高三物理二輪復(fù)習(xí) 課前診斷-分子動(dòng)理論 氣體及熱力學(xué)定律
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課前診斷——分子動(dòng)理論 氣體及熱力學(xué)定律 1.(2016西安模擬)(1)(多選)下列說(shuō)法中正確的是________。 A.一定量氣體膨脹對(duì)外做功100 J,同時(shí)從外界吸收120 J 的熱量,則它的內(nèi)能增大20 J B.在使兩個(gè)分子間的距離由很遠(yuǎn)(r>10-9 m)減小到很難再靠近的過(guò)程中,分子間作用力先減小后增大,分子勢(shì)能不斷增大 C.由于液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離,液體表面存在張力 D.用油膜法測(cè)出油分子的直徑后,要測(cè)定阿伏加德羅常數(shù),只需再知道油的密度即可 E.空氣相對(duì)濕度越大時(shí),空氣中水蒸氣壓強(qiáng)越接近同溫度水的飽和汽壓,水蒸發(fā)越慢。 (2)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B,再變化到狀態(tài)C,其狀態(tài)變化過(guò)程的pV圖像如圖所示。已知該氣體在狀態(tài)A時(shí)的溫度為27 ℃。則: ①該氣體在狀態(tài)B、C時(shí)的溫度分別為多少℃? ②該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過(guò)程中內(nèi)能的變化量是多大? ③該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過(guò)程中是吸熱,還是放熱?傳遞的熱量是多少? 解析:(1)根據(jù)熱力學(xué)第一定律知:ΔU=W+Q=-100 J+120 J=20 J,A正確;在使兩個(gè)分子間的距離由很遠(yuǎn)(r>10-9 m)減小到很難再靠近的過(guò)程中,分子間作用力先增大后減小再增大,分子勢(shì)能先減小后增大,B錯(cuò)誤;由于液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離,液體表面存在張力,C正確;用油膜法測(cè)出油分子的直徑后,要測(cè)定阿伏加德羅常數(shù),只需再知道油的摩爾體積即可,D錯(cuò)誤;空氣相對(duì)濕度越大時(shí),空氣中水蒸氣壓強(qiáng)越接近同溫度水的飽和汽壓,水蒸發(fā)越慢,E正確。 (2)①狀態(tài)A:tA=300 K,pA=3105 Pa,VA=110-3 m3 狀態(tài)B:tB=?pB=1105 Pa,VB=110-3 m3 狀態(tài)C:tC=?pC=1105 Pa,VC=310-3 m3 A到B過(guò)程等容變化,由等容變化規(guī)律得:=,代入數(shù)據(jù)得:tB=100 K=-173 ℃ B到C為等壓變化,由等壓變化規(guī)律得:=,代入數(shù)據(jù)得:tC=300 K=27 ℃。 ②因?yàn)闋顟B(tài)A和狀態(tài)C溫度相等,且氣體的內(nèi)能是所有分子的動(dòng)能之和,溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志 所以在這個(gè)過(guò)程中:ΔU=0。 ③由熱力學(xué)第一定律得:ΔU=Q+W,因?yàn)棣=0 故:Q=-W 在整個(gè)過(guò)程中,氣體在B到C過(guò)程對(duì)外做功,所以:W=-pΔV=-1105(310-3-110-3) J=-200 J 即:Q=200 J,是正值,故在這個(gè)過(guò)程中吸熱。 答案:(1)ACE (2)①-173 ℃ 27 ℃?、??、畚鼰帷?00 J 2.(2016衡水冀州中學(xué)檢測(cè))(1)(多選)關(guān)于擴(kuò)散現(xiàn)象,下列說(shuō)法正確的是________。 A.溫度越高,擴(kuò)散進(jìn)行得越快 B.?dāng)U散現(xiàn)象是不同物質(zhì)間的一種化學(xué)反應(yīng) C.?dāng)U散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的 D.?dāng)U散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生 E.液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象是由于液體的對(duì)流形成的 (2)如圖,一粗細(xì)均勻的U形管豎直放置,A側(cè)上端封閉,B側(cè)上端與大氣相通,下端開(kāi)口處開(kāi)關(guān)K關(guān)閉;A側(cè)空氣柱的長(zhǎng)度l=10.0 cm,B側(cè)水銀面比A側(cè)的高h(yuǎn)=3.0 cm?,F(xiàn)將開(kāi)關(guān)K打開(kāi),從U形管中放出部分水銀,當(dāng)兩側(cè)水銀面的高度差為h1=10.0 cm時(shí)將開(kāi)關(guān)K關(guān)閉。