高中物理 第三章 5 闯关 教科版选修3-3

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选修3—3考点汇编1、物质是由大量分子组成的（1)单分子油膜法测量分子直径油膜法估测分子大小:V=Sd （S —单分子油膜的面积，V —滴到水中的纯油酸的体积) (2)阿伏伽德罗常数: 1mol 任何物质含有的微粒数相同2316.0210A N mol -=⨯ (3）对微观量的估算①分子的两种模型：球形和立方体（固体液体通常看成球形,空气分子占据的空间看成立方体)Ⅰ。

球体模型直径d ＝ 错误!. Ⅱ。

立方体模型边长d ＝ 3，V 0. ②利用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量Ⅰ．微观量：分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m 0。

Ⅱ．宏观量：物体的体积V 、摩尔体积V m ，物体的质量m 、摩尔质量M 、物体的密度ρ. 联系:AV M v m ==ρa.分子质量:A mol N M m =0＝Amol N Vρ b.分子体积：AmolN V v =0＝M ρN A （气体分子除外）c.分子数量：A A A Amol mol mol molM v M vn N N N N M M V V ρρ====特别提醒：1、固体和液体分子都可看成是紧密堆集在一起的.分子的体积V 0＝V mN A,仅适用于固体和液体，对气体不适用，仅估算了气体分子所占的空间。

