《2020屆高三物理二輪復(fù)習 專題輔導與應(yīng)用 第1部分 專題整合突破 專題六 選考模塊(3-3、3-4、3-5) 第1講 分子動理論、氣體及熱力學定律課時過關(guān)》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2020屆高三物理二輪復(fù)習 專題輔導與應(yīng)用 第1部分 專題整合突破 專題六 選考模塊(3-3、3-4、3-5) 第1講 分子動理論、氣體及熱力學定律課時過關(guān)(8頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第1講 分子動理論、氣體及熱力學定律
對應(yīng)學生用書 課時過關(guān)(十三) 第161頁
一、選擇題
1.導學號:82460415(2020高考沖刺卷五)(1)(多選)關(guān)于分子、內(nèi)能和溫度,下列說法中正確的是________.
A.將分子看成球是分子的簡化模型,實際上,分子的形狀并不真的都是小球
B.分子間距離越大,分子勢能越大;分子間距離越小,分子勢能也越小
C.不同分子的直徑一般不同,但數(shù)量級基本一致
D.用打氣筒向籃球充氣時需用力,說明氣體分子間有斥力
E.溫度升高,物體的內(nèi)能卻不一定增大
(2)如圖所示,一圓柱形絕熱汽缸豎直放置,通過絕熱活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體.活塞的
2、質(zhì)量為m,橫截面積為S,此時活塞處于平衡狀態(tài),氣體的溫度為T1.現(xiàn)通過電熱絲緩慢加熱氣體,在氣體吸收熱量Q的過程中,氣體對活塞做功的大小為W.已知大氣壓強為p0,重力加速度為g,不計活塞與汽缸間的摩擦.
①求氣體的壓強;
②求加熱過程中氣體的內(nèi)能增加量;
③現(xiàn)停止對氣體加熱,同時在活塞上緩慢添加砂粒,當添加砂粒的質(zhì)量為m0時,活塞恰好回到原來的位置,求此時氣體的溫度.
解析:(1)實際上,分子的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,分子的形狀并不真的都是小球,A正確;若取兩分子相距無窮遠時的分子勢能為零,則當兩分子間距離大于r0時,分子力表現(xiàn)為引力,分子勢能隨間距的減小而減小(此時分子力做正功).當分子間距離
3、小于r0時,分子力表現(xiàn)為斥力,分子勢能隨間距的減小而增大(此時分子力做負功),故B錯誤;不同分子直徑一般不同,但數(shù)量級基本一致,C正確;用打氣筒向籃球充氣時需用力,是由于籃球內(nèi)氣體壓強在增大,不能說明分子間有斥力,D錯誤;物體的內(nèi)能取決于溫度、體積及物體的質(zhì)量等,溫度升高,內(nèi)能不一定增大,E正確.
(2)①由力的平衡可知,氣體的壓強p1=p0+
②由熱力學第一定律可知,加熱過程中氣體的內(nèi)能增加量ΔU=Q-W.
③末狀態(tài)氣體的壓強p2=p0+
由于氣體的初始狀態(tài)和末狀態(tài)體積相同,由查理定律=
可得:T2=T1
答案:(1)ACE (2)①p0+?、赒-W
③T1
2.導學號:82
4、460416(1)下列說法正確的是________.
A.當物體吸收熱量時,其溫度一定升高
B.橡膠無固定熔點,是非晶體
C.做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式
D.布朗運動是懸浮在液體中固體顆粒的分子無規(guī)則運動的反映
E.第二類永動機是不能制造出來的,盡管它不違反熱力學第一定律,但它違反熱力學第二定律
(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)變化過程的p-V圖象如圖所示.
已知該氣體在狀態(tài)A時的溫度為27 ℃.求:
①該氣體在狀態(tài)B、C時的溫度分別為多少攝氏度?
②該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中是吸熱還是放熱?傳遞的熱量是多少?
解析:(2
5、)①氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B:
=得TB=200 K即tB=-73 ℃
氣體從狀態(tài)B到狀態(tài)C:
=得TC=300 K,即tC=27 ℃.
②氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C過程中是吸熱.
吸收的熱量Q=pBΔV=200 J
答案:(1)BCE (2)①-73°C 27°C?、谖鼰帷?00 J
3.導學號:82460417(2020??谡{(diào)研卷)(1)(多選)下列說法正確是________.