已知大氣壓強(qiáng)p0=75.0 cmHg。 (ⅰ)求放出部分水銀后A側(cè)空氣柱的長(zhǎng)度; (ⅱ)此后再向B側(cè)注入水銀,使A、B兩側(cè)的水銀面達(dá)到同一高度,求注入的水銀在管內(nèi)的長(zhǎng)度。 解析:(1)擴(kuò)散現(xiàn)象與溫度有關(guān),溫度越高,擴(kuò)散進(jìn)行得越快,選項(xiàng)A正確。擴(kuò)散現(xiàn)象是由于分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)引起的,不是一種化學(xué)反應(yīng),選項(xiàng)B錯(cuò)誤,選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)E錯(cuò)誤。擴(kuò)散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生,選項(xiàng)D正確。 (2)(ⅰ)以 cmHg為壓強(qiáng)單位。設(shè)A側(cè)空氣柱長(zhǎng)度l=10.0 cm時(shí)的壓強(qiáng)為p;當(dāng)兩側(cè)水銀面的高度差為h1=10.0 cm時(shí),空氣柱的長(zhǎng)度為l1,壓強(qiáng)為p1。由玻意耳定律得 pl=p1l1① 由力學(xué)平衡條件得 p=p0+h② 打開(kāi)開(kāi)關(guān)K放出水銀的過(guò)程中,B側(cè)水銀面處的壓強(qiáng)始終為p0,而A側(cè)水銀面處的壓強(qiáng)隨空氣柱長(zhǎng)度的增加逐漸減小,B、A兩側(cè)水銀面的高度差也隨之減小,直至B側(cè)水銀面低于A側(cè)水銀面h1為止。由力學(xué)平衡條件有 p1=p0-h(huán)1③ 聯(lián)立①②③式,并代入題給數(shù)據(jù)得 l1=12.0 cm。④ (ⅱ)當(dāng)A、B兩側(cè)的水銀面達(dá)到同一高度時(shí),設(shè)A側(cè)空氣柱的長(zhǎng)度為l2,壓強(qiáng)為p2。由玻意耳定律得pl=p2l2⑤ 由力學(xué)平衡條件有p2=p0⑥ 聯(lián)立②⑤⑥式,并代入題給數(shù)據(jù)得l2=10.4 cm⑦ 設(shè)注入的水銀在管內(nèi)的長(zhǎng)度為Δh,依題意得 Δh=2(l1-l2)+h1⑧ 聯(lián)立④⑦⑧式,并代入題給數(shù)據(jù)得 Δh=13.2 cm。 答案:(1)ACD (2)(ⅰ)12.0 cm (ⅱ)13.2 cm 3.(2016濟(jì)寧一模)(1)(多選)下列說(shuō)法正確的是________。 A.懸浮在液體中的微粒越小,在液體分子的撞擊下越容易保持平衡 B.荷葉上的小水珠呈球形是由于液體表面張力的作用 C.物體內(nèi)所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能之和叫做物體的內(nèi)能 D.當(dāng)人們感到潮濕時(shí),空氣的絕對(duì)濕度不一定較大 E.一定質(zhì)量的理想氣體先經(jīng)等容降溫,再經(jīng)等溫壓縮,壓強(qiáng)可以回到初始的數(shù)值 (2)如圖所示,用兩個(gè)質(zhì)量均為m、橫截面積均為S的密閉活塞將開(kāi)口向下豎直懸掛的導(dǎo)熱氣缸內(nèi)的理想氣體分成Ⅰ、Ⅱ兩部分,當(dāng)在活塞A下方懸掛質(zhì)量為2m的物體后,整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài),此時(shí)Ⅰ、Ⅱ兩部分氣體的高度均為l0。已知環(huán)境溫度、大氣壓強(qiáng)p0均保持不變,且滿足5mg=p0S,不計(jì)一切摩擦。當(dāng)取走物體后,兩活塞重新恢復(fù)平衡,求活塞A上升的高度。 解析:(1)做布朗運(yùn)動(dòng)的微粒越小,在液體分子的撞擊下越不容易保持平衡,故A錯(cuò)誤;葉面上的小水珠呈球形是由于液體表面張力的作用,故B正確;物體內(nèi)所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能之和與分子勢(shì)能的總和叫做物體的內(nèi)能,故C錯(cuò)誤;人們感到潮濕時(shí),與空氣的相對(duì)濕度有關(guān),與絕對(duì)濕度無(wú)關(guān),當(dāng)人們感到潮濕時(shí),空氣的絕對(duì)濕度不一定較大,故D正確;根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程:=C可知,一定質(zhì)量的理想氣體先經(jīng)等容降溫,壓強(qiáng)減??;再經(jīng)等溫壓縮,壓強(qiáng)又增大,所以壓強(qiáng)可以回到初始的數(shù)值,故E正確。 (2)對(duì)氣體Ⅰ分析,初狀態(tài)的壓強(qiáng)為: p1=p0-=p0 末狀態(tài)的壓強(qiáng)為:p1′=p0-=p0 由玻意耳定律有:p1l0S=p1′l1S 解得:l1=l0 對(duì)氣體Ⅱ分析,初狀態(tài)p2=p1-=p0 末狀態(tài)p2′=p1′-=p0 由玻意耳定律p2l0S=p2′l2S l2=l0 A活塞上升的高度Δl=(l0-l1)+(l0-l2)=l0。 答案:(1)BDE (2)l0 4.(2016六安一中模擬)(1)(多選)對(duì)于分子動(dòng)理論和物體內(nèi)能的理解,下列說(shuō)法正確的是________。 A.溫度高的物體內(nèi)能不一定大,但分子平均動(dòng)能一定大 B.外界對(duì)物體做功,物體內(nèi)能一定增加 C.溫度越高,布朗運(yùn)動(dòng)越顯著 D.當(dāng)分子間的距離增大時(shí),分子間作用力就一直減小 E.當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為斥力時(shí),分子勢(shì)能隨分子間距離的減小而增大 (2)如圖所示,上端封閉、下端開(kāi)口內(nèi)徑均勻的玻璃管,管長(zhǎng)L=100 cm,其中有一段長(zhǎng)h=15 cm的水銀柱把一部分空氣封閉在管中。當(dāng)管豎直放置時(shí),封閉氣柱A的長(zhǎng)度LA=50 cm?,F(xiàn)把開(kāi)口端向下插入水銀槽中,直至A端氣柱長(zhǎng)LA′=37.5 cm時(shí)為止,這時(shí)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知大氣壓強(qiáng)p0=75 cmHg,整個(gè)過(guò)程中溫度保持不變,試求槽內(nèi)的水銀進(jìn)入管內(nèi)的長(zhǎng)度。 解析:(1)溫度高的物體分子平均動(dòng)能一定大,但是內(nèi)能不一定大,選項(xiàng)A正確;外界對(duì)物體做功,若物體散熱,物體內(nèi)能不一定增加,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;溫度越高,布朗運(yùn)動(dòng)越顯著,選項(xiàng)C正確;當(dāng)分子間的距離增大時(shí),分子間作用力可能先增大后減小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為斥力時(shí),分子勢(shì)能隨分子間距離的減小而增大,選項(xiàng)E正確。 (2)對(duì)A部分氣體,由玻意耳定律有: pALAS=pA′LA′S pA=60 cmHg 解得:pA′===80 cmHg 對(duì)B部分氣體有: pBLBS=pB′LB′S 而pB′=95 cmHg pB=p0=75 cmHg 解得:LB′==27.6 cm Δh=L-LA′-h(huán)-LB′=19.9 cm。 答案:(1)ACE (2)19.9 cm 5.(2016全國(guó)甲卷)(1)(多選)一定量的理想氣體從狀態(tài)a開(kāi)始,經(jīng)歷等溫或等壓過(guò)程ab、bc、cd、da回到原狀態(tài),其pT圖像如圖所示。其中對(duì)角線ac的延長(zhǎng)線過(guò)原點(diǎn)O。下列判斷正確的是________。 A.氣體在a、c兩狀態(tài)的體積相等 B.氣體在狀態(tài)a時(shí)的內(nèi)能大于它在狀態(tài)c時(shí)的內(nèi)能 C.在過(guò)程cd中氣體向外界放出的熱量大于外界對(duì)氣體做的功 D.在過(guò)程da中氣體從外界吸收的熱量小于氣體對(duì)外界做的功 E.在過(guò)程bc中外界對(duì)氣體做的功等于在過(guò)程da中氣體對(duì)外界做的功 (2)一氧氣瓶的容積為0.08 m3,開(kāi)始時(shí)瓶中氧氣的壓強(qiáng)為20個(gè)大氣壓。某實(shí)驗(yàn)室每天消耗1個(gè)大氣壓的氧氣0.36 m3。當(dāng)氧氣瓶中的壓強(qiáng)降低到2個(gè)大氣壓時(shí),需重新充氣。若氧氣的溫度保持不變,求這瓶氧氣重新充氣前可供該實(shí)驗(yàn)室使用多少天。 解析:(1)由ac的延長(zhǎng)線過(guò)原點(diǎn)O知,直線Oca為一條等容線,氣體在a、c兩狀態(tài)的體積相等,選項(xiàng)A正確;理想氣體的內(nèi)能由其溫度決定,故在狀態(tài)a時(shí)的內(nèi)能大于在狀態(tài)c時(shí)的內(nèi)能,選項(xiàng)B正確;過(guò)程cd是等溫變化,氣體內(nèi)能不變,由熱力學(xué)第一定律知,氣體對(duì)外放出的熱量等于外界對(duì)氣體做的功,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;過(guò)程da氣體內(nèi)能增大,從外界吸收的熱量大于氣體對(duì)外界做的功,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;由理想氣體狀態(tài)方程知:====C,即paVa=CTa,pbVb=CTb,pcVc=CTc,pdVd=CTd。