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1、第十一章 熱學(xué) 課時作業(yè)32 分子動理論 內(nèi)能
時間:45分鐘 滿分:100分
一、選擇題(8×8′=64′)
1.關(guān)于布朗運動,下列說法正確的是( )
A.布朗運動是指懸浮在液體中的微粒分子的無規(guī)則運動
B.布朗運動的無規(guī)則性反映了液體分子運動的無規(guī)則性
C.液體溫度越高,布朗運動越劇烈
D.懸浮微粒越小,在某一瞬間撞擊它的液體分子數(shù)就越少,布朗運動越不明顯
解析:布朗運動是指懸浮在液體中的微粒的運動,仍屬于宏觀物體的運動,并非分子的運動,所以A錯;布朗運動的原因是由于液體分子的頻繁撞擊,所以布朗運動的無規(guī)則性反映了液體分子運動的無規(guī)則性,B正確;液體溫度越高,液體分子
2、熱運動越劇烈,布朗運動表現(xiàn)越明顯,C正確;懸浮微粒越小,分子對它的撞擊越不能平衡而容易顯示出來,所以布朗運動越明顯,D錯誤.
答案:BC
2.從下列哪一組物理量可以算出氧氣的摩爾質(zhì)量( )
A.氧氣的密度和阿伏加德羅常數(shù)
B.氧氣分子的體積和阿伏加德羅常數(shù)
C.氧氣分子的質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)
D.氧氣分子的體積和氧氣分子的質(zhì)量
解析:摩爾質(zhì)量M、氧氣分子的質(zhì)量m和阿伏加德羅常數(shù)NA的關(guān)系是:M=NA·m,故C選項正確.
答案:C
3.某氣體的摩爾質(zhì)量為M,摩爾體積為V,密度為ρ,每個分子的質(zhì)量和體積分別為m和V0,則阿伏加德羅常數(shù)NA可表示為( )
A.NA=
3、 B.NA=
C.NA= D.NA=
解析:氣體的體積是指氣體所充滿的容器的容積,它不等于氣體分子個數(shù)與每個氣體分子體積的乘積,所以A、D錯.由質(zhì)量、體積、密度關(guān)系可推知B、C正確.
答案:BC
4.下列有關(guān)溫度的各種說法中正確的是( )
A.溫度低的物體內(nèi)能小
B.溫度低的物體,其分子運動的平均速率也必然小
C.做加速運動的物體,由于速度越來越大,因此物體分子的平均動能越來越大
D.0℃的鐵和0℃的冰,它們的分子平均動能相同
解析:從宏觀上決定物體內(nèi)能的是物體中所含分子的摩爾數(shù)、溫度和體積三個因素.溫度是分子平均動能的標(biāo)志,溫度低只能表明分子的平均動能?。肿悠?/p>
4、均速率的大小還要看分子的質(zhì)量,所以平均速率大小不定,由此判斷選項A、B錯誤;做加速運動的物體,其宏觀動能逐步增大,但是物體的溫度未必升高,所以分子的平均動能變化情況不能確定,選項C錯誤;溫度表征了分子的平均動能,鐵和冰的溫度既然相同,則分子的平均動能必然相等,選項D正確.
答案:D
5.下面所列舉的現(xiàn)象,能說明分子是不斷運動著的是( )
A.將香水瓶蓋打開后能聞得到香味
B.汽車開過后,公路上塵土飛揚
C.灑在地上的水,過一段時間就干了
D.懸浮在水中的花粉做無規(guī)則的運動
解析:擴散現(xiàn)象和布朗運動都能說明分子在不停地做無規(guī)則運動.香水的擴散、水分子在空氣中的擴散以及懸浮在水中花
5、粉的運動都說明了分子是不斷運動的,故A、C、D均正確;而塵土不是單個分子,是顆粒,所以塵土飛揚不是分子的運動.
答案:ACD
6.如圖1所示為懸浮在水中的一花粉微粒的布朗運動的情況.在一段時間內(nèi)從A點開始計時,每隔30 s記下一個位置,依次記為B、C、D、E、F,則( )
圖1
A.圖中的折線為此花粉的運動軌跡
B.2 min內(nèi),此花粉的位移大小是AE
C.第15 s時,此花粉應(yīng)在AB的中點
D.以上說法都不正確
答案:B
7.下列關(guān)于熱力學(xué)溫標(biāo)的說法不正確的是( )
A.熱力學(xué)溫度的零度是-273.15℃,叫絕對零度
B.熱力學(xué)溫度的每一度的大小和攝氏溫度是
6、相同的
C.絕對零度是低溫的極限,永遠達不到
D.1℃就是1 K
解析:熱力學(xué)溫度和攝氏溫度的每一度大小是相同的,兩種溫度的區(qū)別在于它們的零值規(guī)定不同,所以A、B、C正確;據(jù)T=(273.15+t) K知1℃為274.15 K,所以D不正確.
