【二轮必做】2011届高考物理二轮总复习-专题过关检测-专题：分子动理论能量守恒气体(全部含详细答案解析).doc

2011高考物理二轮总复习专题过关检测 分子动理论 能量守恒 气体
(时间:90分钟　满分:100分)
第Ⅰ卷　选择题
一、选择题(本题包括10小题,共40分.每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,错选或不选的得0分)
1.(2010四川绵阳高三第二次诊断考试，14)氧气钢瓶充气后压强高于外界大气压.假设氧焊时，氧气从管口缓慢流出时，瓶内外温度始终相等且保持不变，氧气分子之间的相互作用不计.则在氧焊过程中瓶内氧气(　　)
A.分子总数减少，内能不变
B.密度减小，分子平均动能增大
C.吸收热量，对外做功
D.单位时间内分子对氧气瓶单位面积的碰撞次数增加
解析:由于瓶内外温度始终相等，瓶内外氧气分子平均动能相等，但瓶内氧气分子数逐渐减少，所以瓶内氧气内能减少，选项A、B错误；由于瓶内气体缓慢流出过程中氧气体积增大，氧气对外做功，而作为理想气体，温度不变则内能不变，根据热力学第一定律可知:氧气需要吸收热量，选项C正确；由于瓶内氧气分子数量减少，所以选项D错误.
答案:C
2.一定质量0 ℃的冰熔化成0 ℃的水时，其分子动能Ek和分子势能Ep的变化情况是(　　)
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:一定质量0℃的冰熔化成0℃的水，温度不变，分子的平均动能不变，则Ek不变；熔化过程中需要吸热，且冰熔化为水时，体积减小，外界对系统做正功，故系统内能增加，则Ep增大.
答案:C
3.(2010湖北部分重点中学高三二联，18)下列说法正确的是(　　)
A.物体放出热量，温度不一定降低
B.物体内能增加，温度一定升高
C.热量能自发地从低温物体传给高温物体
D.热量能自发地从高温物体传给低温物体
解析:由热力学第一定律可知:物体内能的变化与热传递和做功情况有关，所以物体放出热量，其内能不一定降低，温度也不一定降低，A项正确；温度是物体平均分子动能的标志，而物体的内能包括分子动能与分子势能，内能增加时，因为分子势能变化情况未知，故温度不一定升高，B项错；热量能够自发地由高温物体向低温物体传递，D项正确.
答案:AD
4.对一定质量的气体，下列说法正确的是(　　)
A.在体积缓慢地不断增大的过程中，气体一定对外界做功
B.在压强不断增大的过程中，外界对气体一定做功
C.在体积不断被压缩的过程中，内能一定增加
D.在与外界没有发生热量交换的过程中，内能一定不变
解析:当体积增大时，气体一定对外做功，A正确；而气体压强增大，但体积不一定会减小，所以外界不一定对气体做功，B错；当气体体积不断被压缩时，外界对气体做功，因气体与外界之间能量交换不确定，所以气体的内能不一定增加，C错；若气体与外界没有热量交换时，气体对外做功或外界对气体做功，都可以使气体的内能发生变化，D错.答案为A.
答案:A
5.如图8-1所示，绝热的容器内密闭一定质量的气体(不考虑分子间的作用力)，用电阻丝缓慢对其加热时，绝热活塞无摩擦地上升，下列说法正确的是(　　)

图8-1
A.单位时间内气体分子对活塞碰撞的次数减少
B.电流对气体做功，气体对外做功，气体内能可能减少
C.电流对气体做功，气体又对外做功，其内能可能不变
D.电流对气体做功一定大于气体对外做功
解析:该过程是等压膨胀，由压强不变、体积变大，可知气体的温度升高，分子平均动能增大，所以单位时间内气体对活塞碰撞的次数减少在电阻丝加热过程中，电流对气体做功，气体又对外做功，但由于温度升高、内能变大，根据能量守恒，电流对气体做功一定大于气体对外做功，故Ａ、Ｄ正确.
答案:AD
6.如图8-2所示，绝热气缸直立于地面上，光滑绝热活塞封闭一定质量的气体并静止在A位置，气体分子间的作用力忽略不计.现将一个物体轻轻放在活塞上，活塞最终静止在B位置(图中未画出)，则活塞(　　)