2、对于气体分子，d ＝错误!的值并非气体分子的大小，而是两个相邻的气体分子之间的平均距离。

1.人对空气的干燥与潮湿的感觉( )A ．只与绝对湿度有关B ．由相对湿度决定C ．只与空气中水分子数密度有关D ．只与空气的温度有关解析：选B.人感觉“潮湿”还是“干燥”取决于水分蒸发的快慢，若水分蒸发快，人会感到“干燥”，而水分蒸发快慢取决于空气中水蒸气是接近饱和汽还是远离饱和汽，即相对湿度．相对湿度越小，蒸发越快，人感觉越干燥．2.对饱和蒸汽，下面说法正确的是( )A ．液面上的蒸汽分子的密度不断增大B ．液面上的蒸汽分子的密度不断减小C ．液面上的蒸汽分子的密度不变D ．液面上没有蒸汽分子解析：选C.达到饱和蒸汽时，液体与气体之间达到了动态的平衡，即相同时间内回到水中的分子数等于从水面飞出的分子数，液面上蒸汽分子的密度不再改变．3.关于饱和汽压，下列说法正确的是( )A ．温度相同的不同饱和汽，饱和汽压都相同B ．温度升高时，饱和汽压增大C ．温度升高时，饱和汽压减小D ．饱和汽压与体积无关答案：BD4.某日白天的气温是20 °C ，空气中水蒸气的压强是1.1×103 Pa ；夜间，空气中水蒸气的压强不变，气温降到10 °C.白天水蒸气的饱和汽压是2.3×103 Pa ，夜间水蒸气的饱和汽压是1.2×103 Pa ，则我们感觉到的潮湿与干爽情况是( )A ．夜间干爽B ．白天潮湿C ．白天干爽D ．夜间潮湿 解析：选CD.潮湿还是干爽取决于相对湿度的大小．白天相对湿度：1.1×1032.3×103＝1123晚上相对湿度：1.1×1031.2×103＝1112. 所以白天干爽，晚上潮湿．5.室内空气的温度是25 °C ，空气的相对湿度是65%，问空气的绝对湿度等于多少？已知25°C 时水的饱和汽压为3.167×103 Pa.解析：空气的绝对湿度＝水蒸气的实际压强，而相对湿度＝水蒸气的实际压强同温下水的饱和汽压×100%.故绝对湿度＝相对湿度×同温下水的饱和汽压，即绝对湿度＝65%×3.167×103 Pa≈2.06×103 Pa.答案：2.06×103 Pa一、选择题图3－5－31.如图3－5－3为水的饱和汽压图像，由图可以知道()A．饱和汽压与温度无关B．饱和汽压随温度升高而增大C．饱和汽压随温度升高而减小D．未饱和汽的压强一定小于饱和汽的压强解析：选B.由图像中p s与温度t的对应关系知，B正确．2.(2011·高考海南卷)关于空气湿度，下列说法正确的是()A．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大B．当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小C．空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示D．空气的相对湿度定义为水的饱和蒸汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比解析：选BC.相对湿度越大，人感觉越潮湿，相对湿度大时，绝对湿度不一定大，故A错误；相对湿度较小时，人感觉干燥，故B正确；用空气中水蒸气的压强表示的湿度叫做空气的绝对湿度，用空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比叫做相对湿度，故C 正确，D错误．3.对饱和汽，下列说法正确的是()A．达饱和汽时液面上的气体分子的密度不断增大B．达饱和汽时液面上的气体分子的密度不变C．将未饱和汽转化成饱和汽可以保持温度不变，增大体积D．将未饱和汽转化成饱和汽可以保持体积不变，升高温度解析：选B.饱和汽是指单位时间内逸出液面的分子数和返回液面的分子数相等的状态，分子密度不变，A错、B对；在一定温度下，增大体积，减小分子密度，不能使未饱和汽转化为饱和汽，C错；在体积不变的情况下，升高温度，增大了饱和汽压，不能使未饱和汽达到饱和状态，D错．4.把未饱和汽变成饱和汽，可以采用下列哪种方法()A．在温度不变时，可以减小压强，增加它的体积B．在温度不变时，可以增加压强，减小它的体积C．升高未饱和汽的温度D．在降低温度时，减小它的体积而保持它的压强不变解析：选BD.保持温度不变，减小它的体积，可以使水蒸气的压强增大到饱和汽压，所以A 错B对；因为温度越高，饱和汽压越大，所以可以采取降低温度减小饱和汽压的方法，使未饱和汽变成饱和汽，故C错D对．5.关于饱和汽及饱和汽压的正确结论是()A．密闭容器中某种蒸汽开始时若是饱和的，保持温度不变，增大容器的体积，蒸汽的压强一定会减小B．对于同一种液体，饱和汽压随温度升高而增大C．温度不变时，饱和汽压随饱和汽体积的增大而增大D．相同温度下，各种液体的饱和汽压都相同解析：选B.饱和汽处在动态平衡中，当温度或体积变化时，只要有足够的液体它还会达到平衡的，即其饱和压强只与液体种类和温度有关，所以饱和汽不符合理想气体的状态方程，B对．6.下列对动态平衡的说法不．正确的是()A．当气态分子数密度增大到一定程度时就会达到这样的状态B．在相同时间内回到液体中的分子数等于从液面飞出去的分子数C．此时，蒸气的密度不再增大，液体也不再减少D．蒸发的速度不再改变，以恒速蒸发解析：选D.根据对水的蒸发过程的分析进行判断：当达到动态平衡时，可认为蒸发停止，故D项错误．7.由饱和汽和饱和汽压的概念，选出下列哪些结论是正确的()A．饱和汽和液体之间的动态平衡，是指汽化和液化同时进行的过程，且进行的速率相等B．一定温度下饱和汽的密度为一定值，温度升高，饱和汽的密度增大C．一定温度下的饱和汽压，随饱和汽的体积增大而增大D．饱和汽压跟绝对温度成正比解析：选AB.由动态平衡概念可知A正确．在一定温度下，饱和汽的密度是一定的，它随着温度升高而增大，B正确．一定温度下的饱和汽压与体积无关，C错．饱和汽压随温度升高而增大，原因是：温度升高时，饱和汽的密度增大；温度升高时，分子平均速率增大．理想气体状态方程不适用于饱和汽，饱和汽压和绝对温度的关系不成正比，饱和汽压随温度的升高增大得比线性关系更快，D错．8.关于饱和汽，不．正确的说法是()A．在稳定情况下，密闭容器中如有某种液体存在，其中该液体的蒸汽一定是饱和的B．密闭容器中有未饱和的水蒸气，向容器内注入足够量的空气，加大气压可使水汽饱和C．随着液体的不断蒸发，当液化和汽化速率相等时液体和蒸汽达到的一种平衡状态叫动态平衡D．对于某种液体来说，在温度升高时，由于单位时间内从液面汽化的分子数增多，所以其蒸汽饱和所需要的压强增大解析：选B.在饱和状态下，液化和汽化达到动态平衡，即达到稳定状态，所以A、C正确；液体的饱和汽压与其温度有关，即温度升高饱和汽压增大，所以D正确；饱和汽压和外界气压没有关系，与温度有关．所以B错误．二、非选择题9.一瓶矿泉水喝了一半后，把瓶盖盖紧，不久瓶内水的上方就形成了水的饱和蒸汽．当温度降低时，瓶内饱和蒸汽的密度会减小，请分析饱和蒸汽密度减小的过程．解析：温度降低时，液体分子的平均动能减小，单位时间里从液面飞出的分子数减少，回到液体中的分子数大于从液体中飞出的分子数，气态水分子密度减小，直到达到新的动态平衡，故当温度降低时，饱和蒸汽密度减小．答案：见解析10.测得室温为20°C时，空气的绝对湿度p＝0.799 kPa.求此时空气的相对湿度是多少？(20°C时水的饱和汽压p s＝2.34 kPa)解析：由已知条件：p＝0.799 kPa、p s＝2.34 kPa代入相对湿度公式B＝pp s ×100%＝0.7992.34×100%≈34%，即此时空气的相对湿度是34%. 答案：34%。

