(精品)高三物理考点针对训练_分子运动论_能量守恒

(精品）09届考点针对训练分子动理论能量守恒一、本题包括10小题，每小题6分，共60分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分.1.观察布朗运动时，下列说法正确的是（）A.温度越高，布朗运动越明显B.大气压强的变化，对布朗运动没有影响C.悬浮颗粒越大，布朗运动越明显D.悬浮颗粒的布朗运动，就是构成悬浮颗粒的物质的分子热运动答案：AB解析：液体分子不停地做无规则的运动，不断地撞击微粒，当液体温度升高时，液体分子的运动速度就大，因而对微粒的碰撞作用就强，布朗运动就越明显.另外，微粒的大小对布朗运动的激烈程度也有影响，当微粒很小时，在某一瞬间跟它碰撞的分子个数就少，撞击作用的不平衡性表现得越明显，布朗运动也就越明显；微粒较大时，在某一瞬间跟它碰撞的分子个数就多，撞击作用的不平衡性表现得越不明显，可以认为撞击作用几乎平衡，因而布朗运动就不明显，甚至观察不到.由此可以判断选项A、B是正确的.2.已知铜的摩尔质量为M（kg/mol），铜的密度为ρ（kg/m3），阿伏加德罗常数为NA（mol-1）.下列说法不正确的是（）A.1kg铜所含的原子数为MNAB.1m3铜所含的原子数为AMNC.1个铜原子的质量为ANMkgD.1个铜原子所占的体积为ANMm3答案：B解析：1kg铜所含原子数为NA/M，1m3铜所含原子数为MNA=MNA，1个铜原子的质量为M/NA，一个铜原子所占的体积为ANM=ANM，B选项符合题意.3.如下图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于r轴上距原点为r3的位置.虚线分别表示分子间斥力f斥和引力f引的变化情况，实线表示分子间的斥力与引力的合力f的变化情况.若把乙分子由静止释放，则乙分子（）A.从r3到r1做加速运动，从r1向O做减速运动B.从r3到r2做加速运动，从r2到r1做减速运动C.从r3到r1，分子势能先减少后增加D.从r3到r1，分子势能先增加后减少答案：A解析：由题图可知分子在r3—r1之间分子力表现为引力，乙分子做加速运动，在r1—O之间分子表现为斥力，乙分子做减速运动，所以分子势能先减少后增加，故A选项正确.4.下列说法正确的是（）A.用打气筒打气很费劲，这是气体分子间存在斥力的宏观表现B.水的体积很难被压缩，这是水分子间存在斥力的宏观表现C.气缸中的气体膨胀推动活塞，这是分子间的斥力对外做功的宏观表现D.夏天轮胎容易爆裂，说明温度越高，气体分子间的斥力越大答案：B解析：气体分子间的间距均远远大于其平衡位置的间距r0，其相互作用力均表现为引力.5.下列说法正确的是（）A.1kg0℃水的内能比1kg0℃冰的内能小B.气体膨胀，它的内能一定减少C.已知阿伏加德罗常数、某气体的摩尔质量和密度，就可估算出该气体中分子间的平均距离D.对于一定质量的理想气体，当分子热运动变剧烈时，压强必变大答案：C解析：由于冰变为水需要热量，故同质量的水的内能大于冰的内能，选项A是错误的.改变物体的内能有两种方式：做功和热传递，只知气体对外做功，不能确定内能是否减少，故选项B错误.由气体的摩尔质量和密度可以计算出气体的摩尔体积，由摩尔体积和阿伏加德罗常数可以计算出一个气体分子所占的体积，故选项C是正确的.影响气体压强的因素除与气体的温度有关外，还与气体的体积有关，故选项D是错误的.6.由分子动理论及能的转化和守恒定律可知…（）A.扩散现象说明分子间存在斥力B.布朗运动是液体分子的运动，故分子在永不停息地做无规则运动C.理想气体做等温变化时，因与外界存在热交换，故内能改变D.温度高的物体的内能不一定大，但分子的平均动能一定大答案：D解析：由分子动理论可知，分子内能多少与分子的数量、分子的平均动能、分子势能有关.因物质的量为已知，分子体积未知，故内能不确定；而温度是分子平均动能大小的标志，故选D.7.如图所示，直立容器内部有被隔板隔开的A、B两部分气体，A的密度小，B的密度大，抽去隔板（气体不外漏），加热气体，使两部分气体均匀混合，在此过程中气体吸热为Q，气体内能增量为ΔE，则（）A.ΔE=QB.ΔE＜QC.ΔE＞QD.无法比较ΔE和Q的大小答案：B解析：气体的重力势能增加了，由能的转化和守恒定律可知，气体吸收的热一部分转化为重力势能，一部分使内能增加.故选B.8.如图所示，密闭绝热容器内有一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）.现绳突然断开，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全部转化为气体的内能B.Ep一部分转化成活塞的重力势能，其余部分仍为弹簧的弹性势能C.Ep全部转化成活塞的重力势能和气体的内能D.Ep一部分转化成活塞的重力势能，一部分转化为气体的内能，其余部分仍为弹簧的弹性势能答案：D解析：弹簧由压缩状态解除约束，推动活塞对气体做功，由于是绝热容器，故气体的内能增加，达到平衡状态时，活塞已经被举高，其重力势能增加.另外弹簧不可能恢复原长，还应该具有一定的弹性势能，故选项D是正确的.9.一定质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀过程.设气体分子间的势能可忽略，则在此过程中（）A.外界对气体做功，气体分子的平均动能增加B.