3.我们绝不会看到:一个放在水平地面上的物体,靠降低温度,可以把内能自发地转化为动能,使这个物体运动起来,其原因是( )
A.违反了能量守恒定律
B.在任何条件下内能不可能转化为机械能,只有机械能才能转化为内能
C.机械能和内能的转化过程具有方向性,内能转化成机械能是有条件的
D.以上说法均不正确
解析:选C.机械能和内能的相互转化,必须通过做功来实现.机械能可以自发地转化为内能,但内能不能自发地转化为机械能.
4.下列过程中,可能发生的是( )
A.某工作物质从高温热源吸收20
kJ的热量,全部转化为机械能,而没有产生其他任何影响
B.打开一高压密闭容器,其内气体自发溢出后又自发跑进去,恢复原状
C.利用其他手段,使低温物体温度更低,高温物体的温度更高
D.将两瓶不同液体混合,然后它们又自发地各自分开
解析:选C.根据热力学第
( http: / / www.21cnjy.com )二定律,热量不可能从低温物体自发地传递给高温物体,而不引起其他的变化,但通过一些物理手段是可以实现的,故C项正确;内能转化为机械能不可能自发地进行,要使内能全部转化为机械能必定要引起其他影响,故A项错;气体膨胀具有方向性,故B项错;扩散现象也有方向性,D项也错.
5.下面关于熵的有关说法错误的是( )
A.熵是系统内分子运动无序性的量度
B.在自然过程中熵总是增加的
C.热力学第二定律也叫做熵减小原理
D.熵值越大代表着越无序
解析:选C.如果过程是可逆的,则熵不变,如果不可逆,则熵是增加的,而且一切自然过程都是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行.
6.下列说法中正确的是( )
A.一切形式的能量间的相互转化都具有方向性
B.热量不可能由低温物体传给高温物体
C.气体的扩散过程具有方向性
D.一切形式的能量间的相互转化都不具有可逆性
解析:选C.热力学第二定律反
( http: / / www.21cnjy.com )映的是所有与热现象有关的宏观过程都具有方向性,A、D错;热量不是不能从低温物体传给高温物体,关键是看能否还产生其他影响,B错;气体的扩散过程具有方向性,C对.
7.有经验的柴油机维修师傅,不用任何
( http: / / www.21cnjy.com )仪器,只要将手伸到柴油机排气管附近,去感知一下尾气的温度,就能够判断出这台柴油机是否节能,真是“行家伸伸手,就知有没有”.关于尾气的温度跟柴油机是否节能之间的关系,你认为正确的是( )
A.尾气的温度越高,柴油机越节能
B.尾气的温度越低,柴油机越节能
C.尾气的温度高低与柴油机是否节能无关
D.以上说法均不正确
解析:选B.气体的内能不可能完全转化为
( http: / / www.21cnjy.com )柴油机的机械能,柴油机使柴油燃料在它的汽缸中燃烧,产生高温高压的气体,是一个高温热源;而柴油机排气管排出的尾气是一个低温热源.根据能量守恒,这两个热源之间的能量差就是转换的机械能,燃烧相同的燃料,要想输出的机械能越多,尾气的温度就越低.
二、双项选择题
8.关于一定量的气体,下列叙述正确的是( )
A.气体吸收的热量可以完全转化为功
B.气体体积增大时,其内能一定减少
C.气体从外界吸收热量,其内能一定增加
D.外界对气体做功,气体内能可能减少
解析:选AD.由热力学第二定律知,热量可
( http: / / www.21cnjy.com )以完全转化为功,但要引起其他变化,A选项对.由热力学第一定律ΔU=W+Q知,改变物体内能的两种方式是做功和热传递,B项只说明气体对外做功,没有考虑热传递;C项只说明气体从外界吸收热量,没有考虑做功情况,故B、C选项均错,D选项对.
☆9.如图为电冰箱的工作
( http: / / www.21cnjy.com )原理示意图.压缩机工作时,强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环.在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量,经过冷凝器时制冷剂液化,放出热量到箱体外.下列说法正确的是( )
A.热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外
B.电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界,是因为其消耗了电能
C.电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律
D.电冰箱的工作原理违反热力学第一定律
解析:选BC.热量不可以自发地从冰
( http: / / www.21cnjy.com )箱内传到冰箱外,A错误;冰箱是通过压缩机消耗电能实现的,B正确;电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律,总能量是守恒的,C正确,D错误.
10.下列关于晶体熔化的说法中正确的是( )
A.在晶体熔化的过程中,温度不变,分子热运动的平均速率不变,则无序程度不变
B.晶体熔化时,分子的平衡位置在空间的较为规则排列,变为较为无序排列,
则无序度增大
C.在晶体熔化的过程中,熵将保持不变
D.在晶体熔化的过程中,熵将增加
解析:选BD.在晶体熔化的过程中,
分子的平衡位置由较规则变为无规则,无序度增大,熵将增加,故B、D对.
三、非选择题
11.质量相同、温度相同的水,如图所示分别处于固态、液态和气态三种状态下,它们的熵的大小有什么关系?为什么?