高中物理《选修3-3》全册基础过关题(时间：90分钟，满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分．在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分．)1．奥运祥云火炬的燃烧系统由燃气罐(内有液态丙烷)、稳压装置和燃烧器三部分组成．当稳压阀打开以后，燃气以气态从气罐里出来，经过稳压阀后进入燃烧室进行燃烧．则()A．燃气由液态变为气态的过程中不一定对外做功B．燃气由液态变为气态的过程中分子的分子势能减少C．燃气在燃烧室燃烧的过程是熵增加的过程D．燃气燃烧后释放在周围环境中的能量很容易被回收再利用2．关于永动机不可能制成的下列说法中正确的是()A．第一类永动机违反了能量守恒定律B．第二类永动机违反了能量守恒定律C．第一类永动机不能制成说明了自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性D．第二类永动机不能制成说明了自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性3．下列关于分子间引力和斥力的说法中，错误的是()A．两张纸潮湿后很难分开说明分子间存在引力B．只有同种物质的分子间才存在分子力的作用C．当分子间距离减小时，分子间斥力增大，引力减小D．表面平滑的太空船很容易“黏合”灰尘是因为分子力的作用4．被压瘪但尚未破裂的乒乓球放在热水里泡一会儿，就会重新鼓起来．这一过程乒乓球内的气体()A．吸热，对外做功，内能不变B．吸热，对外做功，内能增加C．温度升高，体积增大，压强不变D．压强增大，单位体积内分子数增多5．以下说法正确的是()A．热量自发地从甲物体传到乙物体，甲的内能不一定比乙大B．汽油是一种清洁能源C．水能是可再生能源，所以可制造一台利用水能的机器，效率可达100%D．煤、石油等常规能源是取之不尽、用之不竭的6．如图所示，对于液体在器壁附近发生的弯曲现象，下列说法中正确的是()A．表面层1内分子的分布比液体内部疏B．表面层2内分子的分布比液体内部密C．附着层1内分子的分布比液体内部疏D．附着层2内分子的分布比液体内部密7．在某一容器中封闭着一定质量的气体，对此气体的压强，下列说法中正确的是() A．气体压强是由重力引起的，容器底部所受的压力等于容器内气体所受的重力B．气体压强是由大量气体分子对器壁的频繁碰撞引起的C．容器以9.8 m/s2的加速度向下运动时，容器内气体压强为零D．由于分子运动无规则，所以容器内壁各处所受的气体压强不一定相等8．一定质量的理想气体，经历了如图所示的状态变化1→2→3过程，则三个状态的温度之比是()A．1∶3∶5 B．3∶6∶5C．3∶2∶1 D．5∶6∶39．如图所示，活塞将汽缸分成两个气室，汽缸壁、活塞、拉杆是绝热的，且都不漏气，U A和U B分别表示A、B气室中气体的内能．则将拉杆向外拉动的过程中()A．U A不变，U B变小B．U A增大，U B不变C．U A增大，U B变小D．U A不变，U B增大10.如图为某实验器材的结构示意图，金属内筒和隔热外筒间封闭了一定体积的空气，内筒中有水．在水加热升温的过程中，被封闭的空气() A．内能增大B．压强增大C．分子间引力和斥力都减小D．所有分子运动速率都增大11.如图所示，a、b、c、d表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态，图中ad平行于横坐标轴，dc平行于纵坐标轴，ab的延长线过原点，以下说法正确的是()A．从状态d到c，气体不吸热也不放热B．从状态c到b，气体放热C．从状态a到d，气体对外做功D．从状态b到a，气体吸热12.如图所示，玻璃管A和B同样粗细，A的上端封闭，两管下端用橡皮管连通，两管中水银柱高度差为h，若将B管慢慢地提起，则()A．A管内空气柱将变长B．A管内空气柱将变短C．两管内水银柱高度差将增大D．两管内水银柱高度差将减小明、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．)13．(9分)体积为1.2×10－3cm3的油滴在静止的水面上扩展为4 m2的单分子油膜，假设分子间是紧密排列的，则可估算出这种油分子的直径为____________m，1 mol这种油的体积为____________m3，油分子质量为____________．(油的密度为0.8×103kg/m3) 14．(9分) 若将气泡内的气体视为理想气体，气泡从湖底上升到湖面的过程中，对外界做了0.6 J的功，则此过程中气泡________(填“吸收”或“放出”)的热量是________J．气泡到达湖面后，温度上升的过程中，又对外界做了0.1 J的功，同时吸收了0.3 J的热量，则此过程中，气泡内气体内能增加了________J.15．(10分)一高压气体钢瓶，容积为V0，用绝热材料制成，开始时封闭的气体压强为p0，温度为T0＝300 K，内部气体经加热后温度升至T1＝350 K，求：(1)温度升高至T1时气体的压强；(2)若气体温度保持T1＝350 K不变，缓慢地放出一部分气体，使气体压强再回到p0，此时钢瓶内剩余气体的质量与原来气体总质量的比值为多少？16．(12分)如图所示，一集热箱里面封闭着一定量的气体，集热板作为箱的活塞且正对着太阳，其面积为S.