1、全章闯关检测一、选择题1.在一杯清水中滴一滴墨汁,制成悬浊液在显微镜下进行观察。若追踪一个小炭粒的运动,每隔30 s把观察到的炭粒的位置记录下来,然后用直线把这些位置依次连接起来,就得到如图所示的折线。则以下判断正确的是()A.图中折线为小炭粒运动的轨迹 B.可以看出小炭粒的运动是无规则的C.记录的是炭分子无规则运动的状况D.可以看出炭粒越大布朗运动越明显答案B图中的折线由炭粒在不同时刻的位置连接而成,无法反映炭粒在任意时刻的位置,即该折线不是炭粒的运动轨迹,但能反映出炭粒的运动的无规则性,所以选项A和C错误而选项B正确。炭粒越小布朗运动越明显,故选项D错误。2.下列说法正确的是()A.外界对
2、气体做功,气体的内能一定增大B.气体从外界吸收热量,气体的内能一定增大C.气体的温度越低,气体分子无规则运动的平均动能越大D.气体的温度越高,气体分子无规则运动的平均动能越大答案D做功和热传递是改变物体内能的两种方式,A项未知热传递情况而B项未知做功情况,故无法判断气体内能的变化情况,A和B选项均错误;温度是分子热运动平均动能的标志,温度高的物体分子做无规则运动的平均动能也越大,故C项错误而D选项正确。3.一定质量的气体,在体积膨胀的过程中,气体对外界做了60 J的功,同时从外界吸收了40 J的热量,在这一过程中,该气体的内能的变化量是()A.增加了60 JB.增加了20 JC.减少了20 J
3、D.减少了100 J答案C由热力学第一定律U=Q+W 可得U=40 J+(-60) J=-20 J,该结果表明气体的内能减少了20 J,故选项C正确。4.关于物体的内能、温度和分子的平均动能,下列说法正确的是()A.温度低的物体内能一定小B.温度低的物体分子运动的平均动能一定小C.外界对物体做功时,物体的内能一定增加D.做加速运动的物体,由于速度越来越大,因此物体分子的平均动能一定增大 答案B温度低的物体分子平均动能一定小,但内能不一定小,选项B正确,A错误;外界对物体做功,若同时散热,物体的内能不一定增加,选项C错误;做加速运动的物体,速度越来越大,物体的动能越来越大但温度不一定升高,物体分
4、子的平均动能不一定增大,选项D错误。5.已知铜的摩尔质量为M,铜的密度为,阿伏加德罗常数为NA,下列说法正确的是()A.1个铜原子的质量为 NAM B.1个铜原子的质量为 MNAC.1个铜原子所占的体积为 MNA D.1个铜原子所占的体积为 MNA答案B由题知1个铜原子的质量为 MNA,1个铜原子所占的体积为 MNA,B正确,A、C、D错误。6.如图所示,为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线。下列说法正确的是()A.当r大于r1时,分子间的作用力表现为斥力B.当r小于r1时,分子间的作用力表现为引力C.当r等于r2时,分子间的引力和斥力都不存在D.在r由r1变到r2的过程中,分子间
5、的作用力做正功答案D分子间距等于平衡位置间距离(r0)时分子势能最小,由题给图像可知r2=r0。当r小于r0时分子力表现为斥力,故选项B错误;当r大于r1小于r2时分子力表现为斥力,而当r大于r2时分子力表现为引力,所以选项A错误;当r等于r2时引力和斥力都存在且大小相等,故选项C错误;r由r1变到r2的过程中分子力表现为斥力,分子力做正功,选项D正确。7.下列说法正确的是()A.布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒分子的无规则运动B.物体吸收热量,其温度一定升高C.做功和热传递是改变物体内能的两种方式D.知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏加德罗常数答案C布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动,故A选项错
