金牌学案课时作业(三十)分子动理论热力学定律与能量守恒

课时作业(三十)分子动理论热力学定律与能量守恒1．关于分子热运动和布朗运动，下列说法正确的是()A．布朗运动是指在显微镜中看到的液体分子的无规则运动B．布朗运动反映了液体分子在永不停息地做无规则运动C．悬浮微粒越大，同一时刻与它碰撞的液体分子越多，布朗运动越显著D．当物体温度达到0℃时，物体分子的热运动就会停止2．下列说法正确的是()A．做功和热传递在改变物体内能上是等效的B．布朗运动就是液体分子的热运动C．分子间的引力和斥力是不能同时存在的，有引力就不会有斥力D．一定质量的理想气体的内能只与温度有关，温度越高，内能越大3．关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是()A．布朗运动就是液体分子或者气体分子的热运动B．第二类永动机不可能制造成功的原因是能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化成另一种形式C．用活塞压缩气缸里的气体，对气体做了2.0×105J的功，若气体向外界放出1.5×105J的热量，则气体内能增加了0.5×105JD．利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能是可能的4．给旱区送水的消防车停于水平地面，在缓慢放水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体()A．从外界吸热B．对外界做负功C．分子平均动能减小D．内能增加5．(2011·广东卷)如图为某种椅子与其升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中()A．外界对气体做功，气体内能增大B．外界对气体做功，气体内能减小C．气体对外界做功，气体内能增大D．气体对外界做功，气体内能减小6．(2011·四川卷)气体能够充满密闭容器，说明气体分子除相互碰撞的短暂时间外()A．气体分子可以做布朗运动B．气体分子的动能都一样大C．相互作用力十分微弱，气体分子可以自由运动D．相互作用力十分微弱，气体分子间的距离都一样大7．轨道车运行时，车与轨道摩擦使轨道温度升高．下列说法正确的是()A．温度升高，但轨道的内能不增加B．温度升高，但轨道不会产生热辐射C．摩擦生热与摩擦生电一样，都涉及能量转化D．轨道对车的摩擦力方向与车的运动方向无关8．根据你学的热学中的有关知识，判断下列说法中正确的是()A．机械能可以全部转化为内能，内能也可以全部用来做功以转化成机械能B．凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量只能从高温物体传递给低温物体，而不能从低温物体传递给高温物体C．尽管技术不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机却可以使温度降到－293℃D．第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，随着科技的进步和发展，第二类永动机可以制造出来9．(1)首先在显微镜下研究悬浮在液体中的小颗粒总在不停地运动的科学家是英国植物学家________，他进行了下面的探究：①把有生命的植物花粉悬浮在水中，观察到了花粉在不停地做无规则运动；②把保存了上百年的植物标本微粒悬浮在水中，观察到了微粒在不停地做无规则运动；③把没有生命的无机物粉末悬浮在水中，观察到了粉末在不停地做无规则运动；由此可说明____________________________________________________．(2)下列说法中正确的是()A．布朗运动是分子无规则运动的反映B．气体分子间距离减小时，分子间斥力增大，引力也增大C．导热性能各向同性的固体，一定不是单晶体D．机械能不可能全部转化为内能10．(2011·上海单科)在“用单分子油膜估测分子大小”实验中，(1)某同学操作步骤如下；①取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液；②在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；③在蒸发皿内盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；④在蒸发皿上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积．改正其中的错误：________________________________________________________________________________________________________(2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%，一滴溶液的体积为4.8×10－3mL，其形成的油膜面积为40cm2，则估测出油酸分子的直径为________m.11．某学习小组做了如下实验：先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，取出烧瓶，并迅速把一个气球紧套在烧瓶颈上，封闭了一部分气体，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．(1)在气球膨胀过程中，下列说法正确的是________．A．该密闭气体分子间的作用力增大B．该密闭气体的内能增加C．该密闭气体的压强是由于气体重力而产生的D．