在t时间内集热箱里气体膨胀对外做的功数值为W，其内能增加了ΔU，已知照射到集热板上太阳光的能量有50%被箱内气体吸收，求：(1)这段时间内集热箱内气体共吸收的热量；(2)此位置太阳光在垂直集热板单位面积上的辐射功率．参考答案与解析1．164] C2．165]解析：选AD.第一类永动机违背了能量守恒定律，第二类永动机违背了热传递的方向性．因此，正确选项为A、D.3．166]解析：选BC.两张潮湿的纸靠得很近，使分子间的距离变得很小，进入了分子力的作用范围，分子力表现为引力，A正确；不同物质的分子间也存在相互作用力，B错误；当分子间的距离减小时，分子斥力和引力都增大，斥力增大得快，C错误；当表面平滑的太空船在太空中与灰尘相互摩擦时，可以使飞船表面与灰尘的距离达到分子力的作用范围而发生“黏合”，因此是分子力的作用，D正确．所以选B、C.4．167]解析：选B.乒乓球内的气体吸收热量后，温度升高，内能增加，体积变大，对外做功，A错误，B正确．乒乓球能鼓起来，说明内部气体的压强一定增大，单位体积内分子数减少，C、D均错误．5．168]解析：选A.热量自发地从甲传到乙，说明甲的温度高于乙的温度，但物体的内能除与温度有关外，还与物体体积及物质的量等因素有关，甲的内能不一定大于乙的内能，A对；汽油燃烧会引起一些化合物的产生，导致有毒气体的生成，B错；水能虽然是可再生能源，由热力学第二定律可知，效率不可能达到100%，C错；煤、石油等存量是有限的，是不可再生能源，D错．6．169]解析：选A.表面层1、2内的分子分布都比液体内部疏，分子引力起主要作用，出现表面张力．而附着层1内分子的分布比液体内部密，出现浸润现象，附着层2内分子的分布比液体内部疏，出现不浸润现象，所以B、C、D都错．7．170]解析：选B.气体压强是由大量气体分子对器壁的频繁碰撞引起的，它由气体的平均动能和单位体积内的分子数决定，故A、C、D错误，B正确．8．171]解析：选B.根据理想气体状态方程计算可得B项正确．9．172]解析：选C.该题中的汽缸壁、活塞、拉杆是绝热的，说明汽缸中的气体与外界不发生热交换．对A气室中的气体，若以ΔU A表示其内能的增量，则由热力学第一定律有ΔU A＝Q A＋W A，因为Q A＝0，则ΔU A＝W A.在题述过程中，因A气室中气体的体积减小，外界(活塞)对气体做功，W A>0，所以ΔU A>0，即U A增大．同理，B气室中气体的体积增大，气体对外界(活塞)做功，W B<0，所以ΔU B<0，即U B 减小．故选C.10．173]解析：选AB.空气体积不变，故做功为0，即W＝0.又因为外壁隔热，而内壁由于水的升温会吸收热量，故Q>0，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可得ΔU>0，内能增加，A正确；空气体积不变，分子数密度不变，气体内能增加，温度升高，分子热运动变剧烈，对器壁撞击加强，故压强变大，B 正确；分子间距离不变，故作用力大小不变，C 错误；气体温度升高，分子的平均热运动速率加快，不代表每一个分子运动都加快，D 错误．11．174] 解析：选BCD.从状态d 到c ，温度不变，理想气体内能不变，但是由于压强减小，所以体积增大，对外做功，还要保持内能不变，一定要吸收热量，故选项A 错；气体从状态c 到状态b 是一个降压、降温过程，同时体积减小，外界对气体做功，而气体的内能还要减小(降温)，就一定要伴随放热的过程，故选项B 对；气体从状态a 到状态d 是一个等压、升温的过程，同时体积增大，所以气体要对外做功，选项C 对；气体从状态b 到状态a 是个等容变化过程，随压强的增大，气体的温度升高，内能增大，而在这个过程中气体的体积没有变化，就没有做功，气体内能的增大是因为气体吸热的结果，故选项D 对．12．175] 解析：选BC.将B 管慢慢地提起，可以认为气体温度不变．封闭气体的压强增大，体积减小，所以空气柱将变短，而p A ＝p 0＋p h ，所以高度差将增大．13．176] 解析：油分子的直径d ＝V S ＝1.2×10－3×10－64m ＝3×10－10m 一个油分子的体积V ＝16πd 3 1 mol 油的体积V 0＝V ·N A ＝16×3.14×(3×10－10)3×6.02×1023m 3≈8.5×10－6m 3 1 mol 油的质量M 0＝ρV 0一个油分子的质量m ＝M 0N A ＝ρVN A N A ＝ρ·16πd 3≈1.1×10－26kg. 答案：3×10－10 8.5×10－6 1.1×10－26kg14．177] 解析：热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q ，温度不变ΔU ＝0，W ＝－0.6 J ，则Q ＝0.6 J ，所以吸热．W ′＝－0.1 J ，Q ′＝0.3 J ，ΔU ′＝0.2 J ，内能增加．答案：吸收 0.6 0.215．178] 解析：(1)由查理定律可得：p 0T 0＝p 1T 1，解得：p 1＝T 1T 0p 0＝76p 0. (2)由玻意耳定律可得：p 1V 0＝p 0V ，解得：V 0V ＝67，因此剩余气体的质量与原来质量的比值为6∶7.答案：(1)76p 0 (2)6∶7 16．179] 解析：(1)设吸收的热量为Q ，根据热力学第一定律得：ΔU ＝－W ＋Q ，Q ＝ΔU ＋W .(2)在垂直集热板单位面积上的辐射功率：P ＝Q Stη＝ΔU ＋W St ×50%＝2（ΔU ＋W ）St.2（ΔU＋W）答案：(1)ΔU＋W(2)St。

