高中物理备考综合热身辅导系列——基础训练30 分子动理论热和功

sdweifeng 2017-12-28

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基础训练30 分子动理论热和功

——’10备考综合热身辅导系列

高级物理教师魏德田

本套试题训练和考查的重点是：理解分子动理论的内容，掌握分子间斥力、引力和分子力的概念以及它们与分子间距离的关系.理解内能的概念及内能和机械能的区别，掌握热力学第一定律.第14题、第15题为创新题，解答此种类型的题可以培养、提高学生读取信息、分析、处理信息的能力.

一、破解依据

㈠物体由大量分子组成

⑴油膜法测分子直径

⑵微观模型：

①固体、液体的分子视为边长等于分子直径d的“小正方体”——“正方体模型”，紧密排列；

②气体分子视为半径等于分子直径d的“小球”——“球体模型”，非紧密排列。

⑶微观量：

①阿伏加德罗常数；②分子质量； ③分子体积； ④分子大小，

⑤分子数量，其中n为摩尔数。

㈡分子热运动——布朗运动和扩散现象

㈢分子力与分子距离的关系（略）

㈣摄氏温度与绝对温度

㈤气体实验定律与理想气态方程

⑴玻意耳定律；⑵盖·吕萨克定律；

⑶查理定律； ⑷气态方程

㈥物态及物态变化（略）

⑴热平衡方程或；⑵熔化热；⑶汽化热。

㈦内能和内能改变

⑴内能：包括①分子势能；②分子动能。

⑵内能改变

①做功； ②热传递。

⑶分子力、分子势能与分子距离的关系

㈧热力学第一定律

⑴公式： ⑵符号规定：若系统内能增加（或减少），则（或）；吸（或放）热，则（或）；而其对内（或外做功），则（或）。

㈨热力学第二定律等（略）；能量守恒定律（略）。

二、精选习题

㈠选择题（每小题5分，共40分）

1.根据分子动理论，物质分子间距离为r₀时分子所受到的引力与斥力相等，以下关于分子势能的说法正确的是

A.当分子间距离是r₀时，分子具有最大势能，距离增大或减小时势能都变小

B.当分子间距离是r₀时，分子具有最小势能，距离增大或减小时势能都变大

C.分子距离越大，分子势能越大，分子距离越小，分子势能越小

D.分子距离越大，分子势能越小，分子距离越小，分子势能越大

2.在下列叙述中，正确的是

A.物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子平均动能越大

B.布朗运动就是液体分子的热运动

C.对一定质量的气体加热，其内能一定增加

D.分子间的距离r存在某一值r₀，当r＜r₀时，斥力大于引力，当r＞r₀时，斥力小于引力

3.下列说法中正确的是

A.温度高的物体比温度低的物体热量多

B.温度高的物体不一定比温度低的物体的内能多

C.温度高的物体比温度低的物体分子热运动的平均速率大

D.相互间达到热平衡的两物体的内能一定相等

4.如图1—22—1所示，用锯条在木板上锯出一道缝.已知拉动锯条所用的力F=200 N，所锯的缝长为0.5 m,锯出这样一道缝需要来回拉动锯条50次，拉动锯条所做的功有50%用来增大锯条的内能.则在锯这道缝的过程中，锯条内能的增量是

图1—22—1

A.100 J B.50 J

C.2500 J D.无法确定

5.一定质量的气体做等容变化，温度升高时，气体的压强增大，下列说法中不正确的是

A.分子的平均动能增大

B.分子与器壁碰撞时，对器壁的总冲量增加

C.气体的密度变大了

D.单位时间内分子对器壁单位面积的碰撞次数增多

6.如图1—22—2所示，A、B两球完全相同，分别浸没在水和水银的同一深度，A、B用同一种特殊材料制作.当温度稍微升高，球的体积就明显增大，如果水和水银的初温及缓慢升高后的末温都相同，且两球热膨胀后体积也相等，两球也不上升，则

图1—22—2

A.A球吸收的热量多

B.B球吸收的热量多

C.A、B球吸收的热量一样多

D.不能确定吸收热量的多少

7.如图1—22—3所示，一端封闭的薄壁玻璃管中，有一段水银柱封闭一段空气柱，将它倒置在水银槽中，管口不与槽底接触，管顶与弹簧秤的提手环相连.将弹簧秤的挂钩悬挂于支架上，则弹簧秤的示数F为

图1—22—3

A.玻璃管的重力与弹簧秤的重力之和

B.玻璃管的重力与露出槽中液面的水银柱的重力之和

C.大气压力向上的压力减去玻璃管的重力

D.玻璃管、弹簧秤及露出槽中液面的水银柱的重力之和

8.如图1—22—4所示，食盐（NaCl）的晶体是由钠离子和氯离子组成的.这两种离子在空间中三个互相垂直的方向上，都是等距离地交错排列的.已知食盐的摩尔质量是 58.5 g·mol^-1，食盐的密度是2.2 g/cm³,阿伏加德罗常数为6.0×10²3 mol^-1.在食盐晶体中，两个距离最近的钠离子中心间的距离的数值最接近于（就下面四个数值相比）

图1—22—4

A.3.0×10^-8 cm B.3.5×10^-8 cm

C.4.0×10^-8 cm D.5.0×10^-8 cm

㈡填空题（每小题6分，共24分）

9.某种油剂的密度为8×10²kg/m³，取该油剂0.8 mg滴在水面上，最后形成的油膜面积最大可达_______m².

10.分子间同时存在着引力和斥力，若分子间引力、斥力随分子间距离r的变化规律分别为f_引= ，f_斥= ，分子力表现为斥力时，r满足的条件是_______.

11.质量为M kg的铅块固定不动，质量为m kg的铅弹以一定的水平速度击中铅块并留在其中，它们的温度升高了12℃，若把铅块置于光滑水平面上，同样的铅弹击中它并留在其中，它们的温度升高了11℃.则铅块和铅弹的质量之比M/m=_______.

12.一容器内贮有稀薄空气，在0 ℃时其压强为3.73×10^-3 Pa，则此时容器内气体分子间的平均距离为_______ m.（结果只要求保留1位有效数字，大气压强p₀=1.0×10⁵ Pa，阿伏加德罗常数N_A=6.0×10²³ mol^-1）

㈢计算题（共36分）

13.（12分）已知水的密度ρ=1.0×10³ kg/m³，水的摩尔质量M=1.8×10^-2 kg/mol，求：

(1)1 cm³的水中有多少个水分子.

(2)估算一个分子的线度多大.

14.(12分）某瀑布落差为50 m，顶部流速为2 m/s，水流面积为6 m²，用它发电有65%的机械能转化为电能，其电功率为多大？

15.（12分）（2001年全国高考试题）“和平号”空间站已于2001年3月23日成功地坠落在南太平洋海域，坠落过程可简化为从一个近圆轨道（可近似看做圆轨道）开始，经过与大气摩擦，空间站的大部分经过升温、熔化、最后汽化而销毁，剩下的残片坠入大海.此过程中，空间站原来的机械能中除一部分用于销毁和一部分被残片带走外，还有一部分能量E′通过其他方式散失（不考虑坠落过程中化学反应的能量）.（1）试导出以下各物理量的符号表示散失能量E′的公式.（2）算出E′的数值（结果保留两位有效数字）.