6、误;若物体吸收热量的同时对外界做功,则物体的温度可能降低、升高或者不变,故选项B错误;若已知物质的摩尔质量和密度,则可知道该物质的摩尔体积,无法求出阿伏加德罗常数,故D选项错误。8.在下列叙述中,正确的是()A.物体里所有分子动能的总和叫做物体的内能B.定质量的气体,体积不变时,温度越高,气体的压强就越大C.对一定质量的气体加热,其内能一定增加D.随着分子间的距离增大分子间引力和斥力的合力一定减小答案B物体里所有分子动能和势能的总和叫做物体的内能,A错误;体积和温度是气体压强的两个宏观标志,当体积不变时,温度越高,气体的压强就越大,B正确;影响气体内能的方式有热传递和做功两种方式,故对一定量气
7、体加热时,其内能不一定增大,C错误;在r r0的一小段范围内,分子之间引力和斥力的合力是随距离增大而增大的,D错误。9.已知地球的半径为6.4103 km,水的摩尔质量为1.810-2 kg/mol,阿伏加德罗常数为6.021023 mol-1。设想将1 kg水均匀地分布在地球表面,则1 cm2的地球表面上分布的水分子数目约为()A.7103个B.7106个C.71010个D.71012个答案B1 kg水中的水分子总数n=mMNA=11.810-26.021023个=131026个地球表面积S=4R2=43.14(6.4106)2m251018cm2则1 cm2的地球表面上分布的水分子数n=n
8、S7106个。二、非选择题10.(多选)某学生在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时,计算结果偏大,可能是由于。A.油酸未完全散开B.油酸溶液浓度低于实际值C.计算油膜面积时,舍去了所有不足一格的方格D.求每滴体积时,1 mL的溶液的滴数多记了10滴答案AC解析由d=VS知,选项A、C会导致油膜面积偏小,计算出d偏大;选项B、D会使油酸体积偏小,计算出d偏小。11.有同学在做“研究温度不变时气体的压强跟体积的关系”实验时,用连接计算机的压强传感器直接测得注射器内气体的压强值,缓慢推动活塞,使注射器内空气柱从初始体积20.0 mL变为12.0 mL,实验共测了五次,每次体积值直接从注射器的刻度上
9、读各并输入计算机,同时由压强传感器测得对应体积的压强值,实验完成后,计算机屏幕上立刻显示出如下表中所示的实验结果。序号V(mL)p(105 Pa)pV(105 PamL)120.01.001 020.020218.01.095 219.714316.01.231 319.701414.01.403 019.642512.01.635 119.621(1)仔细观察不难发现,pV(10 PamL)一栏中的数值越来越小,造成这一现象的可能原因是()A.实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力不断增大B.实验时环境温度增大了C.实验时外界大气压强发生了变化D.实验时注射器内的空气向外发生了泄漏(2)根据你在(
10、1)中的选择,说明为了减小误差,应采取的措施是:。答案(1)D(2)在注射器活塞上涂上润滑油增加密封性解析(1)A、实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力不断增大,由于缓慢推动活塞,所以不影响研究温度不变时气体的压强跟体积的关系,故A错误。B、实验时环境温度增大了,根据根据气体方程,应该pV的乘积在变大,而实验数据pV的乘积在变小,故B错误。C、实验时外界大气压强发生了变化,对本实验没有影响,故C错误。D、实验时注射器内的空气向外发生了泄漏,所以实验只测得部分气体的pV的乘积,故D正确。故选D。(2)为了减小误差,应采取的措施是:在注射器活塞上涂上润滑油增加密封性。12.某压力锅结构如图所示,盖好密
11、封锅盖,将压力阀套在出气孔,给压力锅加热,当锅内气体压强达到一定值时,气体就把压力阀顶起。假定在压力阀顶起时,停止加热。(1)若此时锅内气体的体积为V,摩尔体积为V0,阿伏加德罗常数为NA,写出锅内气体分子数的估算表达式。(2)假定在一次放气过程中,锅内气体对压力阀及外界做功1.5 J,并向外界释放了2.5 J的热量,锅内原有气体的内能如何变化?变化了多少?答案(1)n=VV0NA(2)内能减少了4 J解析(1)锅内气体的物质的量为VV0则锅内气体分子的总数n=VV0NA(2)根据热力学第一定律得U=W+Q=-4 J即锅内气体内能减少,减少了4 J13.用放大600倍的显微镜观察布朗运动,估计
