内容正文:
hh
长,根据Δx=
L
dλ
,可知用同一装置对
a 光和b光进行双缝干涉实验,b 光在
光屏 上 得 到 的 条 纹 间 距 较 小,故 D
正确。
8.AC 根 据 光 子 的 能 量 表 达 式 有ε=
h
c
λ
,光子的能量与波长成反比,所以
光子能量之比Ea︰Eb=1︰k,则A正
确;根据光电效应方程有Ek=h
c
λ -
W0,光电子最大初动能与光子的能量
是线性关系不是正比关系,则B错误;
由干涉条纹间距的公式有Δx=
l
dλ
,
干涉条 纹 间 距 与 波 长 成 正 比,所 以 干
涉条纹间距之比为Δxa︰Δxb=k︰1,
则C正确;根据全反 射 的 临 界 角 公 式
sin
C=
1
n
,临界角的正弦值与折射率
成反比,临界角与波长不是反比关系,
则D错误。
9.(1)60°
3R
c
(2)30°
解析:(1)光经过立方体表面折射后到
达内圆面上的B 点,由题意可知,入射
角为θ,折射角为∠OAB=30°,由折射
定律有n= 3=
sin
θ
sin
30°
,解得θ=60°,根
据几何关系可得AB= (2R)2-R2=
3R,根据n=
c
v
,则从A 到B 的时间
t=
AB
v =
3R
c
。(2)如图光束以入射角α
由A 点进入光学元件内折射到内圆面
C 点,如果在C 点发生全反射,则光束
在球面上的入射角∠ACD 等于临界角
C,则有sin
C=
1
n
,
由正弦定理有
sin∠ACO
AO =
sin∠CAO
CO
,解
得sin∠CAO =
3
6
,由 折 射 率 n=
sin
α
sin∠CAO
,解 得 sin
α =
1
2
,所 以
α=30°。
10.(1) n2-1
(2)
d
2
2-n2
n2-1
≤b≤
d+2a
2
2-n2
n2-1
解析:(1)设激光在 M 内发生全反射
的入射角为α,从 M 下端射出时的入
射角为β,光路图如图,
激光在 M 内发生全反射,故sin
α≥
1
n
,由 几 何 关 系 得:α+β=90°,则
sin
β≤
n2-1
n
,根 据 折 射 定 律 得:
n=
sin
θ
sin
β
,则 最 大 偏 角 的 正 弦 值 为
sin
θ= n2-1。
(2)作光路图如图:
当光线刚好能照到 N 下端最左侧时,
玻璃丝下端面到被测物体距离b1=
d
2tan
θ
,光线刚好能照全部覆盖 N 下
端时,玻璃丝下端面到被测物体距离
b2=
d+2a
2tan
θ
,sin
θ= n2-1,则tan
θ=
sin
θ
cos
θ=
n2-1
1-(n2-1)
=
n2-1
2-n2
,则玻
璃丝下 端 面 到 被 测 物 体 距 离 的 范 围
为
d
2
2-n2
n2-1
≤b≤
d+2a
2
2-n2
n2-1
。
第十四章 热学
课时作业37 分子动理论 内能
1.D 热量不能自发地从低温物体传到
高温物体,故 A错误;
分子 距 离 小 于
平衡距离 时,两 分 子 间 距 离 增 大 到 平
衡距离的过程中,分子势能减小,故B
错误;布朗运动是小颗粒的运动,反映
液体分子的无规则运动,故C错误;物
体吸收热 量 的 同 时 对 外 做 功,温 度 不
一定升高,故D正确。
2.C 温度是分子平均动能的标志,温度
越高,分 子 的 热 运 动 越 剧 烈,由 图 可
知,T2 温度下,分子速率较大的分子数
比较多,则其分子平均动能较大,温度
较高,故T1<T2,A、D不符合题意;温
度是分子 平 均 动 能 的 标 志,是 大 量 分
子运动的统计规律,温度升高时,气体
分子中速率大的分子所占的比例会增
加,但不是每一个分子的速率都增大,
B不符合题意,C符合题意。
3.C 题图中的折线是每隔一定的时间
炭粒的位 置 的 连 线,是 由 于 水 分 子 撞