解析:分子的无规则运动就是
( http: / / www.21cnjy.com )一种无序运动,气体分子的无规则运动最剧烈,无序程度最大.所以质量相同、温度相同的水分别处于固、液、气三种状态时,固态的无序程度最小,气态的无序程度最大,而熵的大小表示无序程度大小,所以气态的熵最大,液态的熵较大,固态的熵最小.
答案:见解析
☆12.某热机使用热值q=3
( http: / / www.21cnjy.com ).0×107
J/kg的燃料,燃烧效率为η1=80%,汽缸中高温、高压的燃气将内能转化为机械能的效率为η2=40%,热机传动部分的机械效率为η3=90%,若热机每小时燃烧m=40
kg的燃料,那么热机输出的有用功率为多少?
解析:根据题意,热机每小时做的功为
W=qmη1η2η3=3.0×107×40×80%×40%×90%
J
=3.456×108
J
由功率的定义式
P==
W=96
000
W=96
kW.
答案:96
kW( http: / / www.21cnjy.com )
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一、单项选择题
1.一固体外形是规则的六面体,则它( )
A.一定是单晶体
B.一定是多晶体
C.一定是非晶体
D.可能是晶体,也可能是非晶体
解析:选D.经过人工加工,非晶体和多晶体也可以有规则的形状.
2.下列说法中正确的是( )
A.黄金可以切割加工成任意形状,所以是非晶体
B.同一种物质只能形成一种晶体
C.单晶体的所有物理性质都是各向异性的
D.玻璃没有确定的熔点,也没有规则的几何形状
解析:选D.所有的金属都是晶体.因而黄金也是晶体.只是因为多晶体内部小晶粒的排列杂乱无章,才使黄金没有规则的几何形状,故A错.
同一种物质可以形成多种晶体,如碳可以形成金刚石和石墨两种晶体,故B错.
单晶体的物理性质各向异性是某些物理性质各向异性,有些物理性质各向同性,故C项错.
玻璃是非晶体,因而没有确定的熔点和规则的几何形状,D项对.故本题正确答案为D.
3.关于晶体和非晶体,下列说法中正确的是( )
A.具有各向同性的物体一定没有确定的熔点
B.晶体熔化时,温度不变,则内能也不变
C.通常的金属材料在各个方向上的物理性质都相同,所以这些金属都是非晶体
D.晶体和非晶体在适当条件下可相互转化
解析:选D.多晶体显示各向
( http: / / www.21cnjy.com )同性,但具有确定的熔点,A错;晶体熔化时,其温度虽然不变,但其体积和内部结构可能发生变化,则内能就可能发生变化,故B错;金属材料虽然显示各向同性,并不意味着一定是非晶体,可能是多晶体,故C错,D对.
4.现代建筑出现一种新设计
( http: / / www.21cnjy.com ):在墙面装饰材料中均匀混入小颗粒状的小球,球内充入一种非晶体材料.当温度升高时,球内材料熔化吸热,当温度降低时,球内材料凝固放热,使建筑内温度基本保持不变.下面四个图象中,表示球内材料熔化图象的是( )
解析:选C.选项A、B有一段时
( http: / / www.21cnjy.com )间内放热或吸热,内能改变而温度不变,故必定都是晶体;D选项中随时间的变化温度降低,故不会是熔化过程;C选项中描述的是随时间的变化温度持续升高,可能是非晶体材料,故选C.
5.下列说法中,不正确的是( )
A.显示各向异性的物体必定是单晶体
B.不显示各向异性的物体必定是非晶体
C.具有确定熔点的物体必定是晶体
D.不具有确定熔点的物体必定是非晶体
解析:选B.单晶体具有各向异性,多晶体
( http: / / www.21cnjy.com )和非晶体具有各向同性,所以只要是各向异性者必为单晶体,A项正确;多晶体对外不显示各向异性,而显示各向同性,所以不显示各向异性的物体不一定是非晶体,故B项错误;无论是单晶体还是多晶体均有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点,故C、D项正确,故答案应选B.
二、双项选择题
6.下列说法中正确的是( )
A.常见的金属材料都是多晶体
B.只有非晶体才显示各向同性
C.凡是具有天然规则的几何形状的固体一定是晶体
D.多晶体一定显示各向异性
解析:选AC.常见金属材
( http: / / www.21cnjy.com )料都是多晶体,A正确.具有天然规则的几何形状的固体一定是晶体,C正确.多晶体和非晶体均显示各向同性,B、D均错误.故选AC.
7.下列说法中,正确的是( )
A.只要是具有各向异性的物体必定是晶体
B.只要是不显示各向异性的物体必定是非晶体或多晶体
C.只要是具有确定的熔点的物体必定是多晶体
D.只要是不具有确定的熔点的物体必定是非晶体或多晶体
解析:选AB.多晶体和非晶体都具有各向
( http: / / www.21cnjy.com )同性,只有单晶体具有各向异性,故A、B正确;晶体一定有确定的熔点,而非晶体无确定的熔点,故C、D错误.