A.PM2.5是指空氣中直徑等于或小于2.5微米的懸浮顆粒物,其飄浮在空中做無規(guī)則運動,屬于布朗運動
B.人們感到潮濕時,空氣的絕對濕度不一定大,但相對濕度可能很大
C.隨著科技的發(fā)展,將來可以利用高科技
6、手段,將散失在環(huán)境中的內(nèi)能重新收集起來加以利用而不引起其他變化
D.布朗運動就是液體分子做無規(guī)則的運動
E.產(chǎn)生表面張力的原因是表面層內(nèi)液體分子間引力大于斥力
(2)如圖所示,一個內(nèi)壁光滑的汽缸豎直放置,內(nèi)有兩個重力均為30 N的密閉活塞,將缸內(nèi)理想氣體分成Ⅰ、Ⅱ兩部分,其中活塞A導熱,活塞B及側(cè)壁均絕熱.初狀態(tài)整個裝置靜止不動并且處于平衡狀態(tài),Ⅰ、Ⅱ兩部分氣體的高度均為l0=10 cm,溫度都是300 K.設(shè)外界大氣壓強為p0保持不變,活塞橫截面積為S,且p0S=30 N.現(xiàn)保持環(huán)境溫度、外界大氣壓強不變,通過汽缸的導熱底面給Ⅱ氣體加熱,同時在活塞A上逐漸添加細砂,若在活塞A下降的高度
7、Δ l1=6 cm,并且 Ⅱ 氣體的高度仍為l0時兩部分氣體重新處于平衡,試求所添加細砂的重力大小和重新處于平衡時Ⅱ氣體的溫度.
解析:(1)懸浮顆粒的運動屬于布朗運動,選項A正確;空氣潮濕是指的相對濕度大,選項B正確;由于熱現(xiàn)象發(fā)生的方向性,所以不可能將散失的熱量重新收集起來加以利用而不引起其他變化,選項C錯誤;布朗運動是指微小的顆粒在氣體或液體中的運動,而不是液體分子的無規(guī)則運動,選項D錯誤;產(chǎn)生表面張力的原因是因為分子間的引力大于斥力,表現(xiàn)為引力,選項E正確.
(2)對Ⅰ氣體,由玻意耳定律有p1V1=p′1V′1
其中p1=p0+,V1=Sl0,p′1=p0+,
V′1=S(l0
8、-Δl1)
解得Mg=90 N
對Ⅱ氣體,由查理定律有=
其中p2=p1+,T2=T0,p′2=p′1+
解得Ⅱ氣體的溫度T′2=600 K
答案:(1)ABE (2)90 N 600 K
4.導學號:82460418(2020河南洛陽二模)(1)(多選)如圖1所示,汽缸和活塞與外界均無熱交換,中間有一個固定的導熱性良好的隔板,封閉著兩部分氣體A和B,活塞處于靜止平衡狀態(tài).現(xiàn)通過電熱絲對氣體A加熱一段時間,后來活塞達到新的平衡,不計氣體分子勢能,不計活塞與汽缸壁間的摩擦,大氣壓強保持不變,則下列判斷正確的是________.
圖1
A.氣體A吸熱,內(nèi)能增加
B.氣體B吸熱
9、,對外做功,內(nèi)能不變
C.氣體A分子的平均動能增大
D.氣體A和氣體B內(nèi)每個分子的動能都增大
E.氣體B分子單位時間內(nèi)對器壁單位面積碰撞總次數(shù)減少
圖2
(2)如圖2所示,在左端封閉右端開口的U形管中用水銀柱封一段空氣柱L,當空氣柱的溫度為14°C時,左臂水銀柱的長度h1=10 cm,右臂水銀柱長度h2=7 cm,空氣柱長度L=15 cm;將U形管左臂放入100 °C水中且狀態(tài)穩(wěn)定時,左臂水銀柱的長度變?yōu)? cm.求出當時的大氣壓強(單位用 cmHg).
解析:(2)對于封閉的空氣柱(設(shè)大氣壓強為p0)
初態(tài):p1=p0+h2-h(huán)1=(p0-3) cmHg
V1=LS=15
10、S(cm3)
T1=287 K
末態(tài):h1′=7 cm,h2′=10 cm,
故壓強p2=p0+h2′-h(huán)1′=(p0+3) cmHg
V2=(L+3)S=18S(cm3)
T2=373 K
由理想氣體狀態(tài)方程得=
解得大氣壓強為p0≈75.25 cmHg.