击做无规 则 运 动 而 形 成 的,说 明 水 分
子的无规 则 运 动,不 能 说 明 碳 分 子 运
动也是无 规 则 的,A 错 误;炭 粒 越 小,
在某一 瞬 间 跟 它 相 撞 的 水 分 子 数 越
少,撞击 作 用 的 不 平 衡 性 表 现 得 越 明
显,B错误;扩散可发生在液体和固体
之间,故观察炭粒运动时,可能有水分
子扩散到载物片的玻璃中,C正确;将
水的温度 降 低 至 零 摄 氏 度,炭 粒 的 运
动会变慢,但不会停止,D错误。
4.D 一个油酸分子的质量为 m0=
M
NA
,
所以A错误;一个油酸分子的体积为
V0=
Vmol
NA
,所以B错误;油酸的密度为
ρ=
M
Vmol
=
m
V
,所以C错误;油 酸 分 子
的直径为d=
V
S
,所以D正确。
5.B 温度是分子平均动能的标志,温度
升高,分子的平均动能增大,故热水分
子的平均动能比水蒸气的小,故 A错
误;内能与物质的量、温度、体积有关,
相同质量 的 热 水 和 水 蒸 气,热 水 变 成
水蒸 气,温 度 升 高,体 积 增 大,吸 收 热
量,故热 水 的 内 能 比 相 同 质 量 的 水 蒸
气的小,故B正确;温度越 高,分 子 热
运动的平均速率越大,45
℃的热水中
的分子平均速率比100
℃的水蒸气中
的分子平 均 速 率 小,由 于 分 子 运 动 是
无规则的,并 不 是 每 个 分 子 的 速 率 都
小,故C错误;温度越高,分子热运 动
越剧烈,故D错误。
6.B 首先要求出塑料袋内气体的物质
的量n,V=560
mL=560×10-3
L,
n=
V
V0
=
560×10-3
22.4
mol=0.025
mol,
包 含 分 子 数 为 N =nNA =0.025×
6.02×1023 个=1.5×1022 个,由此可
知B项正确。
7.B 经过C 点前后乙分子的运动方向
不变,A错误;加速度大小与力的大小
成正比,方向与力相同,故B正 确;分
子动能不可能为负值,故C错误;乙分
子从A 处由静止释放,分子势能不可
能增大到正值,故D错误。
8.D PM2.5是指大气中直径小于或等
于2.5微米的颗粒物,它的运动不是分
子热运动,故A错误;温度是分子平均
动能的标 志,温 度 相 同 的 氧 气 和 臭 氧
气体,分子平均动能相等,故B错 误;
当分子力 表 现 为 引 力 时,分 子 间 距 离
减小时,分 子 力 做 正 功,分 子 势 能 减
小,故C错误;用油膜法测出油酸分子
直径后,可 估 算 出 每 个 油 酸 分 子 的 体
积,再用 油 酸 的 摩 尔 体 积 除 以 每 个 油
酸分子的体积即可估算出阿伏加德罗
常数,故D正确。
9.ABC 温 度 是 分 子 平 均 动 能 的 标 志,
所以温度不变,分子的平均动能不变,
故A正确;物体的温度越高,分子热运
动越剧烈,故B正确;物体的内能就是
物体内部所有分子的动能和分子势能
的总和,故C正确;布朗运动是由液体
分子之间 的 不 规 则 运 动 引 起 的,故 D
错误。
10.B 布朗运动不是分 子 的 运 动,是 微
粒的运动,故 A错误;从上午7点到
下午1点,温度升高,分子平均动能增
大,空气分子中速率较大的分子所占
总分子比例逐渐变大,故B正 确;若
温度降为8
℃,水蒸气液化,是气态变
为液 态,分 子 间 距 变 小,则 分 子 引 力
和斥力同时增大,故C错误;若温 度
降为8
℃,水蒸气液化为露珠的过程
中,放出热量、内能减少,但水蒸气液
化过 程 中 温 度 不 变、平 均 动 能 不 变,
则气体分子势能减小,故D错误。
11.A 当r=r0 时分子力表现为零,可
知图1为分子间作用力与分子间距离
的关系图像,由图1可知,当两分子相
互接近过程中,分子间的作用力先增