8.在云母薄片和玻璃片上分别涂一层很薄的石蜡,然后用烧热的钢针去接触云母薄片及玻璃片的反面,石蜡熔化,如图所示,那么( )
A.熔化的石蜡呈圆形的是玻璃片
B.熔化的石蜡呈圆形的是云母片
C.实验说明玻璃片有各向同性,可能是非晶体
D.实验说明云母片有各向同性,是晶体
解析:选AC.玻璃是非晶体,具有各向同性,
( http: / / www.21cnjy.com )各个方向的传热能力相同,因此熔化的石蜡呈圆形;云母片是晶体,呈各向异性,不同方向传热能力不同,因此熔化的石蜡呈椭圆形.
9.下列说法中正确的是( )
A.化学成分相同的物质只能生成同一种晶体
B.因为石英是晶体,所以由石英制成的玻璃也是晶体
C.普通玻璃是非晶体
D.一块铁虽然是各向同性的,但它是晶体
解析:选CD.化学成分相同的物质可以生成
( http: / / www.21cnjy.com )多种不同的晶体,如石墨和金刚石,故A错误;石英制成的玻璃是混合物不是晶体,故B错误,C正确;铁为多晶体,表现为各向同性,故D正确.
☆10.在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡
( http: / / www.21cnjy.com ),用烧热的针接触其上一点,蜡熔化的范围如图所示,而甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图所示,则( )
A.甲、乙是非晶体,丙是晶体
B.甲、丙是晶体,乙是非晶体
C.甲、丙是多晶体,乙是晶体
D.甲是多晶体,乙是非晶体,丙是单晶体
解析:选BD.由题图知,甲、乙具有各向同
( http: / / www.21cnjy.com )性,丙具有各向异性;由题图知,甲、丙有固定的熔点,乙没有固定的熔点,所以甲是多晶体,乙是非晶体,丙是单晶体.
三、非选择题
11.下列物质:①塑料;②明矾;
( http: / / www.21cnjy.com )③松香;④玻璃;⑤CuSO4·5H2O;⑥冰糖;⑦糖果;⑧单晶硅;⑨铝块;⑩橡胶.其中________属于晶体;________属于非晶体;其中________属于单晶体;而________属于多晶体.
解析:明矾是KAl(SO4
( http: / / www.21cnjy.com ))2·12H2O,而CuSO4·5H2O是硫酸铜的水合物,又称为蓝矾(胆矾),所以明矾、CuSO4·5H2O、冰糖、单晶硅、铝块是晶体;塑料、松香、玻璃、糖果、橡胶是非晶体;在晶体中明矾、CuSO4·5H2O、单晶硅是单晶体;冰糖、铝块是多晶体.
答案:②⑤⑥⑧⑨ ①③④⑦⑩ ②⑤⑧ ⑥⑨
☆12.在加热条件完全相同的情况下,A、B、C、D四种物质的熔化图象如图所示,由图可知:
(1)这四种物质中,________是非晶体;
(2)这四种物质中,________可能是同种物质;
(3)这四种物质中,________的质量一定比________的质量大.
解析:这道题目的创新之处在于把物态
( http: / / www.21cnjy.com )变化同图象知识结合在一起.由题图可知:A、C、D三种物质都是晶体,因为它们都有固定的熔点,B是非晶体,因为它没有固定的熔点.A、C的熔点相同,都高于D的熔点.由于熔点是物质的特性之一,不同的物质的熔点一般不相同,同种物质的熔点相同,由此可知:A、C可能是同种物质.在加热条件相同的情况下,随着时间的延长,C升温较慢且熔化所需时间较长,由此可知:C的质量大于A的质量.
答案:(1)B (2)A、C (3)C A( http: / / www.21cnjy.com )
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一、单项选择题
1.分子直径和分子的质量都很小,它们的数量级分别为( )
A.d=10-10
m,m=10-26
kg
B.d=10-10
cm,m=10-29
kg
C.d=10-10
m,m=10-29
kg
D.d=10-8
m,m=10-26
kg
答案:A
2.纳米材料具有广泛的应用前景,
( http: / / www.21cnjy.com )在材料科学中纳米技术的应用使材料科学日新月异,在1
nm的长度上可以排列的分子(其直径约为10-10
m)个数最接近的是( )
A.1
B.10
C.100
D.1
000
解析:选B.纳米是长度的单位,1
nm=10-9
m,即1
nm=10×10-10
m,所以排列的个数接近于10个,B项正确.
3.从下列哪一组数据可以算出阿伏加德罗常数( )
A.水的密度和水的摩尔质量
B.水的摩尔质量和水分子的体积
C.水分子的体积和水分子的质量
D.水分子的质量和水的摩尔质量
解析:选D.A项:无论设水的体积、
( http: / / www.21cnjy.com )水的物质的量还是水的质量,都不能将ρ、Mmol与NA联系起来,故无法求出NA.同理可判断B、C两项均不能求出NA.
D项:设取n摩尔水为研究对象,则其质量m=nMmol,水的分子总数N==,故NA==,其中m0为水分子质量.
4.已知阿伏加德罗常数为NA,某物质的摩尔质量为M(kg/mol),该物质的密度为ρ(kg/m3),则下列叙述中正确的是( )
A.1
kg该物质所含的分子个数是ρNA
B.1
kg该物质所含的分子个数是
C.该物质1个分子的质量是
(kg)
D.该物质1个分子占有的空间是
(m3)
解析:选D.1
kg该物质
( http: / / www.21cnjy.com )所含的分子个数是NA/M,所以选项A、B错,则一个分子的质量是M/NA,选项C错,一个分子占有的空间为
,选项D正确.