图8-2
A.在B位置时气体的温度与在A位置时气体的温度相同
B.在B位置时气体的压强比在A位置时气体的压强大
C.在B位置时气体单位体积内的分子数比在A位置时气体单位体积内的分子数少
D.在B位置时气体的平均速率比在A位置时气体的平均速率大
解析:物体放上活塞后，气体被压缩，单位体积内分子数增多，外界对气体做功，由于是绝缘气缸，据热力学第一定律，气体内能增加，温度升高，气体分子平均动能增大，平均速率也增大.又据理想气体状态方程由于T2＞T1，V2＜V1，所以p2＞p1，所以B、D正确.
答案:BD
7.对于一定量的气体，下列四个论述中正确的是(　　)
A.当分子热运动变剧烈时，压强必变大
B.当分子热运动变剧烈时，压强可以不变
C.当分子间的平均距离变大时，压强必变小
D.当分子间的平均距离变大时，压强必变大
解析:由pV/T=C(恒量)可知:当分子热运动变剧烈(即温度升高)时，气体压强可以不变，选项A错误，选项B正确；当分子间平均距离变大(即体积增大)时，气体压强可变大、可变小、可不变，故选项C、D错误.
答案:B
8.如图8-3所示，长方体绝热容器被一质量为m的导热活塞分隔成容积相等的A、B两个气室，活塞与器壁无摩擦紧密接触，现用销钉固定，分别向A和B中充入等质量的氦气和氧气，经一段时间后，拔出销钉，在一段很短的时间内，设A中气体内能变化大小为ΔEA,B中气体内能变化大小为ΔEB,则(　　)

图8-3
A.活塞向B移动 B.ΔEA=ΔEB C.ΔEA＞ΔEB D.ΔEA＜ΔEB
解析:由于A、B两个气室容积相等，所以向A和B中充入等质量的氦气和氧气经一段时间后，两部分气体温度相同，但A中气体压强大，所以拔出销钉后活塞向B移动，A项正确；拔出销钉，在一段很短的时间内A气体对活塞的作用力大于B气体对活塞的作用力，所以A对活塞做功W1大于活塞对B做功W2，而短时间内两部分气体可以认为没有通过活塞进行热交换，所以根据热力学第一定律可以确定A中气体内能变化大小ΔEA大于B中气体内能变化大小ΔEB,C正确.
答案:AC
9.下面的表格是某地区1～7月份气温与气压的对照表.
月份
1
2
3
4
5
6
7
平均最高气温(℃)
5.1
12
17
21.6
26.7
29.5
32.3
平均大气压(×105 Pa)
1.021
1.02
1.016
1.008
1.003
0.998
0.996
7月份与1月份相比较，正确的是(　　)
A.空气分子无规则热运动的情况几乎不变
B.空气分子无规则热运动增强了
C.单位时间内空气分子对地面的撞击次数增多了
D.单位时间内空气分子对单位面积地面撞击次数减少了
解析:从表中所给数据来看，7月份比1月份的温度高，压强低.温度升高，说明分子的热运动加剧，分子的平均动能变大，分子对地面的平均作用力也变大，B选项正确.从微观角度看，气体的压强与单位体积内的分子数和气体的热力学温度成正比，压强减小了，同时温度升高了，说明气体的分子密度一定减小，单位时间内空气分子对单位面积地面撞击次数减少了，C错误，D正确.
答案:BD
10.(2010江苏百校分析考试)分子都在做无规则的运动，但大量分子的速率分布却有一定的规律性，如图8-4所示.下列说法正确的是(　　)