大后减小再增大,故 A正确;当两分
子相互接近过程中,由图2可知,分子
势能先减小后增大,故B错 误;因 为
分子间 的 作 用 力 先 增 大 后 减 小 再 增
大,则分子运动的加速度先增大后减
小再增大,故C错误;因分子力先 做
正功后做负功,则分子的动能先增大
后减小,故D错误。
12.(1)
3
5
301×10
-6
m (2)1.8×
1016 个
-674-
参
考
答
案
解析:(1)房间内一 氧 化 碳 分 子 个数
N=
m
M NA=
84×10-3
28 ×6.02×10
23
个=1.806×1021 个,设分子间平均距
离 为d,由 Nd3=V,得d=
3V
N =
3
30
1.806×1021
m=
3
5
301×10
-6
m。
(2)呼吸一次吸入的一氧化碳分子数
n=
V0
VN=
300×10-6
30 ×1.806×10
21
个=1.8×1016 个。
课时作业38 固体、液体和气体
1.C 单片雪花会呈现旋转角度为六十
度的旋转 对 称 结 构,体 现 了 雪 花 凝 结
时具有各 向 异 性,是 单 晶 体。雪 花 是
固体颗粒,飞 舞 时 是 宏 观 上 的 机 械 运
动,不能说明分子在做无规则运动。
2.B 水黾未下沉,未排开水,浮力为零,
停在水面而不沉因为液体表面张力的
存在,故A错误;乙图中将棉线圈中肥
皂膜刺破后,扩成一个圆孔,是表面张
力作用的结果,故B正确;浸润液体情
况下容器 壁 对 液 体 的 吸 引 力 较 强,附
着层内分子密度较大,分子间距较小,
故液体分 子 间 作 用 力 表 现 为 斥 力,附
着层内液 面 升 高,故 浸 润 液 体 呈 凹 液
面,不浸润液体呈凸液面,故C错误;
玻璃管的 裂 口 在 火 焰 上 烧 熔 后,它 的
尖端会变钝,是表面张力的原因,不是
浸润现象,故D错误。
3.A 沿O1O'1 和O2O'2 两对称轴测长
方体所得阻值相等,根据电阻定律R=
ρ
l
S
可知该物质沿O1O'1 和O2O'2 方
向电阻率 不 同,即 表 现 出 各 向 异 性 的
物理性质,所以为单晶体,故 A正确,
B、C、D错误。
4.B 根据理想气体状态方程及曲线均
为反比例 函 数 曲 线 的 一 部 分,可 得 曲
线Ⅰ为等温 变 化,故 可 得a、b 两 点 的
温度相同,A错误;根据理想气体状态
方程,知a 到c为等压变化,即有
Ta
Tc
=
Va
Vc
=
1
2
,B正确;根据理想气体状态方
程,知pd
pc
=
Vc
Vd
=
2
3
,故pa
pd
=
3
2
,同 理
pa
pb
=
Vb
Va
=3,故
pd
pb
=2,C、D错误。
5.B 由玻意耳定律p2L2S=C2,p2=
p1+ρgh,p1L1S=C1,把玻璃管缓慢
向上提起,L2 增大,p2 减小,p1 减小,
L1 增大,B正确,A、C、D错误。
6.BC 由理想气体状态方程得:
p1V1
T1
=
p2V2
T2
,T1=t1+273,T2=t2+273,联
立解得:p2=6.3×104
Pa,故 A错误,
B正确;设 航 天 服 需 要 放 出 的 质 量 为
m1,原 来 气 体 质 量 为 m2,则 m1 ∝
(p2V2 -p3V3),m2 ∝p2V2,解 得:
m1
m2
=
1
2
,故C正确,D错误。
7.B 从状态 A 到状态B 过程中,气体
等温压缩,体 积 减 小,压 强 增 大,温 度
不变,从B 到C,气 体 等 压 降 温,温 度
降低,体积减小,压强不变,从C 到D
过程中,气 体 等 温 膨 胀,体 积 变 大,压
强减小,且 D 状态的压强恢复为原A
状态的压强。A图中 A、D、O 三点不
在同一条直线上,说明 A 与D 的压强
不同,故A错误;B图中的过程与发生
的过程一一对应,故B正确;C图与D
