A.分子力先减小后增加
B.分子力先减小再增加然后再减小
C.分子势能先减小后增加
D.分子势能先增大后减小
解析:
rr0时,分子力为引力,故分子间距由r1变到r2的过程中,分子力先减小到零,再增加,然后再减小逐渐趋近零,A、B的情况都有可能,即选项A、B正确;分子力先做正功后做负功,故分子势能先减小而后增大,C正确.
答案:
ABC
3.(多选题)质量相等的氢气和氧气温度相同,若不考虑分子间的势能,则( )
A.氢气的内能较大
B.氧气的内能较大
C.两者的内能相等
D.氢气和氧气分子的平均动能相等
解析:
因为氢的摩尔质量小,故同质量的氢气和氧气,氢气的分子数多,内能大.
答案:
AD
4.轨道车运行时,车与轨道摩擦使轨道温度升高.下列说法正确的是( )
A.温度升高,但轨道的内能不增加
B.温度升高,但轨道不会产生热辐射
C.摩擦生热与摩擦生电一样,都涉及能量转化
D.轨道对车的摩擦力方向与车的运动方向无关
解析:
温度是分子平均动能的标志,对于轨道,温度升高时分子平均动能增大,其内能也增大,A错误.轨道温度升高后与周围环境间存在温度差而发生热传递,其中包括传导、对流、辐射三种方式,B错误.从能量转化的情况来看,摩擦生热是机械能转化为内能,摩擦生电是机械能转化为电能,故C正确.轨道对车的摩擦力方向总是在作为动力时与车的运动方向相同,作为阻力时与车的运动方向相反,故D错误.
答案:
C
5.(多选题)下列事例能说明分子间有相互作用力的是( )
A.金属块经过锻打能改变它原来的形状而不断裂
B.拉断一根钢绳需要用一定的外力
C.食盐能溶于水而石蜡却不溶于水
D.液体一般很难压缩
解析:
金属块锻打后能改变形状而不断裂,说明分子间有引力;拉断钢绳需要一定外力,也说明分子间有引力;而液体难压缩说明分子间存在斥力;食盐能溶于水而石蜡不溶于水是由物质的溶解特性决定的,与分子间的相互作用力无关,故答案为A、B、D.
答案:
ABD
6.(多选题)人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程,以下说法正确的是( )
A.液晶的分子势能与体积有关
B.晶体的物理性质都是各向异性的
C.温度升高,每个分子的动能都增大
D.露珠呈球状是由于液体表面张力的作用
解析:
液晶是一类处于液态和固态之间的特殊物质,其分子间的作用力较强,在体积发生变化时需要考虑分子间力的作用,分子势能和体积有关,A正确.晶体分为单晶体和多晶体,单晶体物理性质表现为各向异性,多晶体物理性质表现为各向同性,B错误.温度升高时,分子的平均动能增大,但不是每一个分子动能都增大,C错误.露珠由于受到表面张力的作用,表面积有收缩到最小的趋势即呈球形,D正确.
答案:
AD
7.温度都是0℃的水和冰混合时,以下说法正确的是( )
A.冰将熔化成水
B.水将凝固成冰
C.如果水比冰多的话,冰熔化;如果冰比水多的话,水结冰
D.都不变,冰水共存
解析:
因为水和冰的温度均为0℃,它们之间不发生热交换,故冰和水可以共存,而且含量不变,故D正确.
答案:
D
8.一个玻璃瓶中装有半瓶液体,拧紧瓶盖经过足够长一段时间后,则( )
A.不再有液体分子飞出液面
B.停止蒸发
C.水蒸气中不再有分子进入液体中
D.在相同时间内从液体里飞出去的分子数等于返回液体的分子数,液体的饱和汽压达到了动态平衡
解析:
当液面上方的气体内所含的分子数达到饱和汽压后,处于动态平衡状态,但仍有分子跑出,只不过返回的分子数与跑出的分子数相等,故A、B、C全错,D项正确.
答案:
D
9.关于热力学定律,下列说法正确的是( )
A.在一定条件下物体的温度可以降到0K
B.物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功
C.吸收了热量的物体,其内能一定增加
D.压缩气体总能使气体的温度升高
答案:
B
10.如图中气缸内盛有定量的理想气体,气缸壁是导热的,缸外环境保持恒温,活塞与气缸壁的接触是光滑的,但不漏气.现将活塞杆与外界连接,使其缓慢地向右移动,这样气体将等温膨胀并通过杆对外做功.若已知理想气体的内能只与温度有关,则下列说法正确的是( )
A.气体是从单一热源吸热,全用来对外做功,因此此过程违反热力学第二定律
B.气体从单一热源吸热,但并未全用来对外做功,所以此过程不违反热力学第二定律
C.气体是从单一热源吸热,全用来对外做功,但此过程不违反热力学第二定律
D.A、B、C项三种说法都不对
解析:
热力学第二定律从机械能与内能转化过程的方向性来描述是:
不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他变化.本题中如果没有外界的帮助,比如外力拉动活塞杆使活塞向右移动,使气体膨胀对外做功,导致气体温度略微降低,是不可能从外界吸收热量的,即这一过程虽然是气体从单一热源吸热,全用来对外做功,但引起了其他变化,所以此过程不违反热力学第二定律.