章末分层突破[自我校对]①电离②穿透③有半数④核子⑤氮核⑥铍核⑦质量数⑧电荷数⑨mc21.2．常见的核反应方程及相关内容(1)核反应过程一般都是不可逆的，所以核反应方程只能用单向箭头表示反应方向，不能用等号连接．(2)核反应的生成物一定要以实验为基础，不能凭空只依据两个守恒规律杜撰出生成物来写核反应方程．(3)核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒；遵循电荷数守恒．(4)四类核反应的判断技巧：衰变方程的箭头左侧只有一项且箭头右侧必有42 He或0－1e；人工转变的箭头左侧都含有一个用来轰击的小粒子，多为质子、中子、α粒子或β粒子，且被轰击核多为中等质量核；重核裂变的箭头左侧多为铀235，且有中子；聚变方程的箭头左侧的原子序数都很小多为前4号元素．(多选)下列说法正确的是()A.21H＋31H→42He＋10n是聚变B.23592U＋10n→14054Xe＋9438Sr＋210n是裂变C.22698Ra→22296Rn＋42He是α衰变D.2411Na→2412Mg＋0－1e是裂变【解析】聚变是两个轻核结合成质量较大的核，A正确；裂变反应指的是质量较大的核分解成几块中等质量的核，B正确，D错误；放射性元素自发的放射出α粒子的现象是α衰变，C正确．【答案】ABC事实上，在核反应过程中，由于核力对核子做功，会引起“核反应系统”(以下简称“系统”)的能量变化．我们就把系统释放或吸收的这部分能量，叫做核能．从而，核反应即可分为质量亏损、释放核能和质量增加、吸收核能两大类型．其中，又以研究发生质量亏损、释放核能的一类核反应为学习的重点．欲解决核反应中有关“守恒规律”与“核能的计算”问题，可利用以下几条“依据”：1．五个守恒(1)质量数守恒．(2)质子数(电荷数)守恒．(3)质量守恒(“亏损质量”与释放的“核能”相当)．(4)能量守恒．(5)动量守恒．2．两个方程(1)质能方程：E ＝mc 2，m 指物体的质量． (2)核能：ΔE ＝Δmc 2. 3．一个半衰期(T ) (1)剩余核数：N ＝N 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12tT.(2)剩余质量：m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12tT.如图3-1所示，有界匀强磁场磁感应强度为B ＝0.05 T ，磁场方向垂直于纸面向里，MN 是磁场的左边界，在磁场中A 处放一个放射源，内装226 88Ra(镭)，226 88Ra放出某种放射线后衰变成222 86Rn(氡)．试写出22688Ra 衰变的方程．若A 距磁场的左边界MN 的距离OA ＝1.0 m 时，放在MN 左侧的粒子接收器收到垂直于边界MN 方向射出的质量较小的粒子，此时接收器距过OA 的直线1.0 m ，则此时可以推断出一静止镭核226 88Ra 衰变时放出的能量是多少？(保留两位有效数字，取1 u ＝1.6×10－27 kg ，电子电量e ＝1.6×10－19C)图3-1【解析】226 88Ra →222 86Rn ＋42He.镭衰变放出α粒子和氡核，在磁场中做匀速圆周运动，α粒子垂直于MN 边界射出被接收器接收，α粒子在磁场中的轨迹为1/4圆周，得圆半径为R ＝1.0 mα粒子的动量m αv ＝qBR ＝1.6×10－20 kg·m/s α粒子的动能为E 1＝12m αv 2＝p 22m α＝2.0×10－14 J衰变过程中动量守恒，有m αv ＝M Rn v 1 氡核反冲的动能为E 2＝12M Rn v 21＝m αE 1M Rn衰变过程释放出的能量为E 1＋E 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋m αM Rn E 1≈2.04×10－14 J.【答案】226 88Ra →222 86Rn ＋42He2.04×10－14 J如果在核反应中无光子辐射，核反应释放的核能全部转化为新核的动能和新粒子的动能.在这种情况下计算核能的主要依据是：(1)核反应过程中只有内力作用，故动量守恒.(2)反应前后总能量守恒.常见的反应类型：反应前总动能＋反应过程中释放的核能＝反应后总动能.1.在下列描述核过程的方程中，属于α衰变的是______，属于β衰变的是________，属于裂变的是________，属于聚变的是________．(填正确答案标号)A.146C→147N＋0-1eB.3215P→3216S＋0-1eC.23892U→23490Th＋42HeD.147N＋42He→178O＋11HE.23592U＋10n→14054Xe＋9438Sr＋210nF.31H＋21H→42He＋10n【解析】α衰变是一种元素衰变成另一种元素过程中释放出α粒子的现象，选项C为α衰变；β衰变为衰变过程中释放出β粒子的现象，选项A、B均为β衰变；重核裂变是质量较大的核变成质量较小的核的过程，选项E是常见的一种裂变；聚变是两个较轻的核聚合成质量较大的核的过程，选项F是典型的核聚变过程．【答案】C AB E F2．(多选)一静止的铝原子核2713Al俘获一速度为1.0×107 m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核2814Si*.