5.已知水银的摩尔质量为M,密度为ρ,阿伏加德罗常数为NA,则水银分子的直径是( )
A.
B.
C.
D.
解析:选A.水银的摩尔体积V=,水银分子的体积V0==,把水银分子看成球形,据V0=πD3得水银分子直径,直径D==.
6.地球到月球的平均距离为38
( http: / / www.21cnjy.com )4
400
km,如果把铁的分子一个紧挨一个地排列起来,筑成从地球通往月球的“分子大道”,试估算这条大道需要多少个铁分子( )
A.3×1018个
B.3×1019个
C.3×1020个
D.3×1021个
解析:选A.铁分子的直径数量级为:10-10
m,则N=384
400
km/10-10
m=3×1018(个).
7.只要知道下列哪一组物理量,就可以估算出气体分子间的平均距离( )
A.阿伏加德罗常数,该气体的摩尔质量和质量
B.阿伏加德罗常数,该气体的摩尔质量和密度
C.阿伏加德罗常数,该气体的质量和体积
D.该气体的密度、体积和摩尔质量
解析:选B.由摩尔质量M和气体密度算出摩尔体
( http: / / www.21cnjy.com )积Vmol=,由摩尔体积和阿伏加德罗常数可算出每个气体分子所占体积V0=,也可看做气体分子的平均活动空间,把这些空间看成一个个小立方体,其边长可认为是分子间平均距离.
二、双项选择题
8.关于分子,下列说法中正确的是( )
A.分子看做小球是对分子的简化模型,实际上分子的形状并不真的都是小球
B.所有分子的直径都相同
C.不同分子的直径一般不同,但数量级基本一致
D.分子直径多数为10-10
m
解析:选AC.10-10
m是分子直径的数量级,而不是所有分子的直径是10-10
m.
9.(2014·成都七中高二月考)已
( http: / / www.21cnjy.com )知某气体的摩尔体积为22.4
L/mol,摩尔质量为18
g/mol,阿伏加德罗常数为6.02×1023
mol-1,由以上数据可以估算出这种气体( )
A.每个分子的质量
B.每个分子的体积
C.每个分子占据的空间
D.分子的直径
解析:选AC.实际上气体
( http: / / www.21cnjy.com )分子之间的距离远比分子本身的线度大得多,即气体分子之间有很大空隙,故不能根据V′=计算分子体积,也不能计算分子的直径,这样算得的应是该气体每个分子所占据的空间,故C正确,B、D错误;每个分子的质量显然可由m′=估算,A正确.
10.关于分子的质量,下列说法中正确的是( )
A.质量相同的任何物质,其分子质量一定相同
B.摩尔数相同的物质,分子的质量一定相同
C.分子的质量之比一定等于它们的摩尔质量之比
D.密度大的物质,分子的质量不一定大
解析:选CD.由于1摩尔任何物质的微粒数都相同,分子的质量之比就等于它们的摩尔质量之比,分子的质量与分子的体积和密度有关,故答案选C、D.
三、非选择题
☆11.铜的摩尔质量为6.35×10-2
kg/mol,密度为8.9×103
kg/m3,求:
(1)铜原子的质量和体积;
(2)1
m3铜所含的原子数;
(3)估算铜原子的直径.
解析:由宏观量通过阿伏加德罗常数做桥梁,便可求出微观量.
(1)铜原子的质量m==
kg
=1.05×10-25
kg,
铜原子的体积V0==
=
m3
=1.19×10-29
m3.
(2)1
m3铜的物质的量
n==
mol=1.4×105
mol.
1
m3铜中含铜原子数
n′=nNA=1.4×105×6.02×1023个=8.4×1028个.
(3)把铜原子看成球体,设直径为D,由
V0=πD3得
D=
=
m=2.8×10-10
m.
答案:(1)1.05×10-25
kg 1.19×10-29
m3
(2)8.4×1028个 (3)2.8×10-10
m
12.一间教室长a=8
( http: / / www.21cnjy.com )m,宽b=7
m,高c=4
m,假设教室里的空气处于标准状况.为了估算出教室里空气分子的数目,有两位同学各自提出了一个方案:
方案1 取分子直径D=1×10-10
m,算出分子体积V1=πD3,根据教室内空气的体积V=abc,算得空气分子数为:N==.
方案2 根据化学知识,1
mol空气
( http: / / www.21cnjy.com )在标准状况下的体积V0=22.4
L=22.4×10-3
m3.由教室内空气的体积,可算出教室内空气的摩尔数n==;再根据阿伏加德罗常数,算得空气分子数为:N=nNA=NA.
请对这两种方案做一评价,并估算出你们教室里空气分子的数目.
解析:方案1 把教室里的空气分子看成是
( http: / / www.21cnjy.com )一个个紧挨在一起的,没有考虑空气分子之间的空隙,不符合实际情况.通常情况下气体分子间距的数量级为10-9
m,因此分子本身体积只是气体所占空间的极小一部分,常常可以忽略不计.故方案1不正确.