12、放大后的小碳粒体积为0.110-9 m3,碳的密度为2.25103 kg/m3,摩尔质量是1.210-2 kg/mol,阿伏加德罗常数为6.021023 mol-1,则:(1)该小碳粒含分子数约为多少个?(取一位有效数字)(2)假设小碳粒中的分子是紧挨在一起的,试估算碳分子的直径。答案(1)51010个(2)2.610-10 m解析(1)设小碳粒的实际体积为V=0.110-9(600)3 m3小碳粒的质量为m=V=1.010-15 kg含分子数为n=mMNA=1.010-151.210-26.021023(个)=51010(个)(2)将碳分子看成球体模型,则有Vn=43(d2)3=d36得d=
13、36Vn=3610-16216 510103.14 m=2.610-10 m14.如图所示为一汽缸内封闭的一定质量的气体的p-V图线,当该系统从状态a沿过程acb到达状态b时,有热量335 J传入系统,系统对外界做功126 J,求:(1)若沿adb过程系统对外做功42 J,则有多少热量传入系统?(2)若系统由状态b沿曲线过程返回状态a时,外界对系统做功84 J,系统是吸热还是放热?热量传递是多少?答案(1)251 J(2)放热293 J解析(1)沿acb过程,由热力学第一定律得U=W+Q=(-126+335) J=209 J沿acb过程,U=W+Q,Q=U-W=209-(-42) J=251
14、J(2)由ab,U=209 J从ba,U=-U=-209 J根据热力学第一定律有U=W+Q=84 J+Q,Q=(-209-84) J=-293 J,负号说明系统放出热量。15.用两种不同的金属丝组成一个回路,接触点1插在热水中,接触点2插在冷水中,如图所示,电流计指针会发生偏转,这就是温差发电现象。(1)这一实验是否违反热力学第二定律?(2)热水和冷水的温度是否会发生变化?(3)简述这一过程中能的转化情况。答案(1)不违反(2)热水温度降低,冷水温度升高(3)一部分内能转化为电能解析(1)温差发电现象中产生了电能是因为热水中的内能减少,一部分转化为电能,一部分传递给冷水,不违反热力学第二定律。
15、(2)实验过程中,热水的内能减少,一部分转移到低温物体,一部分转化为电能,故热水温度降低,冷水温度升高。(3)见答案。16.如图所示,一根两端开口、横截面积为S=2 cm2足够长的玻璃管竖直插入水银槽中并固定(插入水银槽中的部分足够深).管中有一个质量不计的光滑活塞,活塞下封闭着长L=21 cm的气柱,气体的温度为t1=7 ,外界大气压取p0=1.0105 Pa(相当于75 cm高的汞柱压强)。(1)若在活塞上放一个质量为m=0.1 kg的砝码,保持气体的温度t1不变,则平衡后气柱为多长?(g=10 m/s2)(2)若保持砝码的质量不变,对气体加热,使其温度升高到t2=77 ,此时气柱为多长?
16、(3)若在(2)过程中,气体吸收的热量为10 J,则气体的内能增加多少?答案(1)20 cm(2)25 cm(3)8.95 J解析(1)被封闭气体的初状态为p1=p0=1.0105 PaV1=LS=42 cm3,T1=280 K末状态压强p2=p0+mgS=1.05105 PaV2=L2S,T2=T1=280 K根据玻意耳定律,有p1V1=p2V2,即p1L=p2L2得L2=p1p2L=20 cm。(2)对气体加热后,气体的压强不变,p3=p2,V3=L3S,T3=350 K根据盖吕萨克定律,有V2T2=V3T3,即L2T2=L3T3得L3=T3T2L2=25 cm。(3)气体对外做的功W=p2Sh=p2S(L3-L2)=1.05 J根据热力学第一定律得U=W+Q=-1.05 J+10 J=8.95 J即气体的内能增加8.95 J。
