2023届高考一轮复习（老高考）第十四章 微专题86　热学基本概念的理解(实验：用油膜法估测油酸分子的大小)【解析版】

这是一份2023届高考一轮复习（老高考）第十四章 微专题86　热学基本概念的理解(实验：用油膜法估测油酸分子的大小)【解析版】，共6页。试卷主要包含了以下关于布朗运动的说法错误的是，下列说法正确的是，以下说法正确的是等内容，欢迎下载使用。

(实验：用油膜法估测油酸分子的大小)
1．理解分子动理论、晶体和非晶体、液体和液晶、湿度和饱和汽、理想气体、气体压强.2.注意理论联系实际，会解释生活中的相关现象．
1．(多选)某气体的摩尔质量为M，分子质量为m，分子的体积为V0.若1摩尔该气体的体积为Vm，密度为ρ，该气体单位体积分子数为n，则阿伏加德罗常数NA可表示为( )
A．nVm B.eq \f(nM,ρ)
C.eq \f(Vm,V0) D.eq \f(M,m)
2．(多选)以下关于布朗运动的说法错误的是( )
A．布朗运动就是分子的无规则运动
B．布朗运动证明，组成固体小颗粒的分子在做无规则运动
C．一锅水中撒一点胡椒粉，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
D．在显微镜下可以观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动，这说明煤油分子在做无规则运动
E．扩散现象和布朗运动都证明分子在做永不停息的无规则运动
3．(多选)泡菜是把干净的新鲜蔬菜放在低浓度的盐水中腌制一段时间，盐就会进入蔬菜，再经乳酸菌发酵，就制成了有特殊风味的腌制品．则下列说法正确的是( )
A．食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性
B．在腌制过程中，有的盐分子进入蔬菜内，也有盐分子从蔬菜里面出来
C．盐分子的运动属于布朗运动，温度越高现象越明显
D．盐水温度升高，每个盐分子运动的速率都会增大
E．如果让腌制蔬菜的盐水温度升高，盐分子进入蔬菜的速度就会加快
4．(多选)分子间同时存在相互作用的引力和斥力，分子力则是它们的合力(即表现出来的力)．关于分子间的引力、斥力说法正确的是( )
A．分子间的引力总是随分子间距的增大而减小
B．分子间的斥力总是随分子间距的增大而减小
C．分子力(合力)总是随分子间距的增大而减小
D．分子间同时存在相互作用的引力和斥力，所以分子力不可能为零
E．分子力表现为引力时，其大小有限；分子力表现为斥力时，可以很大
5．(多选)下列说法正确的是( )
A．温度高的物体一定比温度低的物体的热量多
B．温度高的物体可能比温度低的物体的内能小
C．物体的温度越高，分子热运动的平均动能越大
D．相互间达到热平衡的两物体，内能一定相等
E．随着分子间距离的增大，分子势能可能先减小后增大
6．(多选)以下说法正确的是( )
A．单晶体和多晶体都表现出各向异性
B．叶面上的露珠呈球形是因为重力作用的结果
C．当液体和固体的附着层内的分子距离比较小时，分子力表现为斥力，从而形成浸润现象
D．晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化
E．晶体熔化时，温度不变，但需要吸收热量来破坏空间点阵结构
7．(多选)如图所示为某品牌的气压式座椅，其主要构造是由汽缸和活塞组成，人离开椅子后，汽缸内的气体体积增大将椅子顶起，假设汽缸内的气体可视为理想气体，则下列说法正确的是( )
A．如果气体吸收的热量比对外做的功少，则违背了热力学第一定律
B．如果气体与外界没有热量交换，则汽缸内的气体温度一定降低
C．如果气体与外界没有热量交换，说明从单一热源吸收的热量可以全部用来对外做功
D．人坐下时，外界对气体做功，如果做功数值与气体向外界放出热量相等，则缸内气体的温度一定不变
E．如果环境的温度降低，外界对气体所做的功小于气体向外放出的热量
8．(多选)下列关于热力学定律的理解正确的是( )
A．热量不可能从低温物体传到高温物体
B．如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡
C．物体的摄氏温度变化了1°C ，其热力学温度变化了1 K
D．空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机的工作不遵守热力学第二定律
E．一辆空载的卡车停于水平地面，在缓慢装沙的过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体向外界放热
9．在估测油酸分子大小的实验中，具体操作如下：
①取1.0 mL纯油酸注入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，形成油酸酒精溶液；
②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数，直到量简达到1.0 mL为止，恰好共滴了100滴；
③在边长约40 cm的浅水盘内注入约2 cm深的水，将细石膏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，膜上没有石膏粉，可以清楚地看出油膜轮廓；
④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油酸膜的形状；
⑤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．
(1)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________ m3，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)．
(2)若阿伏伽德罗常数为NA，油酸的摩尔质量为M.油酸的密度为ρ，则下列说法正确的是________．
A．1 kg油酸所含分子数为ρNA
B．1 m3油酸所含分子数为eq \f(ρNA,M)
C．1个油酸分子的质量为eq \f(NA,M)
D．油酸分子的直径约为eq \r(3,\f(6M,ρNA))
(3)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．计算油酸面积时，错将所有不完整的方格作为完整的方格处理
B．水面上痱子粉撒的较多，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
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2×103 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.

