第十五章 微专题89　热学基本概念的理解(实验：用油膜法估测油酸分子的大小).docx

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1、第十五章热学微专题89热学基本概念的理解（实验：用油膜法估测油酸分子的大小）I.分子动理论、晶体和非晶体、液体和液晶、湿度、理想气体、气体压强等侧重记忆和理解2注意理论联系实际，用生活中实际知识解释相关现象.1.已知阿伏加德罗常数为NA（mol）,某气体物质的摩尔质量为M（kgmol）,该物质的密度为Xkgm3）,则下列叙述中正确的是（）A.该物质1个分子的质量是备/VAB.该物质1个分子的大小是著Q/VaC. 1kg该物质所含的分子个数是NaD. 1kg该物质所含的分子个数是如a答案D解析 该物质1个分子的质量是*选项A错误：该物质1个分子占有的空间大小是NapN选项B错误；1 kg该物质所

2、含的分子个数是=Na,选项C错误，D正确.2.（多选）以下关于布朗运动的说法错误的是（）A.布朗运动证明，组成固体小颗粒的分子在做无规则运动B. 一锅水中撒一点儿胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚，这说明温度越高布朗运动越激烈C.在显微镜下可以观察到煤油中小颗粒灰尘的布朗运动，这说明煤油分子在做无规则运动D.扩散现象和布朗运动都证明分子在做永不停息地无规则运动答案AB解析 布朗运动反映了液体分子在做无规则运动，它是固体颗粒的运动，不属于分子运动，故A错误；水中胡椒粉的运动是水的对流引起的，不是布朗运动，故B错误；显微镜下可以观察到煤油中小颗粒灰尘受到液体分子频繁碰撞，而出现了布朗运动，这说明

3、煤油分子在做无规则运动，故C正确；根据分子动理论可知，扩散现象就是分子的无规则运动，布朗运动反应分子的无规则运动，两者都证明分子在做永不停息地无规则运动，故D正确.3 .关于分子热运动和温度，下列说法正确的是（）A.水凝结成冰，表明水分子的热运动已停止B.波涛汹涌的海水上下翻腾，说明水分子热运动剧烈C.温度越高布朗运动越剧烈，是因为悬浮微粒的分子平均动能变大了D.物体的温度越高，分子的平均动能越大答案D解析分子热运动永不停息，水凝结成冰，但分子热运动没有停止，故A错误；液体上下翻滚是宏观运动，而分子热运动是微观现象，故B错误；温度越高布朗运动越剧烈，是因为液体分子的平均动能变大了，故C错误；温

4、度是分子平均动能的标志，物体温度越高，分子的平均动能越大，故D正确.4 .（多选）如图所示，横坐标厂表示两个分子间的距离，纵坐标尸表示两个分子间引力、斥力的大小，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，则下列说法中正确的是（）A.为引力曲线，为斥力曲线，e点横坐标的数量级为l（mB.而为斥力曲线，为引力曲线，e点横坐标的数量级为10 mC.当两分子间距离在八）附近时，若两个分子间距离增加，分子间斥力减小得比引力更快D.若，=%,则分子间没有引力和斥力答案AC解析 在产一,图像中，在=）附近随着距离的增加，斥力比引力减小得快，则知出？为引力曲线，cd

5、为斥力曲线.题图中曲线交点e所对应r ro时，分子间距离的数量级为10一 m,分子间引力和斥力的合力为零，分子势能最小，故选A、C.5.两分子之间的分子力F、分子势能与与分子间距离，的关系图线如图甲、乙两条曲线所示（取无穷远处分子势能为0）.下列说法正确的是（）A.甲图线为分子势能与分子间距离的关系图线B.当尸=厂0时，分子势能为零C.两分子在相互靠近的过程中，在，,八）阶段，尸做正功，分子动能增大，分子势能减小D.两分子从相距r=%开始随着分子间距离的增大，分子力先减小后一直增大答案C解析在r=n）时，分子势能最小，但不为零，此时分子力为零，所以题图乙中图线为分子势能与分子间距离的关系图线，

6、故A、B错误；在厂为阶段，分子力表现为引力，两分子在相互靠近的过程中，分子力尸做正功，分子动能增大，分子势能减小，故C正确；由题图甲可知，两分子从相距r=%开始随着分子间距离的增大，分子力先增大后一直减小，故D错误.6 . （2022.重庆市万州第一中学高三月考）对于一定质量的实际气体，下列说法正确的是（）A.温度不变、体积增大时，内能一定减小B.气体的体积变化时，内能可能不变C.气体体积不变，温度升高，内能可能不变D.流动的空气一定比静态时内能大答案B解析 内能是所有分子热运动的动能与分子势能的总和，温度不变，分子热运动平均动能不变，体积增大，分子势能增大，故内能增大，A错误；气体的体积变化

7、时，内能可能不变，比如体积增大的同时温度降低，B正确；气体体积不变，分子势能不变，温度升高，平均动能增大，故内能一定增大，C错误；内能与分子热运动的平均动能有关，与宏观的运动快慢无必然关系，D错误.7 .如图，两端开口、下端连通的导热汽缸，用两个轻质活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦.在截面积为5的左端活塞上缓慢加细砂，当活塞下降力高度时，活塞上细砂的总质量为?.在此过程中，用外力尸作用在右端活塞上，保持右端活塞位置不变.整个过程环境温度和大气压强po保持不变，重力加速度为g关于这个过程，下列说法正确的是（）F s J Li7ZZZZA.外力尸做正功8 .理想气体从外界吸热C.外