方案2 n==,解得n=100
mol,代入N=nNA,得N=6.02×1025个.方案2的计算符合实际情况,故方案2正确.
答案:6.02×1025个( http: / / www.21cnjy.com )
1.(双选)下列说法正确的是( )
A.在10
℃时,一个氧气分子的分子动能为Ek,当温度升高到20
℃时,这个分子的分子动能为Ek′,则Ek′<Ek
B.在10
℃时,每一个氧气分子的温度都是10
℃
C.在10
℃时,氧气分子平均速率为v1,氢气分子平均速率为v2,则v1<v2
D.在任何温度下,各种气体分子的平均速度都为零
解析:选CD.单个分子的
( http: / / www.21cnjy.com )动能、速率是随时变化的,因而是没有意义的,温度是大量分子做热运动时分子平均动能的标志,对单个分子也是没有意义的.氧气与氢气温度相同,分子平均动能相等:Ek1=Ek2,又因m1>m2,则v1<v2,C选项正确.速度是矢量,大量气体分子向各个方向运动的机会均等,所有分子的速度矢量和为零,故任何温度下,气体分子的平均速度都为零,故D选项正确.
2.(双选)有两个分子,它们之
( http: / / www.21cnjy.com )间的距离大于10r0,其中一个分子以一定的初动能向另一个分子趋近,在两个分子间的距离逐渐减小的过程中,下列说法正确的是( )
A.r>r0时,分子势能不断减小,分子动能不断增大
B.r=r0时,分子势能为零,分子动能最大
C.r<r0时,分子势能增大,分子动能减小
D.r具有最小值时,分子动能最小,分子温度最低
解析:选AC.在r>r0这区间
( http: / / www.21cnjy.com )内,分子力表现为引力,做正功,分子势能减小,动能增大.当r=r0时,分子势能最小,但不为零,动能最大,A正确、B错误.在r<r0时,分子力为斥力,距离减小.分子力做负功,分子势能增大,动能减小,C项也正确.对单个分子,温度是没有意义的,故D项错误.
3.(单选)在一定温度下,某种理想气体的速率分布应该是( )
A.每个分子速率都相等
B.每个分子速率一般都不相等,速率很大和速率很小的分子数目都很少
C.每个分子速率一般都不相等,但在不同速率范围内,分子数的分布是均匀的
D.每个分子速率一般都不相等,速率很大和速率很小的分子数目很多
解析:选B.由麦克斯韦气体分子速率分布规律知,气体分子速率大部分集中在某个数值附近,速率很大的和速率很小的分子数目都很少,所以B正确.
4.(双选)把一个物体竖直下抛,下列哪种情况是在下落的过程中发生的(不考虑空气阻力)( )
A.物体的动能增加,分子的平均动能也增加
B.物体的重力势能减少,分子势能却增加
C.物体的机械能保持不变
D.物体的内能保持不变
解析:选CD.物体下落的过程,不考
( http: / / www.21cnjy.com )虑空气阻力,只有系统内的重力做功,机械能不变;物体下落过程中,物体的温度和体积也没有发生变化,所以分子热运动的平均动能和分子势能都保持不变,因此,选项A和B是错误的.
5.(单选)(2014·枣庄高二检测)关于物体的内能,下列叙述中正确的是( )
A.温度高的物体比温度低的物体内能大
B.物体体积增大时,内能也增大
C.内能相同的物体,它们的分子平均动能一定相同
D.内能不相同的物体,它们的分子平均动能可能相同
解析:选D.温度高的物体与温度低的物体相
( http: / / www.21cnjy.com )比较,温度低的物体分子平均动能小,但所有分子的热运动动能和分子势能的总和不一定小,即物体的内能不一定小,选项A错误.物体的体积增大时,分子间的距离增大,分子势能发生变化,但不能确定分子势能是增大还是减小;即使分子势能增大,而分子的平均动能不能确定是否变化,也不能说明内能增大,选项B错误.内能相同的物体只是指物体内所有分子的动能和分子势能的总和相同,而它们的分子平均动能却不一定相同,因而选项C错误.内能不同的物体,它们的温度却可能相同,即它们的分子平均动能可能相同,选项D正确.故选D.( http: / / www.21cnjy.com )
1.(单选)下列事实中,能说明分子间有间隙的是( )
A.用瓶子装满一瓶砂糖,反复抖动后总体积减小
B.手捏面包,体积减小
C.水很容易渗入沙土层中
D.水和酒精混合后的总体积小于二者原来的体积之和
解析:选D.反复抖动砂糖、手捏面包使总体积减小和水易渗入沙土层中只能说明宏观物体间有空隙,不能说明微观分子间有间隙,故选D.
2.(单选)分子间的相互作用力由引力F引和斥力F斥两部分组成,则下列说法正确的是( )
A.F引和F斥是同时存在的
B.F引总是大于F斥,其合力总表现为引力
C.分子之间的距离越小,F引越小,F斥越大
D.分子之间的距离越小,F引越大,F斥越小
解析:选A.分子间的引力和斥力是同时存
( http: / / www.21cnjy.com )在的,它们的大小随分子间距离的增大而减小,随分子间距离的减小而增大,但斥力随分子间距离的变化而变化得更快一些.当rr0时,合力表现为引力,分子力的大小随分子间距离的增大表现为先增大后减小.