答案:(1)ACE (2)75.25 cmHg
5.導學號:82460421(2020河北衡水中學第三次調(diào)研)(1)(多選)下列說法正確的是________.
A.氣體擴散現(xiàn)象表明氣體分子間存在斥力
B.對于同一理想氣體,溫度越高,分子平均動能越大
C.熱量總是自發(fā)的從分子平均動能大的物體傳遞到分子平均動能小的物體
11、
D.用活塞壓縮汽缸內(nèi)的理想氣體,對氣體做了3.0×105 J的功,同時氣體向外界放出1.5×105 J的熱量,則氣體內(nèi)能增加了1.5×105 J
E.在陽光照射下,可以觀察到教室空氣中飛舞的灰塵做無規(guī)則運動,灰塵的運動屬于布朗運動
(2)如圖所示,一個絕熱的汽缸豎直放置,內(nèi)有一個絕熱且光滑的活塞,中間有一個固定的導熱性良好的隔板,隔板將汽缸分成兩部分,分別密封著兩部分理想氣體A和B.活塞的質(zhì)量為m,橫截面積為S,與隔板相距h.現(xiàn)通過電熱絲緩慢加熱氣體,當A氣體吸收熱量Q時,活塞上升了h,此時氣體的溫度為T1.已知大氣壓強為p0,重力加速度為g.
①加熱過程中,若A氣體內(nèi)能增加了ΔE1
12、,求B氣體內(nèi)能增加量ΔE2.
②現(xiàn)停止對氣體加熱,同時在活塞上緩慢添加砂粒,當活塞恰好回到原來的位置時A氣體的溫度為T2.求此時添加砂粒的總質(zhì)量Δm.
解析:(2)①B氣體對外做功W=pSh=(p0S+mg)h
由熱力學第一定律得ΔE1+ΔE2=Q-W
解得ΔE2=Q-(mg+p0S)h-ΔE1
②B氣體的初狀態(tài)
p1=p0+ V1=2hS T1
B氣體末狀態(tài)
p2=p0+ V2=hS T2
由氣態(tài)方程=
解得Δm=
答案:(1)BCD (2)①Q(mào)-(mg+p0S)h-ΔE1
②
6.導學號:82460422(2020河北保定二模)(1)(多選)下列說法正確的是__
13、______.
A.溫度是分子平均動能的標志,物體溫度越高,則物體的分子平均動能越大
B.布朗運動是指在顯微鏡下觀察到的組成懸浮顆粒的固體分子的無規(guī)則運動
C.一定質(zhì)量的理想氣體,若氣體的壓強和體積都不變,其內(nèi)能也一定不變
D.氣體的溫度每升高1 K所吸收的熱量與氣體經(jīng)歷的過程有關(guān)
E.當分子間的距離大于平衡位置的間距r0時,分子間的距離越大,分子勢能越小
(2)如圖所示,一豎直放置的汽缸用一質(zhì)量為m的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體,活塞橫截面積為S,氣體最初的體積為V0,最初的壓強為,汽缸內(nèi)壁光滑且缸壁導熱性能良好.開始活塞被固定在A處,打開固定螺栓 K,活塞下落,經(jīng)過足夠長時間后,
14、活塞停在B處,設(shè)周圍環(huán)境溫度保持不變,已知大氣壓強為p0,重力加速度為g,若一定質(zhì)量理想氣體的內(nèi)能僅由溫度決定.求:
①活塞停在B點時缸內(nèi)封閉氣體的體積V;
②整個過程中通過缸壁傳遞的熱量Q.
解析:(2)①設(shè)活塞在B處時封閉氣體的壓強為p,活塞處于平衡狀態(tài):p0S+mg=pS
解得:p=p0+
由玻意耳定律 :=pV
解得:V=
②從活塞下落至活塞重新平衡的過程,設(shè)活塞下降的高度為h:
h=
則外界對氣體做功:W=(p0S+mg)h
氣體溫度相同,內(nèi)能不變,由熱力學第一定律可知:Q=W
聯(lián)立解得:Q=V0
答案:(1)ACD
(2)①?、赩0
[備課札記]
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