答案:
C
11.如图所示,用一跟与活塞相连的细线将绝热气缸悬挂在某一高度静止不动,气缸开口向上,内封闭一定质量的气体,缸内活塞可自由活动且不漏气.现将绳剪断,让气缸自由下落,则下列说法正确的是( )
A.气体压强减小,内能增大
B.外界对气体做功,气体内能不变
C.气体的压强增大,内能增大
D.气体对外界做功,气体内能减小
解析:
通过对气缸的受力分析可知气体的压力为p0-
,当气缸自由下落时,气体的压强变为p0,所以气体压强增大,气体体积减小,外界对气体做功,所以气体的内能增加,温度升高,C正确.
答案:
C
12.(多选题)关于气体向真空中扩散的规律的叙述中正确的是( )
A.气体分子数越少,扩散到真空中的分子全部回到原状态的可能性越大
B.气体分子数越多,扩散到真空中的分子全部回到原状态的可能性越大
C.扩散到真空中的分子在整个容器中分布越均匀,其宏观态对应的微观态数目越大
D.气体向真空中扩散时,总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行
解析:
气体分子向真空中扩散时,分子数越少,分子全部分布于原状态下即全部回到原状态的概率越大;分子数越多,分子全部分布于原状态下即全部回到原状态的概率越小,则A正确、B错误.扩散到真空中的分子在整个容器中均匀分布的概率最大,即其宏观态对应的微观态最多,并且这一宏观态的无序性最强,C、D正确.
答案:
ACD
第Ⅱ卷(非选择题,共52分)
二、实验题(本题有2小题,共14分.请按题目要求作答)
13.(6分)在做“用油膜法估测分子直径的大小”的实验中,备有以下器材:
用酒精稀释过的油酸、滴管、痱子粉、浅盘及水、玻璃板、彩笔,还缺少的器材有__________________________.
答案:
量筒、坐标纸(6分)
14.(8分)在做“用油膜法估测分子的大小”实验中,
(1)实验简要步骤如下:
A.将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去,多于半个的算一个),再根据方格的边长求出油膜的面积S;
B.将一滴酒精油酸溶液滴在水面上,待油酸薄膜的形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上;
C.用浅盘装入约2cm深的水,然后用痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上;
D.用公式L=
求出薄膜厚度,即油酸分子的大小;
E.根据酒精油酸溶液的浓度,算出一滴溶液中纯油酸的体积V;
F.用注射器或滴管将事先配制好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒,记下量筒内增加一定体积时的滴数.
上述实验步骤的合理顺序是____________________.
(2)该实验中,油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL.用注射器得1mL上述溶液中有液滴50滴.1滴该溶液得到的油膜的轮廓形状如图所示,坐标纸中正方形小方格的边长为20mm.根据上述数据,估测出油酸分子的直径为______________.(保留一位有效数字)
答案:
(1)CFBAED 或FECBAD(4分)
(2)5×10-10m.(4分)
三、计算题(本题有3小题,共38分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
15.(12分)已知地球表面积为S,空气的平均摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,大气压强为p0,写出地球周围大气层的空气分子数的表达式.若S=5.1×1014m2,M=2.9×10-2kg/mol,NA=6.0×1023mol-1,p0=1.0×105Pa,则地球周围大气层的空气分子数约为多少个?
(取两位有效数字)
解析:
设大气层中气体的质量为m,由大气压强产生的原因得:
mg=p0S,(3分)
N=
NA(4分)
所以,分子数N=
(2分)
代入数值得:
N=
=1.1×1044(个).(3分)
答案:
N=
1.1×1044个
16.(12分)一电炉的功率P=200W,将质量m=240g的固体样品放在炉内,通电后的电炉内的温度变化如图所示.设全部电能转化为热能并全部被样品吸收,求:
该固体样品的熔点和熔化热为多大?
解析:
由熔化曲线上温度不变的部分可找出熔点,根据熔化时间和电炉功率可知电流做功的多少,这些功全部转化为热并全部用于样品的熔化.
样品的熔点为60℃,熔化时间t=2min,电流做功W=Pt,设样品的熔化热为λ,样品熔化过程中共吸收热量Q=λm.(4分)
由W=Q,即Pt=λm.(4分)
整理并代入数据计算得
λ=
=
J/kg=1×105J/kg.(4分)
答案:
60℃ 1×105J/kg
17.(14分)如图所示,封闭有一定质量气体的气缸固定在水平桌面上,开口向右放置,活塞的横截面积为S.活塞通过轻绳连接了一个质量为m的小物体,轻绳跨在定滑轮上.开始时气缸内外压强相同,均为大气压p0(mg(1)气体体积减半时的温度T1;
(2)在pV图象中画出气体变化的整个过程.
解析:
(1)设初始气体体积为V,根据理想气体状态方程
=
,(5分)
得T1=
T0.(4分)
(2)如图所示(5分)
答案:
(1)
T0
(2)见解析图