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分子動理論及固體、液體和氣體綜合檢測卷
一、選擇題(每小題4分，共40分)
1．下列說法正確的是( )
A．氣體對器壁的壓強就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力
B．氣體對器壁的壓強就是大量氣體分子單位時間作用在器壁上的平均作用力
C．氣體分子熱運動的平均動能減小，氣體的壓強一定減小
D．單位體積的氣體分子數(shù)增加，氣體的壓強一定增大
解析 A 本題考查氣體部分的知識．根據(jù)壓強的定義可知A正確，B錯．氣體分子熱運動的平均動能減小，說明溫度降低，但不能說明壓強也一定減小，C錯．單位體積的氣體分子數(shù)增加時，若溫度降低，則氣體的壓強有可能減小，D錯．
2．下列說法中正確的是( )
A．擴散運動向著更為無序的方向進行，是可逆過程
B．物體的內(nèi)能取決于溫度、體積和物質(zhì)的量
C．分子間作用力隨分子間距離的增大而減小
D．液晶對不同顏色光的吸收強度隨電場強度的變化而變化
解析 BD 擴散運動是不可逆的，A錯誤；若r
r2時，隨著r的增大，分子勢能增大，分子間相互作用的引力和斥力也增大
解析 C 當兩分子間距離r＝r1時，分子勢能為零，但rr2時，由圖象可以看出分子勢能隨著r的增大而增大，而分子間相互作用的引力和斥力逐漸減小，選項D錯誤．
6.如圖是氧氣分子在0 ℃和100 ℃下的速率分布圖線，由圖可知( )
A．隨著溫度升高，氧氣分子的平均速率變小
B．隨著溫度升高，每一個氧氣分子的速率都增大
C．隨著溫度升高，氧氣分子中速率小的分子所占比例增大
D．同一溫度下，氧氣分子速率分布呈現(xiàn)“中間多，兩頭少”的規(guī)律
解析 D 根據(jù)圖線可以看出，隨著溫度升高，氧氣分子中速率大的分子所占比例增大，同一溫度下，氧氣分子速率分布呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的規(guī)律，選項A、B、C錯，D對．
7．下列說法正確的是( )
A．一個盛有一定質(zhì)量氣體的密閉容器，當容器做自由落體運動處于完全失重狀態(tài)時，氣體對容器底部的壓力為零
B．對于一定種類的大量氣體分子，在一定溫度下，處于一定速率范圍內(nèi)的分子數(shù)所占的百分比是確定的
C．能量的耗散從能量的轉(zhuǎn)化角度反映出了自然界中的宏觀過程具有方向性
D．只要有足夠高的技術條件，絕對零度是可以達到的
解析 BC 根據(jù)氣體壓強的微觀解釋，氣體對器壁的壓強是由于大量分子頻繁撞擊產(chǎn)生的，因此在失重狀態(tài)下，氣體對容器壁仍有壓強，A項錯；對于大量氣體分子，在一定溫度時，分子速率是呈正態(tài)分布的，故B項正確；由熱力學第二定律可知，能量的轉(zhuǎn)化具有方向性，C項正確；根據(jù)熱力學第三定律可知，熱力學零度只能無限接近，但不能達到，D項錯．
8．下列說法中正確的有( )
A．第二類永動機和第一類永動機一樣，都違背了能量守恒定律
B．熱機的效率從原理上講可達100%
C．因為能量守恒，所以“能源危機”是不可能的
D．自然界中的能量盡管是守恒的，但有的能量便于利用，有的不便于利用，故要節(jié)約能源
