高中物理《分子动理论、热力学定律与能量守恒》精选练习题

《分子动理论、热力学定律与能量守恒》精选练习题一、选择题1．下列现象中不．能说明分子间存在分子力的是()A．两铅块能被压合在一起B．钢绳不易被拉断C．水不容易被压缩D．空气容易被压缩2．分子间的相互作用力由引力与斥力共同产生，并随着分子间距的变化而变化，则()A．分子间引力随分子间距的增大而增大B．分子间斥力随分子间距的减小而增大C．分子间相互作用力随分子间距的增大而增大D．分子间相互作用力随分子间距的减小而增大3．喜庆日子，室外经常使用巨大的红色气球来烘托气氛．在重庆晴朗的夏日，对密闭在红色球内的气体从早晨到中午的过程，下列说法中正确的是()A．吸收了热量，同时体积膨胀对外做功，内能不变B．吸收了热量，同时体积膨胀对外做功，内能增加C．气球内单位体积分子数减少，分子平均动能不变D．气球内单位体积分子数不变，气体压强不变4．甲、乙两分子相距大于平衡距离r0，甲固定，乙分子在向甲靠近直到不能再靠近的过程中，下列说法中正确的是()A．分子力总做正功B．分子引力与斥力互为反作用力，其合力为零C．分子力先做正功后克服分子力做功D．分子引力总做正功5．根据热力学定律和分子动理论，下列说法正确的是()A．气体的温度越高，气体分子无规则运动的平均动能越大B．物体的温度为0℃时，物体分子的平均动能为零C．分子势能一定随分子间距离的增大而增大D．给物体加热，物体的内能不一定增加6．下列说法正确的是()A．机械能和内能的转化具有方向性B．气体的温度升高，每个气体分子运动的速率都增加C．第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它是制造不出来的D．当温度由20℃变为40℃，物体分子的平均动能应变为原来的2倍7．图为缩电冰箱的工作原理示意图，压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外管道中不断循环．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8．一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一系列变化后又回到开始状态，用W1表示外界对气体做的功，用W2表示气体对外界做的功，用Q1表示气体吸收的热量，用Q2表示气体放出的热量，则整个过程中一定有()A．Q1－Q2＝W2－W1B．Q1＝Q2C．W2＝W1D．Q1＞Q29．如图，一绝热容器被隔板K隔开成a、b两部分．已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空．抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态．在此过程中()A．气体对外界做功，内能减少B．气体不做功，内能不变C．气体压强变小，温度降低D．气体压强变小，温度不变二、非选择题10.(1)远古时代，取火是一件困难的事，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________转变成内能．(2)某同学做了一个小实验：先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，一小时后取出烧瓶，并迅速把一个气球紧密地套在瓶颈上，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________．11．蒸汽机、内燃机等热机以及电冰箱工作时都利用了气体状态变化来实现能量的转移和转化，我们把这些气体称为工质．某热机经过一个循环后，工质从高温热源吸热Q1，对外做功W，又对低温热源放热Q2，工质完全恢复初始状态，内能没有变化．根据热力学第一定律，在工质的一个循环中，Q1、Q2、W三者之间满足的关系是________．热机的效率η＝WQ1不可能达到100%，从能量转换的角度，说明________能不能完全转化为________能．12．(1)一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功1.7×105J，气体内能减少1.3×105J，则此过程中气体________(填“吸收”或“放出”)的热量是________J．此后，保持气体压强不变，升高温度，气体对外界做了5.0×105J的功，同时吸收了6.0×105J的热量，则此过程中，气体内能增加了________J.(2)已知铁的摩尔质量M＝5.6×10－2kg/mol，密度ρ＝7.8×103kg/m3，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023mol－1，求1cm3铁中含有的铁原子数．(保留两位有效数字)《分子动理论、热力学定律与能量守恒》参考答案一、选择题1．解析：选D.两铅块能被压合在一起，说明分子间存在引力；钢绳不易被拉断说明分子间存在引力；水不易被压缩，说明分子间存在斥力；空气容易被压缩，是因为分子间距离很大，作用力近似为零．综上所述，应选D.2．解析：选B.根据分子动理论，分子间的引力和斥力是同时存在的，分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小、随分子间距离的减小而增大．分子间的作用力指的是引力和斥力的合力．当分子间距离r＝r0时，分子间的作用力为0，所以B正确．3．解析：选B.从早晨到中午，外界温度升高，气球内气体温度同时升高，故内能增大，A项错；气体温度升高，体积增大，故单位体积内分子数减少，D项错；温度升高，分子平均动能增加，故C项错误，B项正确．4．解析：选CD.分子间引力和斥力同时存在．当分子间距离r＞r0时，分子力表现为引力，分子力做正功，当分子间距离rr0时，分子力表现为斥力，分子力做负功．5．解析：选AD.根据分子动理论，温度是物体分子平均动能大小的标志，则气体的温度越高，气体分子无规则运动的平均动能越大，故选项A正确；物体的温度为0℃时，物体分子的平均动能不为零，故选项B错误；分子的势能不一定随分子间距离的增大而增大，故选项C错误；根据热力学第一定律，给物体加热，物体的内能不一定增加，故选项D正确．6．解析：选AC.根据热力学第二定律判断A、C项正确；气体的温度升高，气体分子的平均运动速率增加，B项错误；当温度由20℃变为40℃，物体分子的平均动能增大，但是平均动能与热力学温度不成正比，D项错误．7．解析：选BC.由热力学第二定律知，热量不能自发地由低温物体传到高温物体，除非施加外部的影响和帮助．电冰箱把热量从低温的内部传到高温的外部，需要压缩机的帮助并消耗电能．8．解析：选A.对一定质量的理想气体，经过一系列的状态变化后又回到原状态，表明整个过程中内能变化为零，即通过做功和热传递引起的内能变化相互抵消，所以A选项正确；当然，若Q1＝Q2，则必有W2＝W1；若Q1＞Q2，则必定有W2＞W1；若Q1＜Q2，则必定有W2＜W1.所以B、C、D都是不一定的，故选A.9．解析：选BD.由于b内为真空，容器绝热，所以a内气体进入b时不做功，且内能不变，温度不变，选项B正确，A、C错误；根据气体压强微观解释可知，气体等温膨胀，则压强变小，选项D正确．三、非选择题10.解析：(1)“钻木”的过程是做功的过程，是把机械能转化为内能的过程；要想取到火必须使温度升高到木头的燃点．(2)由热力学第一定律知，烧瓶里的气体吸收热量后，气体的内能增加，因而温度升高，体积增大．答案：(1)做功机械能(2)热量升高增大11．解析：由热力学第一定律、热量、做功、内能的符号规定得Q1＋(－Q2)＋(－W)＝0，即Q1－Q2＝W，再由热力学第二定律知，内能不可能全部变成机械能而不产生其他影响．答案：Q1－Q2＝W内机械12．解析：(1)根据热力学第一定律得：W＝1.7×105J，ΔU＝－1.3×105J，代入ΔU＝W＋Q可得Q＝－3.0×105J，Q为负值，说明气体要放出热量，放出的热量为3.0×105J；同理W＝－5.0×105J，Q＝6.0×105J，ΔU＝W＋Q＝1.0×105J，即内能增加了1.0×105J.(2)1cm3铁所含的铁原子数为n＝ρVNAM＝7.8×103×10－6×6.0×10235.6×10－2＝8.4×1022(个)．答案：(1)放出3.0×1051.0×105(2)8.4×1022个