3.(单选)当两个分子间的距离为r0时,正好处于平衡状态,下列关于分子间作用力与分子间距离的关系的说法正确的是( )
A.当分子间的距离rB.当分子间的距离r=r0时,分子处于平衡状态,不受力
C.当分子间的距离从0.5r0增大到10r0的过程中,分子间的引力和斥力都在减小,且斥力比引力减小得快
D.当分子间的距离从0.5r0增大到10r0的过程中,分子间相互作用力的合力在逐渐减小
解析:选C.分子间相互作用的引力和斥力是同
( http: / / www.21cnjy.com )时存在的,当r=r0时,F引=F斥,每个分子所受的合力为零,并非不受力;当rF引,合力为斥力,并非只受斥力,故A、B错误.当分子间的距离从0.5r0增大到10r0的过程中,分子间的引力和斥力都减小,而且斥力比引力减小得快,分子间作用力的合力先减小到零,之后再增大,最后再减小到零,故C正确,D错误.
4.(双选)下列说法正确的是( )
A.水的体积很难被压缩,这是分子间存在斥力的宏观表现
B.气体总是很容易充满容器,这是分子间存在斥力的宏观表现
C.两个相同的半球壳吻合接触,中间抽成真空(马德堡半球),用力很难拉开,这是分子间存在引力的宏观表现
D.用力拉铁棒的两端,铁棒没有断,这是分子间存在引力的宏观表现
解析:选AD.液体体积很难被压缩,说明分子间
( http: / / www.21cnjy.com )存在斥力,固体很难被拉断,说明分子间存在引力,故选项A、D正确.气体容易充满容器是分子热运动的结果,抽成真空的马德堡半球很难分开是大气压强作用的结果,故选项B、C错误.
5.如图所示,把一块洁净的玻璃板吊在橡
( http: / / www.21cnjy.com )皮筋的下端,使玻璃板水平地接触水面,如果你想使玻璃板离开水面,必须用比玻璃板重力______的拉力向上拉橡皮筋,原因是水分子和玻璃的分子间存在______作用.
解析:由于玻璃板除受竖直向下的重力外还受向下的水分子和玻璃分子间的分子引力,故向上的拉力应大于重力.
答案:大 分子引力( http: / / www.21cnjy.com )
(温馨提示:凡题号前标有☆的为稍难题目)
一、单项选择题
1.当前,世界上日益严重的环境问题主要源于( )
A.温室效应
B.厄尔尼诺现象
C.人类对环境的污染和破坏
D.火山喷发和地震
答案:C
2.作为新型燃料,从环保角度来看,氢气具有的突出特点是( )
A.在自然界里存在氢气
B.氢气轻,便于携带
C.燃烧氢气污染小
D.氢气燃烧发热量高
解析:选C.氢气燃烧生成水,所以对环境污染小.
3.煤、石油、天然气和生物资源能量的形成和转换利用的基本过程是( )
A.太阳辐射能
化学能
热能
B.太阳辐射能
机械能
电能
C.生物能电能
化学能
热能
D.太阳辐射能
机械能
化学能
解析:选A.煤、石油、天然气是几亿年前的生物吸收太阳能转化为化学能,生物资源是现在的生物吸收太阳能转化为化学能,最终都转化为热能,故选A.
4.能源利用的过程实质上是( )
A.能量的消失过程
B.能量的创造过程
C.能量的转化和转移过程
D.能量的转化、传递并且逐渐消失的过程
解析:选C.能源利用的过程是做功或热传递的过程,前者是能量的转化,后者则是能量的转移.
5.下列新能源中,不属于清洁能源的是( )
A.风能
B.太阳能
C.核能
D.潮汐能
解析:选C.风能、太阳能、潮汐能对环境不造成污染,是清洁能源.而核能如果没有防护措施会对环境造成一定的污染,所以必须有防护措施.
6.为了保护环境,控制和消除大气污染
( http: / / www.21cnjy.com ),在普及煤气和天然气使用的同时,更要注意安全.门窗紧闭的厨房一旦发生煤气大量泄漏极易引发爆炸,当你从室外进入厨房嗅到煤气味时,下列操作中你认为最安全的是( )
A.立即开启抽油烟机排出煤气,关闭煤气源
B.立即打开门和窗,关闭煤气源
C.立即打开电灯,寻找泄漏处
D.打电话报警
解析:选B.煤气为燃料,属易燃易爆品,如
( http: / / www.21cnjy.com )果浓度较大,遇明火或火花可能发生爆炸,打开电灯时,开关极易产生火花,引爆煤气.对燃料的泄漏处置,应考虑到易燃易爆这一性质.
7.在研究性学习的过程中,同学们提出了以下四个活动方案,哪些从理论上讲是可行的( )
A.改进热机的生产工艺,总有一天热机的效率可达到100%
B.发明一种制冷设备,使温度降至绝对零度以下
C.汽车尾气中各类有害气体排入大气后严重污染了空气,想办法使它们自发地分离,既清洁了空气,又变废为宝
D.房屋顶盖上的太阳能板,可直接用太阳能来解决照明和热水问题
解析:选D.热机的效率不可能达到100%,
( http: / / www.21cnjy.com )A错;绝对零度不可能达到,B错;汽车尾气中的有害气体不会与空气自动分离,C错;太阳能可以发电和进行加热,D正确.