下列说法正确的是()A．核反应方程为p＋2713Al→2814Si*B．核反应过程中系统动量守恒C．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和D．硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度的方向一致【解析】核反应过程中遵循质量数守恒和电荷数守恒，核反应方程为p＋27Al→2814Si*，说法A正确．核反应过程中遵从动量守恒和能量守恒，说法B正确．核13反应中发生质量亏损，生成物的质量小于反应物的质量之和，说法C错误．根据动量守恒定律有m p v p＝m Si v Si，碰撞后硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度方向一致，说法D正确．【答案】ABD3．(多选)如图3-2所示，国际原子能机构2007年2月15日公布核辐射警示新标志，新标志为黑框红底三角，内有一个辐射波标记、一个骷髅头标记和一个逃跑的人形．核辐射会向外释放三种射线：α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电．现有甲、乙两个原子核原来都静止在同一匀强磁场中，其中一个核放出一个α粒子，另一个核放出一个β粒子，得出如图所示的四条径迹，则()图3-2A．甲核放出的是α粒子，乙核放出的是β粒子B．a为α粒子的径迹C．b为α粒子的径迹D．c为β粒子的径迹【解析】衰变过程中满足动量守恒，释放粒子与新核的动量大小相等、方向相反，根据带电粒子在磁场中的运动不难分析：若轨迹为外切圆，则为α衰变；若轨迹为内切圆，则为β衰变．又因为R＝m v/qB知半径与电荷量成反比，可知答案为A、C、D项．【答案】ACD4．贝可勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用．下列属于放射性衰变的是()【导学号：22482109】A.146C→147N＋0－1eB.23592U＋10n→13953I＋9539Y＋210nC.21H＋31H→42He＋10nD.42He＋2713Al→3015P＋10n【解析】放射性元素自发地放出射线的现象叫天然放射现象．A选项为β衰变方程，B 选项为重核裂变方程，C 选项为轻核聚变方程，D 选项为原子核的人工转变方程，故选A.【答案】 A5．一个电子(质量为m ，电荷量为－e )和一个正电子(质量为m ，电荷量为e )，以相等的初动能E k 相向运动，并撞到一起，发生“湮灭”，产生两个频率相同的光子，设产生光子的频率为ν；若这两个光子的能量都是hν，动量分别为p 和p ′，则hν＝________；p ________－p ′(选填“＞”“＜”或“＝”).【导学号：22482056】【解析】 能量守恒和动量守恒为普适定律，故以相等动能相向运动发生碰撞而湮灭的正负电子总能量为：2E k ＋2mc 2，化为两个光子后，总动量守恒且为零，故p ＝－p ′，且2E k ＋2mc 2＝2hν，即hν＝E k ＋mc 2.【答案】 mc 2＋E k ＝6．铀238的半衰期是4.5×109年，假设一块矿石中含有2 kg 铀238，求： (1)经过45亿年后还剩下多少铀238；假设发生衰变的铀238均变成了铅206，则此矿石中含有多少铅；(2)若测出某块矿石中的铀、铅含量比为119∶309，求此矿石的年龄． 【解析】 (1)45亿年即4.5×109年，由m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12tT 知剩余的铀238质量为m＝2×⎝ ⎛⎭⎪⎫12tTkg ＝1 kg ；在此45亿年中将有1 kg 铀238发生衰变并获得了铅206，故有m ′＝206238(m 0－m )．则m ′＝206238 kg ＝0.866 kg ，即矿石中含有铅0.866 kg.(2)设此矿石原来的质量为m 0，年龄为t ，则现在剩余的铀238为m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12tT，那么在时间t 内发生了衰变的铀238为m 0－m ＝⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤1－⎝ ⎛⎭⎪⎫12t T m 0，设铅206的质量为m x ，则238m 0－m ＝206m x，即m x ＝206238⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤1－⎝ ⎛⎭⎪⎫12t T m 0，所以现在矿石中的铀、铅含量之比为mm x ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12tT 206238⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤1－⎝ ⎛⎭⎪⎫12 t T ＝119309，解得t ＝2T ＝90亿年． 【答案】 (1)1 kg 0.866 kg (2)90亿年。

