课时作业31分子动理论热力学定律与能量守恒时间：45分钟一、选择题1．伽耳顿板可以演示统计规律．如图所示，让大量小球从上方漏斗形入口落下，则下图中能正确反映最终落在槽内小球的分布情况的是()解析：根据统计规律，能正确反映最终落在槽内小球的分布情况的是图C.答案：C2．下列关于布朗运动的说法，正确的是()A．布朗运动是液体分子的无规则运动B．液体温度越高，悬浮颗粒越小，布朗运动越剧烈C．布朗运动是由于液体各个部分的温度不同而引起的D．布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮颗粒撞击作用的不平衡引起的解析：布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动，A错误；温度越高，颗粒越小，布朗运动越剧烈，B正确；布朗运动是液体分子撞击的不平衡引起的，间接反映了液体分子的无规则运动，C错误，D正确．答案：BD3．做布朗运动实验，得到某个观测记录如图所示．图中记录的是()A．分子无规则运动的情况1\nB．某个微粒做布朗运动的轨迹C．某个微粒做布朗运动的速度—时间图线D．按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线解析：微粒在周围液体分子无规则碰撞作用下，做布朗运动，轨迹是无规则的，实际操作中不易描绘出微粒的实际轨迹；按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线的无规则性，也能反映微粒做布朗运动的无规则性．记录描绘的正是按等时间间隔记录的某个运动微粒位置的连线，故D正确．答案：D4．夏天将密闭有空气的矿泉水瓶放进低温的冰箱中会变扁，此过程中瓶内空气(可看成理想气体)()A．内能减小，外界对其做功B．内能减小，吸收热量C．内能增加，对外界做功D．内能增加，放出热量解析：瓶内空气温度降低，体积减小，内能减小，外界对其做功，放出热量，选项A正确．答案：A5．下列有关热力学第二定律的说法正确的是()A．气体自发地扩散运动总是向着更为无序的方向进行，是可逆过程B．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C．空调既能制冷又能制热，说明热传递不具有方向性D．一定质量的理想气体向真空自由膨胀时，体积增大，熵减小解析：与温度有关的一切热现象的宏观过程都是不可逆的，A项错误；热量不能自发地由低温物体传到高温物体，空调虽然能制冷、制热，但空调机里的压缩机工作，消耗了电能，产生了其他影响，C项错误；一定质量的理想气体向真空自由膨胀时，体积增大，熵增大，D项错误．只有B项正确．答案：B6．清晨，草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠，这一物理过程中，水分子间的()A．引力消失，斥力增大B．斥力消失，引力增大C．引力、斥力都减小D．引力、斥力都增大解析：由水汽凝结成水珠时，分子间的距离减小，分子引力和斥力都增大，所以D正确．答案：D7.2\n如图所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量．设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气()A．放热B．压强减小C．分子的热运动加剧D．分子间的引力和斥力都减小解析：温度不变，洗衣缸内水位升高时，封闭气体压强增大，体积减小，外界对气体做功，W>0，又因ΔU＝0，由ΔU＝Q＋W知，Q<0，气体放出热量，A正确B错误；因为温度不变，C项错误．因为气体体积减小，所以分子间的引力和斥力都增大，D项错误．答案：A8．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：根据热力学第一定律，气体内能变化与做功和热传递有关，选项A错误．根据热力学第二定律可知热量不可自发的由低温物体传到高温物体，但热量还是可以通过外界的方法由低温物体传到高温物体，选项B错误．分子内能与分子间的距离有关，当r>r0时，分子间距离越大，分子势能越大，r<r0时，分子间距离越大，分子势能越小，选项C错误．分子间的引力和斥力都随分子间距离的变化而变化，距离减小，引力和斥力都要增大，选项D正确．答案：D9．[多选]某气体的摩尔质量为Mmol，摩尔体积为Vmol，密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为m和V0，则阿伏加德罗常数NA不可表示为()MmolρVmolA．NA＝B．NA＝mmVmolMmolC．NA＝D．NA＝V0ρV0MmolρVmolVmol解析：阿伏加德罗常数NA＝＝＝，其中V应为每个气体分子所占有的体积，mmV3\n而V0是气体分子的体积，故C错误．D中ρV0不是气体分子的质量，因而也是错误的．答案：CD二、五选三型选择题10．我国已开展空气中PM2.5浓度的监测工作．PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5μm的悬浮颗粒物，其飘浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后对人体形成危害．矿物燃料燃烧的排放物是形成PM2.5的主要原因．下列关于PM2.5的说法中错误的是()A．PM2.5的尺寸与空气中氧分子的尺寸的数量级相当B．PM2.5在空气中的运动属于分子热运动C．PM2.5的运动轨迹只是由大量空气分子对PM2.5无规则碰撞的不平衡决定的D．倡导低碳生活，减少煤和石油等燃料的使用，能有效减小PM2.5在空气中的浓度E．PM2.5必然有内能解析：PM2.5的尺寸比空气中氧分子的尺寸大得多，A错误；PM2.5在空气中的运动不属于分子热运动，B错误；PM2.5的运动轨迹是由大量空气分子对PM2.5无规则碰撞的不平衡和气流的运动决定的，C错误；倡导低碳生活，减少煤和石油等燃料的使用，能有效减小PM2.5在空气中的浓度，PM2.5必然有内能，D、E正确．答案：ABC11．对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是()A．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大B．外界对物体做功，物体内能一定增加C．温度越高，布朗运动越显著D．当分子间的距离增大时，分子间作用力就一直减小E．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大解析：温度高的物体分子平均动能一定大，但是内能不一定大，选项A正确；外界对物体做功，若散热，物体内能不一定增加，选项B错误；温度越高，布朗运动越显著，选项C正确；当分子间的距离增大时，分子间作用力可能先增大后减小，选项D错误；当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大，选项E正确．答案：ACE12．如图所示，纵坐标表示两个分子间引力、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()－10A．ab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为10m4\n－10B．ab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为10mC．若两个分子间距离增大，则分子势能也增大D．由分子动理论可知：温度相同的氢气和氧气，分子平均动能相同E．质量和温度都相同的氢气和氧气(视为理想气体)，氢气的内能大解析：在F－r图象中，随着距离的增大斥力比引力变化的快，所以ab为引力曲线，cd为斥力曲线，当分子间的距离等于分子直径数量级时，引力等于斥力，e点是平衡间距点，－10横坐标的数量级为10m，A错误，B正确．如果分子间距大于平衡距离，分子力是引力，当两个分子间距离增大，分子力做负功，则分子势能也增大；如果分子间距小于平衡距离，分子力是斥力，当两个分子间距离增大，分子力做正功，则分子势能减少，C错误．温度是分子热运动平均动能的标志，故温度相同，氢气和氧气分子平均动能相同，D正确．温度是分子热运动平均动能的标志，质量和温度都相同的氢气和氧气，单个分子平均动能相等，但氢气分子个数多，故氢气的内能大，E正确．答案：BDE三、非选择题13.如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，已知在此过程中，气体内能增加100J，则该过程中气体________(选填“吸收”或“放出”)热量________J.解析：一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，体积增大，对外做功W＝pΔV＝5－31.0×10×2.0×10J＝200J．根据热力学第一定律，该过程中气体吸收热量300J.答案：吸收30014．空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥．某空调工作一段时间后，排出液化水的体积V＝3333－21.0×10cm.已知水的密度ρ＝1.0×10kg/m、摩尔质量M＝1.8×10kg/mol，阿伏加德23－1罗常数NA＝6.0×10mol.试求：(结果均保留一位有效数字)(1)该液化水中含有水分子的总数N；(2)一个水分子的直径d.－2M1.8×103－53解析：(1)水的摩尔体积为Vm＝＝m/mol＝1.8×10m/mol3ρ1.0×103－623VNA1.0×10×10×6.0×10水分子数：N＝＝－5Vm1.8×1025≈3×10个5\nVm13(2)建立水分子的球模型有＝πdNA636V36×1.8×10－5m－10得水分子直径d＝＝m＝4×10m23πNA3.14×6.0×1025－10答案：(1)3×10个(2)4×10m6