(1)求上述压缩过程中气体内能的变化量；
(2)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9×103 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．
答案精析
1．ABD 2.ABC 3.ABE
4．ABE [分子间的引力和斥力是同时存在的，并且都随分子间距的增大而减小，故A、B正确；分子力(合力)在随分子间距从很小处增大时，先为斥力，随着距离的增大而减小，后变为引力，随距离的增大先增大后减小，故C错误；当分子间距离为平衡距离时，分子间引力和斥力相等，分子力为零，故D错误；根据分子间引力和斥力的性质可知，分子力表现为引力时，其大小有限，当分子距离大于10r0时，可认为分子力为零，分子力表现为斥力时，当分子间距很小时，分子力可以很大，故E正确．]
5．BCE [热量是一个过程量，不能比较不同温度的物体所含有热量的多少，故A错误；影响内能的因素不仅有温度，还有质量、状态等，故温度高的物体可能比温度低的物体的内能小，故B正确；物体的温度越高，分子热运动的平均动能越大，故C正确；相互间达到热平衡的两物体，温度一定相等，内能不一定相等，故D错误；分子势能随分子间距离的增大，可能先减小(r＜r0时)，后增大(r＞r0时)，故E正确．]
6．CDE [单晶体表现为各向异性，多晶体表现为各向同性，故A错误；叶面上的露珠呈球形是因为液体表面张力作用，故B错误；当液体和固体的附着层内的分子距离比较小，分子力表现为斥力，从而形成浸润现象，故C正确；晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化，故D正确；晶体有固定的熔点，在熔化过程中温度不变，吸收的热量破坏了空间点阵结构，故D正确．]
7．BDE [如果气体吸收的热量比对外做的功少，则气体的内能减少，并不能说明该过程违背了热力学第一定律，A错误；如果气体与外界没有热量交换，则Q＝0，气体体积增加对外做功，W为负值，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，则ΔU也为负值，即气体的内能减少，气体的温度一定降低，B正确；如果气体与外界没有热量交换，并不能说明没有引起其他的变化，所以不能说明从单一热源吸收的热量可以全部用来对外做功，C错误；人坐下时，外界对气体做功，W为正值，气体向外界放出热量，则Q为负值，如果W＋Q＝0，说明气体的内能不变，则缸内气体的温度一定不变，D正确；如果环境的温度降低，则气体的内能减少，由ΔU＝W＋Q可知外界对气体所做的功小于气体向外放出的热量，E正确．]
8．BCE [热量能够自发地从高温物体传到低温物体，也能从低温物体传到高温物体，但要引起其他变化，如电冰箱，A错误；达到热平衡的条件是温度相等，则可知如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡，B正确；由T＝t＋273.15 K，可知ΔT＝Δt，即热力学温度的变化总等于摄氏温度的变化，C正确；空调机作为制冷机使用时，空气压缩机做功，要消耗电能，制冷过程不是自发进行的，制冷时将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机的工作遵守热力学第二定律，D错误；在卡车装沙的过程中胎内气体经历了一个温度不变、压强增大的变化，由理想气体状态方程可知，气体体积变小，故外界对气体做正功，胎内气体内能不变，由ΔU＝W＋Q＝0可知胎内气体向外界放热，E正确．]
9．(1)4×10－12 1.08×10－2 4×10－10 (2)B (3)B
解析 (1)一滴油酸的酒精溶液含油酸的体积为V＝eq \f(1,2 500)×eq \f(1,100)×10－6m3＝4×10－12m3.
超过半格的有108格，故油膜面积为S＝108×1×10－4m2＝1.08×10－2m2.
油酸分子直径为d＝eq \f(V,S)≈4×10－10m.
(2)1 kg油酸所含分子数为N＝eq \f(m,M)NA＝eq \f(NA,M)，A错误；1 m3油酸所含分子数为N＝eq \f(V′,V)NA＝eq \f(1 m3,\f(M,ρ))NA＝eq \f(ρNA,M)，B正确；1个油酸分子的质量为m0＝eq \f(M,NA)，C错误；设油酸分子为球形且直径为d，则一个油酸分子的体积为V0＝eq \f(4,3)π(eq \f(d,2))3，油酸的摩尔体积为V＝eq \f(M,ρ)，则阿伏伽德罗常数可表示为NA＝eq \f(V,V0)，联立可解得d＝eq \r(3,\f(6M,πρNA))，D错误．
(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；水面上痱子粉撒的较多，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；做实验之前油酸溶液搁置时间过长，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．(1)175 J (2)－930 J
解析 (1)压缩过程活塞对气体做的功W1＝F1l1＝2×103×0.1 J＝200 J，
气体内能的变化量ΔU1＝W1＋Q1＝200 J－25 J＝175 J.
(2)气体膨胀过程中，气体对外界所做功，故W2＝－9×103×0.1 J＝－900 J，
气体内能的变化量ΔU2＝W2＋Q2＝－900 J－30 J＝－930 J.