解析 D 第二類永動機是指從單一熱源吸收，全部用來對外做功而不引起其他變化的機器，它并不違背能量守恒定律，卻違背了熱力學第二定律；第一類永動機是不消耗能量卻可以源源不斷地對外做功的機器，它違背能量守恒定律，所以選項A錯誤．從熱力學第二定律的表述可知，任何熱機的效率都達不到100%，因此B錯．關于“能源危機”必須明確以下幾點：(1)能源是提供能量的資源，如煤、石油等．(2)人們在消耗能源時，放出熱量，部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，部分轉(zhuǎn)化為機械能，但最終基本上都轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，人們無法把這些內(nèi)能全部收集起來重新利用(能量耗散)，而可供利用的能源是有限的．因此，“能源危機”并非說明能量不守恒．故C選項錯誤，D選項正確．
9．夏天，如果自行車內(nèi)胎充氣過足，又在陽光下曝曬(曝曬過程中內(nèi)胎容積幾乎不變)，很容易爆胎．關于這一現(xiàn)象，下列說法正確的是( )
A．在爆胎前的過程中，隨著溫度升高，車胎內(nèi)氣體壓強將增大
B．在爆胎前的過程中，隨著溫度升高，車胎內(nèi)氣體將向外放出熱量
C．爆胎是車胎內(nèi)分子分布密度增大，氣體分子間斥力急劇增大造成的
D．爆胎是車胎內(nèi)溫度升高，每個氣體分子的動能都急劇增大造成的
解析 A 由查理定律可知，隨著氣體的吸熱進行，胎內(nèi)溫度升高，壓強增大，A對，B錯；爆胎是因為溫度升高，分子的平均速率增大，對胎壁撞擊力增大，壓強增加．
10．一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化過程如圖所示，第1種變化是從A到B，第2種變化是從A到C，比較兩種變化過程( )
A．A到C過程氣體吸收熱量較多 B．A到B過程氣體吸收熱量較多
C．兩個過程氣體吸收熱量一樣 D．兩個過程氣體內(nèi)能增加相同
解析 AD
在pT圖中，等容線是過原點的傾斜直線，如右圖所示，可知VC>VA>VB，故從A→C，氣體對外做功多，由TB＝TC可知兩過程內(nèi)能增量相同，根據(jù)ΔU＝W＋Q可知，從A→C，氣體吸收熱量多，選項A、D 正確，而B、C錯誤.
二、非選擇題(共60分)
11．(8分)一本書的面積大約為0.02 m2，若地面大氣壓p0＝1.0105 Pa，地面附近重力加速度g＝10 m/s2，空氣平均摩爾質(zhì)量為M＝3.010－2 kgmol－1，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.01023 mol－1，則書本上空空氣的總質(zhì)量m＝________kg；書本上空空氣的分子總數(shù)N＝________個(結果保留兩位有效數(shù)字)．
解析 大氣壓可看做是由空氣重量產(chǎn)生的，p0＝mg/S，代入數(shù)據(jù)解出：m＝2.0102 kg，分子總數(shù)N＝mNA/M＝4.01027個．
【答案】 2.0102 4.01027
12．(10分)某同學在進行“用油膜法估測分子的大小”的實驗前，查閱數(shù)據(jù)手冊得知：油酸的摩爾質(zhì)量M＝0.283 kg/mol，密度ρ＝0.895103 kg/m3.若100滴油酸的體積為1 mL，則1滴油酸所能形成的單分子油膜的面積約是多少？(取NA＝6.021023 mol－1，球的體積V與直徑D的關系為V＝πD3，結果保留一位有效數(shù)字)
解析 一個油酸分子的體積V0＝，
由球的體積與直徑的關系得分子直徑D＝，
一滴油酸的體積V＝ m3＝110－8 m3，
1滴油酸所形成的單分子油膜的面積S＝，
解得S＝110－1 m2.