图中各过程是正确的,但 A 与D 点的
压强不相等,故C、D错误。
8.(1)
T
T0
V0 (2)
T
T0
解析:(1)由题知室内外气压始终恒定
且相等,则 由 盖 吕 萨 克 定 律 有V0
T0
=
V
T
,解得V=
T
T0
V0。(2)根据气体变化
前后质量相等有ρ0V0=ρV,解得ρ=
T0
Tρ0
,则升温前后室内空气 质 量 之 比
为ρ0V0
ρV0
=
T
T0
。
9.D 设管内气体的压强为p、体积为V,
水银柱的 长 度 为h,转 过 的 角 度 为θ。
则p=p0-phcos
θ,当θ增大时,cos
θ
减小,封 闭 气 体 的 压 强 增 大、体 积 减
小、温度不 变。根 据 理 想 气 体 状 态 方
程pV
T =C
,可 得V=
C
p
T,压 强 增 大、
V T 图 像 中 斜 率 应 该 减 小,故 A 错
误;根据理想气体状态方程pV
T =C
,可
得p=
C
VT
,气体体积减小,p T 图像
的斜率增大,故B错误;根据理想气体
状态方程pV
T =C
可得p=
C
VT
,温度
不变,压强增大,p
1
V
图 像 中 箭 头 方
向反了,故C错误;p V 图像的等温
线为双曲 线 的 一 支,由 于 封 闭 气 体 的
压强增大,故体积减小,故D正确。
10.A 初态时,对“工”字形活塞整体受
力分析,有pASA+M工 g+p0SB=
pBSB+p0SA ,对上面汽缸受力分析,
有pASA=p0SA+M上缸 g,末 态 时,
对“工”字 形 活 塞 整 体 受 力 分 析,有
p'ASA +M工 g+p0SB =p'BSB +
p0SA ,对 上 面 汽 缸 受 力 分 析,有
p'ASA=p0SA+M上缸 g,联立方程解
得p'A=pA ,p'B=pB,对A、B 两部分
气体,根 据 理 想 气 体 状 态 方 程 可 得
pAVA
T =
p'AV'A
T'
,pBVB
T =
p'BV'B
T'
,因温
度降低,p'A=pA ,p'B=pB,则V'A<
VA 、V'B<VB,则活塞下降,上面汽缸
下降,才能使 A、B 气体体积均变小,
故选A。
11.A 根据一定质量的理想气体状态方
程可 得pV
T =C
,在 体 积 不 变 的 情 况
下,p
T =C'
(C'为常数),T=(273+
t)K=(273+t0+Δt)K,所 以
p
T =
p
273+t0+Δt
=C',则 p=C'(273+
t0+Δt)=C'Δt+C'(273+t0),
C'(273+t0)为 大 于 零 的 确 定 值,故
p=C'(273+t0 +Δt)=C'Δt+
C'(273+t0)是p 关 于 Δt 的 带 有 正
截距的一 次 函 数,故 A正 确,B、C、D
错误。
12.(1)p1S (2)
p1
p0
L0S
解析:(1)设 稳 定 时 汽 缸 内 气 体 压 强
为p2,根 据 玻 意 耳 定 律 有 p1L0S=
p2
1
2L0S
,解得p2=2p1,则物体 A
的重 力 大 小 为 G=(p2-p1)S=
p1S。(2)设充入的气体体积为V,则
有p1L0S+p0V=p2L0S,解得V=
p1
p0
L0S。
13.(1)
T1-T2
T1 p0
S (2)47
℃
解析:(1)气体的体积不变,根据查理
定律有
p0
T1
=
p2
T2
,得降温后杯内气 体
压强为p2=
T2
T1p0
,由杯子受力平衡
可知 杯 子 重 力 最 大 值 为 G=(p0-
p2)S=
T1-T2
T1 p0
S。(2)根 据 手 受
力平衡 可 知 降 温 后 杯 内 气 体 压 强 为
p3=p0-
F
S =9.375×10
4
Pa,根 据
理想 气 体 状 态 方 程 有
p0V0
T0
=
p3V3
T3
,
其中 T3=(273+17)