1.作为新型燃料，从环保角度来看，氢气具有的突出特点是( )A ．在自然界里存在氢气B ．氢气轻，便于携带C ．燃烧氢气污染小D ．氢气燃烧发热量高解析：选C.氢气燃烧生成水，所以对环境污染小．2.当前，世界上日益严重的环境问题主要源于( )A ．温室效应B ．厄尔尼诺现象C ．人类对环境的污染和破坏D ．火山喷发和地震答案：C3.利用太阳能发电的优势是( )A ．无污染B ．可再生C ．分布集中D ．投资小，效率高答案：AB4.解决一次性发泡塑料餐具的最有效途径是( )A ．掩埋B ．土壤培肥C ．改用环保餐具D ．焚烧后作肥料答案：C5.太阳每年辐射到地球上的能量可达1018 kW ·h.(1)如果太阳辐射到地球上的能量全部用来推动热机发电，能否每年发出1018度电？(2)试估算太阳每年释放出的能量．解析：(1)太阳向四面八方辐射能量，地球仅是“四面八方”中的一个“小元”，因此太阳辐射的能量只有一小部分到达地球，到达地球的能量推动热机发电，由热力学第二定律可知，发电量必小于1018度．(2)地球到太阳的距离为r ＝1.5×1011m ，其构成的球面为S 1，地球的半径为R ＝6.4×106 m ，由于地球相对太阳很小，其被照射面积可等效为赤道圆面积S ，所以太阳辐射的总能量为Q ＝S 1S q ＝4r 2R 2q ＝4×（1.5×1011）2（6.4×106）2×1018 kW ·h ＝2.2×1027 kW ·h. 答案：(1)不能 (2)2.2×1027 kW ·h1.当今人类利用的新能源是( )A ．电能B ．太阳能C ．化石燃料D ．核能解析：选BD.电能是二次能源，是由其他形式的能转化而来，不是新能源．化石燃料是常规能源，太阳能和核能是当今的新能源，故B 、D 正确．2.下列说法中正确的是( )A ．水能和风能都是“可再生能源”B ．太阳能是一种清洁能源C ．沼气是一种新能源D ．核能对环境的污染比常规能源对环境的污染大解析：选ABC.水能和风能都能再生，A 正确；太阳能属于清洁能源，B 正确；沼气属于新能源，C 正确；核能属于新能源，是一种清洁能源，D 错误．3.水力发电站的电能最终来自于( )A ．太阳能B ．水的动能C ．水的势能D ．水的内能解析：选A.煤、石油、水力等能源最终来自于太阳能．是太阳能将水蒸发到高处，然后再降落到地面各处，汇成江河湖海，高处的水向低处流就具有了水能，从而用于发电． 4.无利用价值的垃圾，主要采用( )A ．填埋法B ．回收C ．加工D ．综合利用答案：A5.下列自然资源属可再生的一组是( )①红树林 ②煤炭 ③沙漠 ④磷 ⑤石油 ⑥地下水 ⑦潮汐能 ⑧草场A ．①②③B ．③④⑥C ．⑥⑦⑧D ．③⑤⑦答案：C6.下列化石燃料对环境危害最小的是( )A ．石油B ．天然气C ．煤炭D ．油页岩答案：B7.在交通运输中，常用“客运效率”来反映交通工具的某项效能．“客运效率”表示每消耗单位能量对应的载客数和运送路程的乘积，即客运效率＝人数×路程消耗能量.一个人骑电动自行车，消耗1 MJ(106 J)的能量可行驶30 km.一辆载有4人的普通轿车，消耗320 MJ 的能量可行驶100 km.则电动自行车与这辆轿车的客运效率之比是( )A ．6∶1B ．12∶5C ．24∶1D ．48∶7解析：选C.电动自行车客运效率η1＝1×30 km 1 MJ ，普通轿车的客运效率η2＝4×100 km 320 MJ，两者效率之比为η1η2＝30×320400＝24∶1.8.柴油机使柴油燃料在它的汽缸中燃烧，产生高温高压的气体，燃料的化学能转化为气体的内能，高温高压的气体推动活塞做功，气体的内能又转化为柴油机的机械能．燃烧相同的燃料，输出的机械能越多，表明柴油机越节能．是否节能，是衡量机器性能好坏的重要指标．有经验的柴油机维修师傅，不用任何仪器，只要将手伸到柴油机排气管附近，去感知一下尾气的温度，就能够判断出这台柴油机是否节能，真是“行家伸伸手，就知有没有”，关于尾气的温度跟柴油机是否节能之间的关系，你认为正确的是( )A ．尾气的温度越高，柴油机越节能B ．尾气的温度越低，柴油机越节能C．尾气的温度高低与柴油机是否节能无关D．以上说法均不正确解析：选B.气体的内能不可能完全转化为柴油机的机械能，柴油机使柴油燃料在它的汽缸中燃烧，产生高温高压的气体，是一个高温热源；而柴油机排气管排出的尾气是一个低温热源．根据能量守恒，这两个热源之间的能量差就是转换的机械能，燃烧相同的燃料，要想输出的机械能越多，尾气的温度就要越低．二、非选择题9.小明同学原来家住农村，八年前随父母搬到了某市的向阳小区，住进了居民楼．小明家在农村时，烧水做饭用煤，进了城市后用上了天然气；在农村时，冬季取暖家家户户也依靠烧煤，但在小区却集中供暖．请根据小明家的变化(烧煤→天然气，单家单户取暖→小区集中供暖)，结合自己的切身体验，从科学和人文的角度对此变化加以评价．答案：(1)从炉具的变化上，提高了能源的利用率；(2)从燃料的变化上，提高了能源的利用率，减少了环境污染；(3)从取暖方式上，提高了能源利用率，减少了环境污染，保护了环境．小明家的进步反映了整个社会的进步，节约能源，保护环境人人有责10.随着2012年3月20日我国成品油价正式步入8元时代，业内对于新能源汽车的关注显著升温．比如太阳能汽车，是利用太阳能电池将所接受到的太阳光能转化为电能以提供给电动机来驱动汽车的．已知车上太阳能电池接受太阳光能的面板面积为S＝8 m2，正对太阳时能产生U＝120 V的电压，并对车上电动机提供I＝10 A的电流，电动机的直流电阻为R＝4 Ω，而太阳光照射到地面处时单位面积上的辐射功率为P0＝1.0×103 W/m2.(1)该车的太阳能电池转化太阳光能的效率η1等于多少？电池对电动机供电的效率η2等于多少？(2)若太阳的总辐射功率为P＝3.9×1026W，且太阳光在穿过太空及地球表面大气层达到地面处时，沿途有β＝28%的能量损耗，则据此可算出太阳到地球的距离r等于多少？解析：(1)η1＝UI/(P0S)＝(120×10)/(1.0×103×8)＝15%，η2＝(UI－I2R)/(UI)＝(120×10－102×4)/(120×10)≈66.7%.(2)由公式4πr2P0＝(1－β)P可解得r＝（1－β）P/（4πP0）＝0.72×3.9×1026/（4×3.14×103）m≈1.5×1011 m.答案：(1)15%66.7%(2)1.5×1011 m。