答案:D
8.雨滴下落,溫度逐漸升高,在這個過程中,有關(guān)說法正確的是( )
A.雨滴內(nèi)分子的勢能都在減小,動能在增加
B.雨滴內(nèi)每個分子的動能都在不斷增加
C.雨滴內(nèi)水分子的平均速率不斷增大
D.雨滴內(nèi)水分子的勢能在不斷增大
解析:根據(jù)題目只可以確定分子的平均動能在增大,當(dāng)然分子的平均速率也在增大.
答案:C
二、計算題(3×1
7、2′=36′)
9.某學(xué)校物理興趣小組組織開展一次探究活動,想估算地球周圍大氣層空氣的分子個數(shù).一學(xué)生通過網(wǎng)上搜索,查閱得到以下幾個物理量數(shù)據(jù):已知地球的半徑R=6.4×106 m,地球表面的重力加速度g=9.8 m/s2,大氣壓強p0=1.0×105 Pa,空氣的平均摩爾質(zhì)量M=2.9×10-2 kg/mol,阿伏加德羅常數(shù)NA=6.0×1023 mol-1.
(1)這位同學(xué)根據(jù)上述幾個物理量能估算出地球周圍大氣層空氣的分子數(shù)嗎?若能,請說明理由;若不能,也請說明理由.
(2)假如地球周圍的大氣全部液化成水且均勻分布在地球表面上,估算一下地球半徑將會增加多少?(已知水的密度ρ=1.0×
8、103 kg/m3)
解析:(1)能.因為大氣壓強是由大氣重力產(chǎn)生的,由
p0==,得m=
把查閱得到的數(shù)據(jù)代入上式得m=5.2×1018 kg
所以大氣層空氣的分子數(shù)為n=NA=1.1×1044個.
(2)可求出液化后的體積為
V== m3=5.2×1015 m3
設(shè)大氣液化后液體水分布在地球表面上時,地球半徑增加h,則有
π(R+h)3-πR3=V
得3R2h+3Rh2+h3=V
考慮到h?R,忽略h的二次項和三次項,得
h== m≈10 m
答案:(1)能'1.1×1044個'(2)10 m
10.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,有體積為V的水和體積為V的可認為是理想氣體的水蒸氣
9、.已知水的密度為ρ,阿伏加德羅常數(shù)為NA,水的摩爾質(zhì)量為MA,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下水蒸氣的摩爾體積為VA,求:
(1)標(biāo)準(zhǔn)狀況下水分子與水蒸氣分子的平均動能的大小關(guān)系.
(2)它們中各有多少個水分子.
解析:(1)溫度是分子平均動能的標(biāo)志.標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,水和水蒸氣的溫度相同,因此它們分子的平均動能相等.
(2)對體積為V的水,質(zhì)量為M=ρV①
分子個數(shù)為N=NA②
解①②得N=NA.
對體積為V的水蒸氣,分子個數(shù)為N′=NA.
答案:(1)相等'(2)NA NA
11.離子顯微鏡由半徑約為10 cm的球形玻璃容器和一根鎢針組成,鎢針的針尖放在容器的中心,如圖2甲所示,針尖的表面可以看做
10、是半徑非常小的球面.近代金屬加工技術(shù)可以做到使這個球面半徑約為5×10-6 cm.在球形容器的內(nèi)表面涂上一薄層導(dǎo)電物質(zhì),像電視熒光屏那樣,在快速粒子的打擊下可以發(fā)光.在導(dǎo)電層和針尖之間加上高電壓,使導(dǎo)電層帶負電,針尖帶正電.在球形容器中充滿低壓氦氣,當(dāng)無規(guī)則運動的氦原子與針尖上的鎢原子碰撞時,由于氦原子失去電子成為正離子,氦離子在電場力作用下沿球半徑運動,以很大的速度打到球形容器的內(nèi)表面上使之發(fā)光,這樣,就出現(xiàn)了鎢針針尖上原子分布的圖樣.如圖2乙所示,弧長ab表示相鄰兩個鎢原子間的距離,弧長AB表示它們在球形容器內(nèi)表面上的像之間的距離,現(xiàn)測得弧長AB=4×10-2 cm,試計算:
(1)離子顯微鏡的放大率.
(2)估算鎢原子的直徑.
解析:(1)由題意知離子顯微鏡的放大率應(yīng)理解為觀察到的像長與物長之比,即放大率n====2×106倍.
(2)為兩個鎢原子之間的距離,亦等于一個鎢原子的直徑D,故
D==·=×4×10-2 cm=2×10-8 cm
答案:(1)2×106 倍'(2)2×10-8 cm