图8-4
A.在一定温度下，大多数分子的速率都接近某个数值，其余少数分子的速率都小于该数值
B.高温状态下每个分子的速率大于低温状态下所有分子的速率
C.高温状态下分子速率大小的分布范围相对较大
D.高温状态下最多数分子对应的速率大于低温状态下最多数分子对应的速率
解析:由图可知，在一定温度下大多数分子的速率接近某个数值.其余少数分子的速率有的大于有的小于该值，故A错.同样可看出B错.
答案:CD
二、填空实验题(共6分×2=12分)
11.下列关于分子运动和热现象的说法正确的是________.
A.气体如果失去了容器的约束就会散开，这是由于气体分子之间存在势能的缘故
B.一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，其分子之间的势能增加
C.对于一定量的气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热
D.如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能增大，因此压强必然增大
E.一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和
F.如果气体温度升高，那么所有分子的速率都增加
解析:气体分子失去容器后就会散开是由于气体分子无规则热运动造成的，A选项错误；D选项错误，原因是没考虑气体的体积对压强的影响，所以压强不一定增大；气温升高，气体分子平均动能和平均速率增大，但不是每个气体分子速率都增大，F选项错误.
答案:BCE
12.(2010湖北部分重点中学高三二联，22(1))某学生在用“油膜法估测分子大小”的实验中，计算结果明显偏大，可能是由于_________.
A.油酸未完全散开
B.油酸中含有大量酒精
C.计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
D.求每滴体积时，1 mL的溶液的滴数误多记了10滴
解析: (1)用油膜法估测分子直径，是利用油酸的体积与形成的单分子油膜的面积的比值估算分子直径的，分子直径值明显偏大可能的原因有二:一是油酸体积测量值偏大；二是油膜面积测量值偏小.油酸未完全散开和舍去不足一格的方格均会造成油膜面积测量值偏小的结果，故AC两项正确；油酸中酒精更易溶于水，故不会产生影响，B项错；而D项计算每滴溶液中所含油酸的体积偏小，会使分子直径估算值偏小，D项错.
答案:AC
三、计算题(共4小题，48分.解答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.有数值计算的题目,答案中必须明确写出数值和单位)
13.(12分)将1 cm3的油酸溶于酒精,制成500 cm3的酒精油酸溶液,已知1滴该溶液的体积是现取1滴该溶液滴在水面上,随着酒精溶于水,油酸在水面上形成单分子油膜层,油膜面积为0.4 m2,由此估算分子直径.
解析:每滴酒精油酸溶液中含有的油酸体积
估算出的分子直径
答案:1.3×10－10 m
14.(12分)在地球表面上横截面积为3×10－2 m2的圆筒内装0.6 kg的水,太阳光垂直照射了2 min,水温升高了1 ℃.设大气顶层的太阳能只有45%到达地面,试估算出太阳的全部辐射功率.(设太阳与地球表面之间的平均距离为1.5×1011 m)
解析:圆筒内水吸收内能ΔE=cmΔt=4.2×103×0.6×1 J=2.52×103 J
太阳辐射球面的面积S=4πR2=4×3.14×(1.5×1011)2 m2=2.826×1023 m2
太阳辐射的总能量为
太阳的全部辐射功率为
答案:4.4×1026 W
15.(12分)在做“用油膜法估测分子大小”的实验中,所用油酸酒精溶液的浓度为每104 mL溶液中有纯油酸6 mL.用注射器测得1 mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里.待水面稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用笔在玻璃板上描出油酸的轮廓,再把玻璃板放在坐标纸上,其形状和尺寸如图8-5所示,坐标中正方形方格的边长为1 cm.试求:

图8-5
(1)油酸膜的面积是多少平方厘米?
(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积.
(3)按以上实验数据估测出油酸分子的直径
解析:(1)由题图中形状,用补偿法近似处理(大于半格算一格,小于半格舍去),可知油膜实际占小方格99个,那么油膜面积S=99 cm2.
(2)由1 mL溶液中有75滴，1滴溶液的体积为又每104 mL溶液中有纯油酸6 mL，溶液中纯油酸的体积为
(3)油酸分子直径
答案: (1)99 cm2　(2)8×10－6 mL (3)8.1×10－10 m
16.(12分)已知水的密度为ρ=1.0×103 kg/m3，水的摩尔质量M=1.8×10－2 kg·mol－1，1 g水中含有多少个水分子?水分子的直径约为多少？
解析:1 g水中含有水分子的个数为(个)
水的摩尔体积为设水分子是一个挨一个紧密排列的，则一个水分子的体积将水分子视为球形，则所以于是有
答案:3.3×1022个　3.9×10－10 m