【答案】 110－1 m2
13．(10分)如圖，豎直平面內(nèi)有一直角形內(nèi)徑相同的細玻璃管，A端封閉，C端開口，AB＝BC＝l0，且此時A、C端等高．平衡時，管內(nèi)水銀總長度為l0，玻璃管AB內(nèi)封閉有長為的空氣柱．已知大氣壓強為l0汞柱高．如果使玻璃管繞B點在豎直平面內(nèi)順時針緩慢地轉(zhuǎn)動至BC管水平，求此時AB管內(nèi)氣體的壓強為多少汞柱高？(管內(nèi)封入的氣體可視為理想氣體且溫度不變．)
解析 因BC長度為l0，故順時針旋轉(zhuǎn)至BC水平方向時水銀未流出．
設A端空氣柱此時長為x，管內(nèi)橫截面積為S，對A內(nèi)氣體：
P1＝l0，V1＝S
P2＝l0－(l0－x)＝x，V2＝xS
對A中密閉氣體，由玻意耳定律得
l0S＝xxS
聯(lián)立解得x＝l0
即：P2＝l0(汞柱高)
【答案】 l0(汞柱高)
14.(10分)如圖所示，汽缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞通過定滑輪與一重物m相連并處于靜止狀態(tài)，此時活塞距缸口的距離h＝0.2 m，活塞面積S＝10 cm2，封閉氣體的壓強p＝5104 Pa.現(xiàn)通過電熱絲對缸內(nèi)氣體加熱，使活塞緩慢上升直至缸口．在此過程中封閉氣體吸收了Q＝60 J的熱量，假設汽缸壁和活塞都是絕熱的，活塞質(zhì)量及一切摩擦力不計，則在此過程中氣體內(nèi)能增加了多少？
解析 對封閉氣體，根據(jù)熱力學第一定律：ΔU＝Q＋W代入數(shù)據(jù)得：
ΔU＝60 J－51041010－40.2 J＝50 J.
【答案】 50 J
15.(10分)如圖，粗細均勻、兩端開口的U形管豎直放置，兩端管的豎直部分高度均為20 cm，內(nèi)徑很小，水平部分BC長14 cm.一空氣柱將管內(nèi)水銀分隔成左右兩段．大氣壓強p0＝76 cmHg.當空氣柱溫度為T0＝273 K、長L0＝8 cm時，BC管內(nèi)左端水銀柱長2 cm，AB管內(nèi)水銀柱長也為2 cm.求：
(1)右邊水銀柱總長是多少？
(2)當空氣柱溫度升高到多少時，左邊的水銀恰好全部進入豎直管AB內(nèi)？
(3)為使左、右側(cè)豎直管內(nèi)的水銀柱上表面高度差最大，空氣柱溫度至少要升高到多少？
解析 (1)p1＝p0＋p左＝p0＋p右，p右＝2 cmHg，所以L右＝6 cm.
(2)T0溫度時，p1＝78 cmHg，溫度升高到T2時，
p2＝80 cmHg，L2＝(8＋2＋2)cm＝12 cm，p1L0S/T0＝p2L2S/T2，
即788S/273＝8012S/T2，解得T2＝420 K.
(3)當AB管中水銀柱上表面恰好上升到管口時，高度差最大．L3＝28 cm，該變化屬于等壓變化，則有：L2S/T2＝L3S/T3，即12S/420＝28S/T3，解得T3＝980 K.
【答案】 (1)6 cm (2)420 K (3)980 K
16．(12分)一氣泡中的氣體視為理想氣體，氣泡從湖底上升到湖面的過程中溫度視為不變，上升到湖面后氣泡并未破裂，最終氣泡溫度上升到等于環(huán)境溫度(已知：水面溫度高于水里溫度)，完成下列各題：
(1)氣泡在湖內(nèi)上升的過程中是吸熱還是放熱，還是既不吸熱也不放熱？
(2)氣泡到達湖面后吸收了0.3 J的熱量，又對外做了0.1 J的功后與外界達到了溫度平衡，求：這一過程中氣泡內(nèi)能的改變量．
(3)已知氣泡內(nèi)氣體的密度為1.29 kg/m3，平均摩爾質(zhì)量為0.029 kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.021023 mol－1，取氣體分子的平均直徑為210－10 m，若氣泡內(nèi)的氣體能完全變?yōu)橐后w，請估算液體體積與原來氣體體積的比值．(結果保留一位有效數(shù)字)
解析 (1)吸熱
(2)由ΔU＝W＋Q得ΔU＝－0.1 J＋0.3 J＝0.2 J，
故內(nèi)能增加0.2 J.
(3)設氣泡內(nèi)氣體的質(zhì)量為m kg，
則氣體的體積V1＝＝ m3.
變成液體后的體積
V2＝NAπ()3
＝6.021023π10－30 m3.
得＝＝110－4.
【答案】 (1)吸熱 (2)0.2 J (3)110－4
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高考物理一輪基礎復習 分子動理論及固體、液體和氣體綜合檢測卷1
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