二、双项选择题
8.为了减缓大气中的CO2浓度的增加,可以采取的措施有( )
A.禁止使用煤、石油和天然气
B.开发利用核能、太阳能
C.将汽车燃料由汽油改为液化石油气
D.植树造林
解析:选BD.能源与环境保护是相互制约的,要尽量节约常规能源的使用,大力开发新能源.
9.下列关于能量降退的说法,正确的是( )
A.能量降退使能的总量减少,违背了能量守恒定律
B.能量降退是指降退在环境中的内能再也不能被人类利用
C.各种形式的能量向内能的转化,是不能够自动全额发生的
D.能量降退导致能量品质的降低
解析:选BD.能量降退是
( http: / / www.21cnjy.com )指能量在转化的过程中有一部分以内能的形式被周围环境吸收,遵守能量守恒定律,但使得能量品质降低,故A错,D对;降退的内能无法再被利用,B项对;其他形式的能在一定条件下可以全部转化为内能,但相反过程却不能够全额进行,C项错;故B、D正确.
10.下列关于能源的说法中正确的是( )
A.能源是取之不尽,用之不竭的
B.能源是有限的,特别是常规能源,如煤、石油、天然气等
C.大量消耗常规能源会使环境恶化,故提倡开发利用新能源
D.核能的利用对环境的影响比燃烧石油、煤炭大
解析:选BC.尽管能量守
( http: / / www.21cnjy.com )恒,但耗散能量无法重新收集利用,所以能源是有限的,特别是常规能源,A错误,B正确;常规能源的利用比新能源核能的利用对环境影响大,C正确,D错误.故选BC.
三、非选择题
11.随着人类消耗能量的迅速增加,如何有效
( http: / / www.21cnjy.com )地提高能量利用率是人类所面临的一项重要任务.如图是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案,与站台连接的轨道有一个小的坡度,请你从提高能量利用效率的角度,分析这种设计的优点.
解析:列车进站时,利用上坡把列
( http: / / www.21cnjy.com )车的部分动能转化为重力势能,减小因为刹车而损耗的机械能.列车出站时,利用下坡把列车储存的重力势能又转化为动能,起到节能的作用.
答案:见解析
☆12.下面是晓阳在题为《能源利用和节约能源》的研究性学习中收集到的有关太阳能的资料:
太阳能是人类最基本的能源,它无污染、无
( http: / / www.21cnjy.com )费用,这种能源的使用期和太阳本身寿命一样长,当太阳光照射地面时,在1
m2地面上1
s内平均得到的太阳辐射能约为1.0×103
J.太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置,目前已经逐渐地出现在我们的生活中.
晓阳在网上下载了某型号太阳能热水器的宣传广告:
(1)晓阳家每天大约需要100
kg热水,用这种热水器将这些水从25
℃加热到45
℃需要多长时间?
(2)与效率为80%的电热水器相比,晓阳家每天节约多少电能?
解析:(1)设t为光照时间,k=1.0×103
J/(s·m2),
Q吸=cm(T-T0)=4.2×103×100×20
J=8.4×106
J,
太阳能热水器传给水的热量Q放=kStη,
因为Q吸=Q放,所以
t==
s=1.4×104
s≈3.9
h.
(2)由Q电=Q吸=ηE电,得E电==
J=1.05×107
J≈2.9
kW·h.
答案:(1)3.9
h (2)2.9
kW·h
容积(V) 100
L
集热管的采光面积(S)
1.5
m2
效率(η)
40%
使用年限(z)
15年( http: / / www.21cnjy.com )
(温馨提示:凡题号前标有☆的为稍难题目)
一、单项选择题
1.以下说法中正确的是( )
A.液晶是晶体
B.液晶是液体
C.液晶是固体
D.液晶既不是固体也不是液体
答案:D
2.下列现象中,不是表面张力起了作用的是( )
A.小缝衣针漂浮在水面上
B.小木船漂浮在水面上
C.荷叶上的小水珠呈球形
D.慢慢向小酒杯中注水,即使水面稍高出杯口,水仍不会流出来
解析:选B.小缝衣针漂浮在水面上,针并没有
( http: / / www.21cnjy.com )浸入液体中,只受到水表面的作用力,故是表面张力现象,A正确.小船漂浮在水面上,受到的是水的浮力,B错.表面张力的作用效果可以使液面收缩,C、D正确.
3.处于液体表面层中的分子比液体内部的分子有( )
A.较小的势能
B.较大的势能
C.相同的势能
D.较大的动能
解析:选B.液体表面层的分子间距相比液体内部分子间距离大些,结合分子动理论知识可分析B项正确.
4.下列有关液晶的一些性质的说法中,不正确的是( )
A.液晶分子的排列是稳定的
B.液晶的光学性质随温度而改变
C.液晶的光学性质随所加电场的变化而变化
D.液晶的光学性质随所加压力的变化而变化
解析:选A.液晶分子既有排列的有序性,又可以自由移动,故A错,B、C、D均正确.