8、界对理想气体做功，气体内能增大D.理想气体与外界交换的热量小于poSh+mgh答案D解析外力尸作用在右端活塞上，活塞位置不变，可知在厂作用下没有位移，可知外力尸做功为零，故A错误；汽缸为导热汽缸，环境温度不变，所以气体状态变化过程中温度不变，温度是分子平均动能的标志，所以分子平均动能不变，对于一定质量的理想气体，内能只与分子平均动能有关，所以内能也不变，即有AU=O,此过程外界大气通过活塞对封闭气体做功为W=poShf活塞下降过程，因缓慢加细砂，故细砂通过活塞对气体做功为W2mght所以外界对气体做功W= W + W2poSh+mgh,根据AU=Q+W,可得Q=-W,即理想气体向外界释放热量，

9、向外界释放的热量小于poSz+帆加，故B、C错误，D正确.8 .对于实际的气体，下列说法正确的是（）A.气体的内能包括气体整体运动的动能B.冰箱能够把热量从低温物体传递到高温物体，所以它不遵循热力学第二定律C.第二类永动机因为违反了能量守恒定律所以无法实现D.两个分子间势能可能随这两个分子间距离减小而减小答案D解析 气体的内能包括所有分子做无规则热运动的动能和势能，故A错误；冰箱能使热量从低温物体传递到高温物体，要消耗电能，因此遵循热力学第二定律，故B错误；第二类永动机不违反能量守恒定律，违反了热力学第二定律，故C错误；当分子间引力和斥力大小相等时，分子势能最小，设此时的间距为八），当分子间距

10、大于八）时，分子间势能随这两个分子间距离减小而减小，故D正确.9 . （2022北京人大附中高三月考）在估测油酸分子大小的实验中，具体操作如下：取油酸1.0 mL注入2 500 mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到2 500 mL的刻度为止.摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸泗精溶液；用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数，直到达到1.0 mL为止，恰好共滴了 100滴；在边长约40 cm的浅水盘内注入约2 cm深的水，将细爽身粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸的酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有爽身粉，可

11、以清楚地看出油膜轮廓；待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油膜的形状；将画有油酸膜形状的玻璃板放在边长为1.0 cm的方格纸上.利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸的酒精溶液含油酸为P,油膜面积为 m2,求得的油酸分子直径为 m(此空保留一位有效数字).若阿伏加德罗常数为Na,油酸的摩尔质量为油酸的密度为p.则下列说法正确的是A. 1 kg油酸所含分子数为NaB. In?油酸所含分子数为鬻C. 1个油酸分子的质量为那D.油酸分子的直径约为像某同学实验中最终得到的油酸分子的直径和大多数同学的比较，数据都偏大.出现这种结果的原因，可能是.A.计算油酸膜面积时，错将所

12、有不完整的方格作为完整的方格处理B.水面上爽身粉撒的较多，油酸膜没有充分展开C.做实验之前油酸溶液搁置时间过长答案(l)41012 1.14 10-2(l12 10-2-1.19 102) 410-, (2)B (3)B解析(1)一滴油酸的酒精溶液含油酸的体积为V=9 JT I。“ m3=4 1O12 m34L JJ超过半格的有114格，故油膜面积为S= H4 I 104m2= 1.14 10-2m2.油酸分子直径为10-lm(2)1 kg油酸所含分子数为=削八=A错误；1 m3油酸所含分子数为N=*厂M=粤PNa= 哈,B正确；1个油酸分子的质量为恤=界，C错误；设油酸分子为球形且直径为d,

13、MVa则一个油酸分子的体积为=(5)3,油酸的摩尔体积为v=V3 / 6则阿伏加德罗常数可表示为Na=,联立可解得d=, D错误.，(Jf pJl V /(3)计算油酸面积时，错将所有不完整的方格作为完整的方格处理，使格数偏多，面积偏大，故直径测量值偏小，A错误；水面上爽身粉撒的较多，油酸膜没有充分展开，使面积测量值偏小，直径测量值偏大，B正确；做实脸之前油酸溶液摘置时间过长，酒精挥发使得油酸浓度变大，仍按原来的浓度计算,则计算值偏小，因此测量值就偏小，C错误.10.如图a, 一台四冲程内燃机，活塞在压缩冲程某段时间内移动的距离为0.1 m,这段过程活塞对气体的压力逐渐增大，其做的功相当于2X

14、 1（）3 N的恒力使活塞移动相同距离所做的功（图b甲）.内燃机工作时汽缸温度高于环境温度，该过程中压缩气体传递给汽缸的热量为 25 J.求上述压缩过程中气体内能的变化量；燃烧后的高压气体对活塞做功，气体推动活塞移动0.1 m,其做的功相当于9X103 n的恒力使活塞移动相同距离所做的功（图b乙），该做功过程气体传递给汽缸的热量为30 J,求此做功过程气体内能的变化量.ab答案（1）175 J减少了 930 J解析（1）压缩过程活塞对气体做的功=F1=21030.1 J = 200J气体内能的变化量AU = W + Q=200 J25 J=175 J气体膨胀过程中气体对外界所做的功W2 = F22=-91030.1 J=-900J气体内能的变化量 AU2=W2+Q2= - 90（） J30 J= - 93（） J汽缸内气体在压缩过程中内能增加了 175J,在膨胀做功过程中气体内能减少了 930 J.