設(shè)過(guò)程bc中壓強(qiáng)為p0=pb=pc,過(guò)程da中壓強(qiáng)為p0′=pd=pa。由外界對(duì)氣體做功W=pΔV知,過(guò)程bc中外界對(duì)氣體做的功Wbc=p0(Vb-Vc)=C(Tb-Tc),過(guò)程da中氣體對(duì)外界做的功Wda=p0′(Va-Vd)=C(Ta-Td),Ta=Tb,Tc=Td,故Wbc=Wda,選項(xiàng)E正確。 (2)設(shè)氧氣開(kāi)始時(shí)的壓強(qiáng)為p1,體積為V1,壓強(qiáng)變?yōu)閜2(2個(gè)大氣壓)時(shí),體積為V2。根據(jù)玻意耳定律得 p1V1=p2V2① 重新充氣前,用去的氧氣在p2壓強(qiáng)下的體積為 V3=V2-V1② 設(shè)用去的氧氣在p0(1個(gè)大氣壓)壓強(qiáng)下的體積為V0,則有 p2V3=p0V0③ 設(shè)實(shí)驗(yàn)室每天用去的氧氣在p0壓強(qiáng)下的體積為ΔV,則氧氣可用的天數(shù)為 N=④ 聯(lián)立①②③④式,并代入數(shù)據(jù)得 N=4(天)。⑤ 答案:(1)ABE (2)4天 6.(2016全國(guó)乙卷)(1)(多選)關(guān)于熱力學(xué)定律,下列說(shuō)法正確的是________。 A.氣體吸熱后溫度一定升高 B.對(duì)氣體做功可以改變其內(nèi)能 C.理想氣體等壓膨脹過(guò)程一定放熱 D.熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體 E.如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡,那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定達(dá)到熱平衡 (2)在水下氣泡內(nèi)空氣的壓強(qiáng)大于氣泡表面外側(cè)水的壓強(qiáng),兩壓強(qiáng)差Δp與氣泡半徑r之間的關(guān)系為Δp=,其中σ=0.070 N/m?,F(xiàn)讓水下10 m處一半徑為0.50 cm的氣泡緩慢上升。已知大氣壓強(qiáng)p0=1.0105 Pa,水的密度ρ=1.0103 kg/m3,重力加速度大小g=10 m/s2。 (ⅰ)求在水下10 m處氣泡內(nèi)外的壓強(qiáng)差; (ⅱ)忽略水溫隨水深的變化,在氣泡上升到十分接近水面時(shí),求氣泡的半徑與其原來(lái)半徑之比的近似值。 解析:(1)根據(jù)熱力學(xué)定律,氣體吸熱后如果對(duì)外做功,則溫度不一定升高,說(shuō)法A錯(cuò)誤。改變物體內(nèi)能的方式有做功和傳熱,對(duì)氣體做功可以改變其內(nèi)能,說(shuō)法B正確。理想氣體等壓膨脹對(duì)外做功,根據(jù)=恒量知,膨脹過(guò)程一定吸熱,說(shuō)法C錯(cuò)誤。根據(jù)熱力學(xué)第二定律,熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體,說(shuō)法D正確。兩個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時(shí),溫度相等,如果這兩個(gè)系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡,那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定達(dá)到熱平衡,說(shuō)法E正確。 (2)(ⅰ)當(dāng)氣泡在水下h=10 m處時(shí),設(shè)其半徑為r1,氣泡內(nèi)外壓強(qiáng)差為Δp1,則 Δp1=① 代入題給數(shù)據(jù)得Δp1=28 Pa。② (ⅱ)設(shè)氣泡在水下10 m處時(shí),氣泡內(nèi)空氣的壓強(qiáng)為p1,氣泡體積為V1;氣泡到達(dá)水面附近時(shí),氣泡內(nèi)空氣的壓強(qiáng)為p2,氣泡內(nèi)外壓強(qiáng)差為Δp2,其體積為V2,半徑為r2。 氣泡上升過(guò)程中溫度不變,根據(jù)玻意耳定律有 p1V1=p2V2③ 由力學(xué)平衡條件有 p1=p0+ρgh+Δp1④ p2=p0+Δp2⑤ 氣泡體積V1和V2分別為 V1=πr13⑥ V2=πr23⑦ 聯(lián)立③④⑤⑥⑦式得 3=⑧ 由②式知,Δpi?p0,i=1,2,故可略去⑧式中的Δpi項(xiàng)。 代入題給數(shù)據(jù)得 =≈1.3。⑨ 答案:(1)BDE (2)(ⅰ)28 Pa (ⅱ)或1.3- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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