5.液体表面具有收缩趋势的原因是( )
A.液体可以流动
B.液体表面层分子间距离小于液体内部分子间距离
C.与液面接触的容器壁的分子对液体表面分子有吸引力
D.液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离
解析:选D.由于液体表面层里分子间的距离大
( http: / / www.21cnjy.com )于液体内部分子间的距离,所以表面层里分子间的相互作用力表现为引力;这种引力使液体表面层的相邻部分之间有相互吸引的力(即表面张力).表面张力使液体表面具有收缩的趋势.选项D正确.
6.做这样的实验:如图所示,先把一个棉线圈拴
( http: / / www.21cnjy.com )在铁丝环上,再把环在肥皂水里浸一下,使环上布满肥皂水的薄膜.如果用热针刺破棉线圈里那部分薄膜,则棉线圈将成为( )
A.椭圆形
B.长方形
C.圆形
D.任意形状
解析:选C.由于表面张力的作用,当刺破棉线圈里的薄膜时,棉线圈外的薄膜就会收缩,使棉线圈张紧成圆形.
7.在天平的左盘挂一根铁丝框,右盘放一砝码,且铁丝框浸于液体中,此时天平平衡,如图所示,现将左端液体下移使铁丝框刚刚露出液面,则( )
A.天平仍然平衡
B.由于铁丝框离开水面沾上液体,重量增加而使天平平衡被破坏,左端下降
C.由于铁丝框刚离开液面,和液面间生成一液膜,此液膜的表面张力使天平左端下降
D.以上说法都不对
解析:选C.由于铁丝框刚好离开液面,和液面间生成一液膜,此液膜的表面张力使铁丝框受到向下的作用力,所以天平左端下降.
二、双项选择题
8.关于液体和固体,以下说法正确的是( )
A.液体分子同固体分子一样,也是密集在一起的
B.液体分子间的相互作用比固体分子间的相互作用强
C.液体分子的热运动没有长期固定的平衡位置
D.液体的扩散比固体的扩散慢
解析:选AC.液体分子同固体分子一样也是密集
( http: / / www.21cnjy.com )在一起的,但分子间作用力要比固体小,故A正确,B错误;液体分子不会在一个平衡位置附近振动,所以分子在液体内部移动比在固体中容易得多,液体的扩散比固体要快.故C正确,D错误.
9.人类对物质属性的认识是宏观到微观不断深入的过程,以下说法正确的是( )
A.液晶的分子势能与体积有关
B.晶体的物理性质都是各向异性的
C.温度升高,每个分子的动能都增大
D.露珠呈球状是由于液体表面张力的作用
解析:选AD.液晶是一类处于液态和固态之间
( http: / / www.21cnjy.com )的特殊物质,其分子间的作用力较强,在体积发生变化时需要考虑分子间力的作用,分子势能和体积有关,A正确.晶体分为单晶体和多晶体,单晶体物理性质表现为各向异性,多晶体物理性质表现为各向同性,B错误.温度升高时,分子的平均动能增大但不是每一个分子动能都增大,C错.露珠由于受到表面张力的作用表面积有收缩到最小的趋势即呈球形,D正确.
10.下列有关液晶的说法中正确的是( )
A.液晶具有流动性
B.液晶具有各向同性
C.液晶的光学性质随所加压力的变化而变化
D.液晶就是液态的晶体
解析:选AC.液晶是介于固态和液态之间的中间态,具有和液体、晶体相似的性质,但液晶不是液态的晶体.
11.关于液晶的结构和性质,下列说法正确的是( )
A.液晶分子空间排列是稳定的
B.长丝状液晶是分层呈旋转结构排列的,常用于液晶显示屏
C.螺旋状液晶是分层呈旋转结构排列的,可以用来测温度
D.液晶的化学性质可以随温度、所加电压的变化而变化
解析:选CD.液晶分子的排列是不稳定的,外
( http: / / www.21cnjy.com )界条件(如温度、电压)的微小变化都会改变其性质,故A错误,D正确;只有螺旋状液晶是分层呈旋转结构排列的,且可以测量温度,长丝状液晶是长棒形排列的,故B错误,C正确.
☆12.关于表面张力,下列说法中正确的是( )
A.表面张力产生在液体的表面层,它的方向跟液面垂直
B.表面张力产生在液体的表面层,它的方向跟液面平行
C.作用在任何一部分液面上的表面张力,总是跟这部分液面的分界线垂直
D.表面张力就是表面层分子间的斥力
解析:选BC.表面张力产生在液体的表面层,是引力,如果在液体表面任意画一条线,表面张力和这条线垂直.
三、非选择题
13.如图所示,在培养皿内注入
( http: / / www.21cnjy.com )清水.让两根细木杆相互平行地浮在水面上,然后在细木杆之间轻轻地滴入几滴酒精,细木杆会“自动”散开.请你解释这一现象.
解析:漂浮在水面上的细木杆,原来两边受到大
( http: / / www.21cnjy.com )小相等、方向相反的表面张力作用而处于平衡状态,滴入酒精后,细木杆之间液体的表面张力减小,使得内侧的表面张力比外侧的表面张力小,细木杆就被“拉”开了.
答案:见解析