气体对外界做功，气体分子的平均动能增加C.外界对气体做功，气体分子的平均动能减少D.气体对外界做功，气体分子的平均动能减少答案：D解析：气体绝热膨胀，则气体对外界做功，导致气体的内能减少，即分子的平均动能减少，选项D正确.10.下列关于热现象的说法，正确的是（）A.外界对物体做功，物体的内能一定增加B.气体的温度升高，气体的压强一定增大C.任何条件下，热量都不会由低温物体传递到高温物体D.任何热机都不可能使燃料释放的热量完全转化为机械能答案：D解析：外界对物体做功，若物体释放的热量大于外界对物体做的功，物体的内能会减少，故选项A错误.气体的温度升高，只要体积足够地增大，压强会不变或减小，故选项B错误.借助于外界的帮助，热量可以由低温物体传递到高温物体，故选项C错误.机械能和内能的转化过程具有方向性，尽管机械能可以全部转化为内能，内能却不能全部转化成机械能而不引起其他变化，故选项D正确.二、本大题共2小题，每小题8分，共16分.请把正确答案填写在横线上.11.（8分）利用单分子油膜法可以粗测分子的大小和阿伏加德罗常数.如果已知体积为V的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，这种油的密度为ρ，摩尔质量为M，则阿伏加德罗常数的表达式为____________________.答案：336VMS解析：分子体积V0=61πd3=61π(SV)3=336SV分子质量m0=ρV0=336SV所以阿伏加德罗常数NA=0mM=336VMS.12.（8分）写出下列实验事实产生的原因.A.水与酒精混合，混合后的体积小于混合前两者体积之和B.固体很难被压缩C.绳不易被拉断D.糖在热水中溶解很快E.密闭钢筒中的油在高压下会从筒壁上溢出F.将两块接触面洁净的铅块a、b压紧后悬挂起来，下面的铅块b不下落G.迅速向下推压气筒活塞时，会使其中的脱脂棉燃烧H.悬浮于液体中的小颗粒不停地做无规则热运动，且温度升高后，这种无规则运动的激烈程度加剧A_______________________________________，B_______________________________________，C_______________________________________，D_______________________________________，E_______________________________________，F_______________________________________，G_______________________________________，H_______________________________________.答案：A：分子间有空隙B：分子间存在斥力C：分子间有引力D：温度升高，分子热运动剧烈程度加剧E：分子间有空隙F：当分子间距离小于10倍平衡距离r0时，分子间存在作用力G：做功可以增加物体的内能H：液体分子不停地做无规则热运动，且温度升高时，热运动加剧三、本题共2小题,每小题12分，共24分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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.（12分）如图所示，在两端足够长的敞口容器中，有两个可以自由移动的光滑活塞A和B，中间封有空气.现有一块粘泥C以Ek0的动能沿水平方向飞撞到A并粘在一起向右运动，由于活塞的压缩，使密封气体的内能增加.设A、B、C质量相等，不计被封气体的质量，则密封气体在绝热状态变化过程中，内能增加量的最大值是多少？答案：61Ek0解析：粘泥C飞撞到A并粘在一起的瞬间，认为二者组成的系统动量守恒.设C的初速度为v0，末速度为v1，则有mv0=2mv1在A、C一起向右运动的过程中，A、B间的气体被压缩，压强增大，所以活塞A将做减速运动，而活塞B将由静止开始做加速运动.当A、B速度相等时内能最大，设此时速度为v2，此过程中A、B、C组成的系统动量守恒.得：mv0=3mv2由能的转化和守恒定律可得，在气体压缩过程中，系统动能的减少量等于气体内能的增加量，即：ΔE=21·2mv12-21·3mv22解得：ΔE=61×21mv02=60kE.14.（12分）风力发电作为一种无污染、低成本的电力产业，发展前景广阔.我国风力资源丰富，到2000年底，我国风力发电机的总装机容量已达264万千瓦.风力发电的原理是利用风推动叶轮转动，将风的动能转化为叶轮的动能，再将叶轮的动能转化为电能.（1）设空气的密度为ρ，叶轮每个车叶的长度均为L，正对叶轮的水平风速为v，整个发电机的效率为η，那么每台发电机发出的电功率P=_____________.（2）我国研制Wd646型风力发电机，每个车叶的长度L=22m，当风速达到v=15m/s时，其输出的电功率可达P=600kW.求该风力发电机将风的动能转化为电能的总效率η.（空气密度ρ=1.29kg/m3）答案：（1）21πρηL2v3（2）18%解析：（1）在时间t内作用于风车的气流的质量m=ρV=ρπL2vt①部分气流的动能Ek=21mv2②由能的转化和守恒知获得的电能E电=ηEk③P=tE电④由①②③④解之得：P=21πρηL2v3.②由①的结果可知效率η=322vLP=323152229.114.3106002=18%.