K=290
K,
V3=
29
30V0
,解得 T0=320
K,则t0=
47
℃。
课时作业39 热力学定律与
能量守恒定律
1.A 当 汽 缸 由 图(a)位 置 缓 慢 转 到 图
(b)位 置 时,在 活 塞 所 受 的 重 力 作 用
下,气体被 压 缩,体 积 减 小,外 界 对 气
体做功;由于汽缸和活塞的导热性 能
良好,则气体的温度不变,气体分子的
平均动能不变,则内能不变,根据热力
学第一定律可知,气体对外放热。
2.C 自热米饭盒爆炸,是盒内气体温度
升高,气体压强急剧增大的结果,故 A
错误;在自热米饭盒爆炸的瞬间,盒内
气体对外 做 功,且 来 不 及 与 外 界 进 行
热量交换,根 据 热 力 学 第 一 定 律 可 知
盒内气体内能减少,温度降低,故B错
误,C正确;自热米饭盒爆炸前,盒内气
体温度升高,气体分子平均速率增大,
表现的是 一 种 统 计 规 律,并 不 代 表 每
一个 气 体 分 子 速 率 都 增 大 了,故 D
错误。
3.BC 物体分子动能与分子运动速率和
分子质量有关,与物体运动速度无关,
物体运动 速 度 增 大,物 体 分 子 动 能 不
一定增大,故A错误;一定质量的理想
气体经历等容放热过程,则Q<0,W=
0,根据ΔU=W+Q 可知ΔU<0,即理
想气体的温度降 低,由p
T =C
可 知 气
体的压强减小,故B正确;气体分子单
位时间内与单位面积器壁碰撞的次数
与单位体积内的分子数和分子的平均
速率有关,而 分 子 的 平 均 速 率 与 温 度
有关,因此,气体分子单位时间内碰撞
器壁单位面积上的次数与单位体积内
分子数和温度有关,故C正确;悬浮在
液体中的 微 粒 越 大,某 瞬 间 跟 它 相 撞
的液体分 子 数 越 多,撞 击 作 用 的 平 衡
性就表现 得 越 明 显,布 朗 运 动 越 不 明
显,故D错误。
4.C 以密封空气和充入空气为研究对
象,由“分 态 式”可 得:p1V1+p2V2=
pV1,其中p1=p2=1
atm,V1=0.5
L、
V2=0.1
L,代入数据可得:p=1.2
atm,
故A错误;温度不变,则分子平均动能
不变,故B错误;由于p>p0,打开阀
门后密封气体膨胀,对外界做正功,故
C正确;打开阀门后密封气体膨胀,对
-675-
hh
第十四章 热学
课时作业37 分子动理论 内能
-
1.关于热现象,下列说法正确的是 ( )
A.热量不能从低温物体传到高温物体
B.两分子间距离增大,分子势能一定增大
C.布朗运动就是液体分子的无规则运动
D.物体吸收热量温度不一定升高
2.(2023· 海 南 全 真 模
拟一)如图是某种气
体在温度分别为 T1
和T2 时的分子速率
分布图像,以下选项
中错误的是 ( )
A.两条图线的温度关系为T1<T2
B.温度升高时,气体分子中速率大的分子所占
的比例会增加
C.温度升高时,所有气体分子的速率都变大
D.从图中我们可以直观地观察到温度越高,分
子的热运动越剧烈
3.(2023·江苏昆山中学模拟)把墨汁用水稀释
后取出一滴放在高倍显微镜下观察,可以看到
悬浮在液体中的小炭粒在不同时刻的位置,每
隔一定时间把炭粒的位置记录下来,最后按时
间先后顺序把这些点进行连线,得到如图所示
的图像,对于这一现象,下列说法正确的是
( )
A.炭粒的无规则运动,说明碳分子运动也是无
规则的
B.越小的炭粒,受到撞击的分子越少,作用力
越小,炭粒的不平衡性表现得越不明显
C.观察炭粒运动时,可能有水分子扩散到载物
片的玻璃中
D.将水的温度降至零摄氏度,炭粒会停止运动
4.(2023·西南大学附中模拟)用油膜法估测油
酸分子直径的实验中,一滴油酸酒精溶液中油
酸的体积为V,油膜面积为S,油酸的摩尔质量
为M,阿伏加德罗常数为 NA。下列说法正确