该密闭气体的体积是所有气体分子的体积之和(2)若某时刻该密闭气体的体积为V，密度为ρ，平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则该密闭气体的分子个数为________．(3)若将该密闭气体视为理想气体，气球逐渐膨胀起来的过程中，气体对外做了0.6J的功，同时吸收了0.9J的热量，则该气体内能变化了________J；若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈，则该气球内气体的温度________(填“升高”、“降低”或“不变”)．12．在标准状况下，有体积为V的水和体积为V的可认为是理想气体的水蒸气，已知水的密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，水的摩尔质量为MA，在标准状况下水蒸气的摩尔体积为VA，求：(1)说明标准状况下水分子与水蒸气分子的平均动能的大小关系；(2)它们中各有多少水分子；(3)它们中相邻两个水分子之间的平均距离．答案：课时作业(三十)1．B布朗运动是指在显微镜中看到的悬浮小颗粒的无规则运动，A错；布朗运动间接反映了液体分子运动的无规则性，B对；悬浮微粒越大，液体分子对它的撞击作用的不平衡性越小，布朗运动越不明显，C错；热运动在0℃时不会停止D错．2．AD做功和热传递在改变物体内能上是等效的，选项A正确；布朗运动就是液体分子热运动的反映，选项B错误；分子间的引力和斥力是同时存在的，选项C错误；由于理想气体不考虑分子之间的相互作用力，分子势能不计，所以一定质量的理想气体的内能只与温度有关，温度越高，内能越大，选项D正确．3．CD布朗运动是固体悬浮颗粒在运动，A项错误．第二类永动机不违反能量守恒定律，B项错误．本题选C、D.4．A在缓慢放水的过程中胎内气体压强减小，因温度不变，由玻意耳定律可知气体体积增大，气体对外做正功，故B错误．气体温度不变，内能不变，不计分子势能，分子平均动能不变，故C、D错误．由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，气体从外界吸收热量，故A正确．5．AM向下滑动的过程中，气体被压缩，外界对气体做功，又因为与外界没有热交换，所以气体内能增大．6．C布朗运动是指悬浮颗粒因受分子作用力不平衡而引起的悬浮颗粒的无规则运动，选项A错误；气体分子因不断相互碰撞其动能瞬息万变，因此才引入了分子的平均动能，选项B错误；气体分子不停地做无规则热运动，其分子间的距离大于10r0，因此气体分子间除相互碰撞的短暂时间外，相互作用力十分微弱，分子的运动是相对自由的，可以充满所能达到的整个空间，故选项C正确；气体分子在不停地做无规则运动，分子间距离不断变化，故选项D错误．7．C温度是分子平均动能的标志，对于轨道，温度升高时分子平均动能增大，其内能也增大，A错误．轨道温度升高后与周围环境间存在温差而发生热传递，其中包括传导、对流、辐射三种方式，B错误．从能量转化的情况来看，摩擦生热是机械能转化为内能，摩擦生电是机械能转化为电能，故C正确．轨道对车的摩擦力方向总是在作为动力时与车的运动方向相同，作为阻力时与车的运动方向相反，故D错误．8．A机械能可以全部转化为内能，而内能在引起其他变化时也可以全部转化为机械能，A正确；凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，也能从低温物体传递给高温物体，但必须借助外界的帮助，B错误；尽管技术不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机也不能使温度降到－293℃，只能无限接近－273℃，却永远不能达到，C错误；第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，而是违背了热力学第二定律，第二类永动机不可能制造出来，D错误．9．答案：(1)布朗微小颗粒的运动不是生命现象(2)AB10．解析：(1)②由于一滴溶液的体积太小，直接测量时相对误差太大，应用微小量累积法减小测量误差．③液面上不撒痱子粉时，滴入的油酸酒精溶液在酒精挥发后剩余的油膜不能形成一块完整的油膜，油膜间的缝隙会造成测量误差增大甚至实验失败．(2)由油膜的体积等于一滴油酸酒精溶液内纯油酸的体积可得：d＝VS＝4.8×10－3×10－6×0.10%40×10－4m＝1.2×10－9m.答案：(1)②在量筒中滴入N滴溶液③在水面上先撒上痱子粉(2)1.2×10－911．解析：(1)该密闭气体吸热，内能增加，B正确；气球膨胀分子间的距离增大，分子间的作用力减小，A错误；气体的压强是由于气体分子频繁的撞击容器壁产生的，C错误；因气体分子之间存在间隙，所以密闭气体的体积，大于所有气体分子的体积之和，D错误．(2)该密闭气体的分子个数为n＝ρVMNA.(3)根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q得：ΔU＝－0.6＋0.9＝0.3(J)；气球在膨胀过程中对外界做功，气球内气体的温度必降低．答案：(1)B(2)ρVMNA(3)0.3降低12．解析：(1)标准状况下，它们的温度均为0℃，所以水分子与水蒸气分子的平均动能相等．(2)体积为V的水，质量为M＝ρV①分子个数为N＝MMANA②解得①、②得N＝ρVMANA③对体积为V的水蒸气，分子个数为N′＝VVANA.④(3)设相邻的两个水分子之间的平均距离为d，将水分子视为球形，每个分子的体积为：V0＝VN＝16πd3⑤解③、⑤得：d＝36MAρNAπ⑥设水蒸气中相邻的两个水分子之间距离为d′，将水分子占的空间视为正方体，则其体积为V′0＝VN′＝d′3⑦解④、⑦得d′＝3VANA.⑧答案：(1)相等(2)ρVNAMAVVANA336MAρNAπ3VANA