第5节初_识_熵一、对熵的认识1．方向性不可逆过程总是系统从有差异的状态向无差异的均匀状态过渡，从有规则向无规则过渡，从集中向分散过渡。

2．有序、无序把系统的有差异的不均匀、有规则、集中说成有序，把系统的无差异的均匀、无规则、分散说成无序。

3．熵代表系统的无序性程度。

无序性大，熵大；无序性小，熵小。

二、熵增原理1．内容孤立系统的熵总是增加的，或者孤立系统的熵总不减少。

2．公式(1)ΔS表示过程中熵的变化，则熵增原理可以表示为：ΔS≥0。

(2)ΔS＝0表示系统处于平衡态，ΔS>0表示孤立系统的任何一个过程熵总是增加的。

3．适用条件孤立系统。

1．判断：(1)热传递的后果总是使得系统的温度分布趋于均匀化。

()(2)同一种物质在不同的状态下熵值一样。

()(3)孤立系统中的气体与外界无能量交换。

()答案：(1)√(2)×(3)√2．思考：刚买的扑克牌按花色及大小规则排列，我们打牌时要洗牌，让其混乱，哪种情况熵更小一些？提示：新牌熵小些，因为按花色及大小有序、有规则排列，故新牌的熵更小些。

1.有序与无序所谓有序，是指事物内部的要素或事物之间有规则的联系和运动转化；无序是指事物内部各种要素或事物之间混乱而无规则的组合和运动变化。

2．扩散、热传递的微观解释(1)扩散：扩散过程中气体分子完全打破了原来的有序分布，变得较为无序。

即从微观角度看，扩散现象实质上是系统向无序程度增加的方向进行的过程。

(2)热传递：高温物体中的分子平均动能大，低温物体中分子平均动能小。

两物体接触前，这些分子有序地按平均动能大小分居两处。

让两物体接触经一段时间后，高温物体温度降低，分子平均动能减小，低温物体的温度升高，分子平均动能增大，最后达到同一温度。

两物体的分子平均动能也变成一个中间值，运动较快的分子不再同运动较慢的分子隔开，分子的运动变得较为无序。

可见，热传递实质上也是向无序程度增加的方向进行的过程。

3．热力学第二定律的微观本质一切不可逆过程总是沿着大量分子热运动无序程度增大的方向进行。