的是 ( )
A.一个油酸分子的质量为
NA
M
B.一个油酸分子的体积为
V
NA
C.油酸的密度为
M
V
D.油酸分子的直径为
V
S
5.(2023·北京门头沟区一模)比较45
℃的热水
和100
℃的水蒸气,下列说法正确的是 ( )
A.热水分子的平均动能比水蒸气的大
B.热水的内能比相同质量的水蒸气的小
C.热水分子的速率都比水蒸气的小
D.热水分子的热运动比水蒸气的剧烈
6.(2024·江苏徐州期中)快递公司用充气的塑
料袋包裹物品,一个塑料袋内气体在标准状况
下体积560
mL,已知气体在标准状态下的摩
尔体积V0=22.4
L/mol,阿 伏 加 德 罗 常 数
NA=6.02×1023
mol-1,则塑料袋内气体分子
数为 ( )
A.1.5×1021 个 B.1.5×1022 个
C.1.5×1023 个 D.1.5×1024 个
7.如图所示,甲分子固定在坐标
原点O,乙分子位于x 轴上,
甲分子对乙分子的作用力与
两分子间距离的关系如图中曲线所示。F>0
为斥力,F<0为引力。A、B、C、D 为x 轴上
四个特定的位置,现把乙分子从A 处由静止释
放,选项中四个图分别表示乙分子的速度、加
速度、动能、势能与两分子间距离的关系,其中
大致正确的是 ( )
-534-
第十四章 热学 3
A
B
C
D
4
8.(2023·天津重点中学一模)下列说法正确的是
( )
A.空气中PM2.5的运动属于分子热运动
B.温度相同的氧气和臭氧气体,分子平均动能
不相等
C.当分子力表现为引力时,分子势能随分子间
距离的减小而增大
D.用油膜法测出油酸分子直径后,还需知道油
酸的摩尔体积,才可估算出阿伏加德罗常数
9.(多选)(2024·辽宁凌源开学考)有关分子的
热运动和内能,下列说法正确的是 ( )
A.一定质量的气体,温度不变,分子的平均动
能不变
B.物体的温度越高,分子热运动越剧烈
C.物体的内能是物体中所有分子热运动的动
能和分子势能的总和
D.布朗运动是液体分子的运动
10.(2023·山东济南期末)如图为济南市某日的
天气预报,下列说法正确的是 ( )
A.当空气质量显示为霾时,空气中细颗粒物
(如PM1~2.5)的分子在空气中做无规则
的布朗运动
B.从上午7点到下午1点,空气分子中速率
较大的分子所占总分子比例逐渐变大
C.若温度降为8
℃,水蒸气液化为露珠的过
程中分子间引力减小,斥力增大
D.若温度降为8
℃,水蒸气液化为露珠的过
程中分子势能一直增大
11.(2023·河南焦作期末)图1、2中,一个是分子
势能与分子间距离的关系图像,另一个是分
子间作用力与分子间距离的关系图像,r0 为
平衡位置。现让相距较远的两分子仅在相互
间分子力作用下,由静止开始相互接近。若
两分子相距无穷远时分子势能为零,则在两
分子相互接近过程中,由图像分析可知
( )
A.分子间的作用力先增大后减小再增大
B.分子势能先增大后减小再增大
C.分子运动的加速度先增大后减小
D.分子的动能先减小后增大
12.(2023·黑龙江牡丹江二中期末)拒绝烟草,
洁身自好,是一个中学生时刻要提醒自己的
行为准则。燃烧一支烟产生的烟气中含一氧
化碳和二氧化碳,假设最终进入空气中的一
氧化碳约为84
mg。一个人在一个空间约为
30
m3 的房间内,吸了一支烟,烟气在房间中
均匀分布,试估算:(一氧化碳的相对原子质
量为28
g/mol,阿伏加德罗常数NA=6.02×
1023
mol-1,人正常呼吸一次吸入气体的体积
约为300
cm3)
(1)房间空气中一氧化碳分子的平均距离(结
果可用根号表示);
(2)一个不吸烟者进入此房间,呼吸一次吸入
的一氧化碳分子数(结果保留两位有效数字)。
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