(新課標)2013年高考物理 考前預(yù)測核心考點專項突破 熱學 原子物理 (2)
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1、新課標2013年高考考前預(yù)測核心考點專項突破 熱學 原子物理 熱學是研究與溫度有關(guān)的熱現(xiàn)象的科學。分子動理論是物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)學說,是宏觀現(xiàn)象與微觀本質(zhì)的聯(lián)系紐帶;能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是自然界普遍適用的規(guī)律,熱力學第二定律表明熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性 阿伏伽德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀量與微觀量的橋梁;壓強是聯(lián)系力學狀態(tài)和熱學狀態(tài)的紐帶. 光的直線傳播、光的反射定律、光的折射定律是光傳播的基本規(guī)律,平面鏡成像、棱鏡色散偏移等光現(xiàn)象是這些基本規(guī)律的應(yīng)用,高考試題多是從光線的傳播方向,通過做光路圖、計算等方式來考查學生對基本規(guī)律的理解和應(yīng)用。 光的本性復習中,要知道光本性學說的歷史發(fā)展概況:從
2、牛頓支持的微粒說,到惠更斯的波動說,到麥克斯韋的電磁說,再到愛因斯坦的光子說。對這四個學說的實驗基礎(chǔ)、學說內(nèi)容、要能較好理解。 原子和原子核知識,是人類對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認識史,重點是核式結(jié)構(gòu)、玻爾理論、原子核衰變、質(zhì)能方程、核反應(yīng)方程等。要熟記一些重要的史實和核反應(yīng)方程,“考課本”、“不回避陳題”是本章高考題的特點。 [典型例題] 例1、下列敘述中,正確的是( C ) A、布朗運動就是液體分子的熱運動 B、對一定質(zhì)量的氣體加熱,內(nèi)能一定增加 C、1千克0℃水的內(nèi)能比1千克0℃冰的內(nèi)能大 D、分子間的距離r越小,分子引力越小,分子斥力越大 例2、下列說法正確的是
3、( C ) A、 布朗運動就是顆粒分子的熱運動 B、 分子的勢能隨分子間距離的增大而增大 C、 分子間相互作用的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小 D、 氣體分子的平均動能越大,氣體壓強越大 例3.圖中氣缸內(nèi)盛有定量的理想氣體,氣缸壁是導熱的,缸外環(huán)境保持恒溫,活塞與氣缸壁的接觸是光滑的,但不漏氣. 現(xiàn)將活塞桿與外界連接使緩慢地向右移動,這樣氣體將等溫膨脹并通過桿對外做功. 若已知理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān),則下列說法正確的是 ( C ) A、氣體是從單一熱源吸熱,全用來對外做功,因此此過程違反熱力學第二定律 B、氣體是從單一熱源吸熱,但并未全用來對外做功
4、,所以此過程不違反熱力學第二定律 C、氣體是從單一熱源吸熱,全用來對外做功,但此過程不違反熱力學第二定律 D、上述A、B、C三種說法都不對 例4、一定質(zhì)量的理想氣體,在不與外界發(fā)生熱交換的情況下,可能實現(xiàn)的變化為( A C ) A、 溫度升高,壓強變大,體積減小 B、 溫度升高,壓強不變,體積增大 C、 溫度降低,壓強減小,體積增大 D、 溫度降低,壓強減小,體積不變 PV=nRT 例5、一束復色可見光射到置于空氣中的平板玻璃 上,穿過玻璃后從下表面射出,變?yōu)閍、b兩束平行單色光,如圖所示,對于兩束單色光來說( BC ) A、 玻璃對a的折射率
5、較大 B、 a光在玻璃中傳播的速度較大 V=C/n C、 b光每個光子的能量較大 D、 b光的波長較長 例6、用同一束單色光,在同一條件下,先后照射鋅片和銀片,都能產(chǎn)生光電效應(yīng)。對于這兩個過程。下列所列四個物理量中一定相同的是( A ),可能相同的是( C )。 A、 入射光子的能量 B、 逸出功 C、 光電子的動能 D、 光電子的最大初動能 Ek=hr-W 例7、下列幾種光現(xiàn)象中,能說明光是橫波的是( B ) A、薄膜干涉現(xiàn)象 B、偏振現(xiàn)象 C、多普勒效應(yīng) D、光電效應(yīng) 例8、下列說法正確的是 ( BC
6、 ) A、當氫原子從量子數(shù)n=2的狀態(tài)躍遷到n=6的狀態(tài)時,發(fā)射出光子 B、放射性元素的半衰期是指大量該元素的原子核中有半數(shù)發(fā)生衰變需要的時間 C、同一元素的兩種同位素具有相同的質(zhì)子數(shù) D、中子與質(zhì)子結(jié)合成氘核時吸收能量 例9、若原子的某內(nèi)層電子被電離形成空位,其它層的電子躍遷到該空位上時,會將多余的能量以電磁輻射的形式釋放出來,此電磁輻射就是原子的特征X射線.內(nèi)層空位的產(chǎn)生有多種機制,其中的一種稱為內(nèi)轉(zhuǎn)換,即原子中處于激發(fā)態(tài)的核躍遷回基態(tài)時,將躍遷時釋放的能量交給某一內(nèi)層電子,使此內(nèi)層電子電離而形成空位(被電離的電子稱為內(nèi)轉(zhuǎn)換電子).的原子核從某一激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時,可將能
7、量交給內(nèi)層電子(如、、層電子,、、標記原子中最靠近核的三個電子層)使其電離.實驗測得從原子的、、層電離出的電子的動能分別為、、.則可能發(fā)射的特征X射線的能量為( AC ) A、 B、 C、 D、 0.093MeV 0.017MeV 0.004MeV O B A 擋光板 擋光板 例10、如圖所示,AOB是由某種透明物質(zhì)制成的圓柱體橫截面(O為圓心),折射率為.今有一束平行光以45o的入射角射向柱體的OA平面,這些光線中有一部分不能從柱體的AB面上射出,設(shè)凡射到OB面的光線全部被吸收,也不考慮OA面的反射,求圓柱AB面上能射出光線的部分占AB表面的
8、幾分之幾? 1/2 [隨堂訓練] 一、選擇題 1.如圖是觀察布朗運動時每隔30,記錄1次的微粒位置連線圖,開始時微粒在位置1,以后的位置依次是2、3、4、……,由此圖得到的下列結(jié)論中正確的是( ) A.此圖反映了觀察時間內(nèi)微粒的運動軌跡 B.此圖只是間接地反映了液體分子運動是無規(guī)則運動 C.若在第75 s再觀察一次,微粒應(yīng)處于位置3和位置4連線的中點 D.微粒在從位置7到位置8的這30 s,內(nèi)運動得最快 答案 B 2.根據(jù)熱力學定律和分子動理論,下列說法正確的是 ( ) A.布朗運動就是液體分子的運動,它說明了分子在永不停息地做無規(guī)則運動
9、 B.密封在容積不變的容器內(nèi)的氣體,若溫度升高,則氣體分子對器壁單位面積上的平均作用力增大 C.第二類永動機違反了能量守恒定律,所以不可能制成 D.根據(jù)熱力學第二定律可知,熱量能夠從高溫物體傳到低溫物體,但不可能從低溫物體傳到高溫物體 答案:B 3.根據(jù)分子動理論,物質(zhì)分子之間的距離為r0時,分子所受的斥力和引力相等,以下關(guān)于分子力和分子勢能的說法正確的是( ) A.當分子間距離為r0時,分子具有最大勢能 B.當分子間距離為r0時,分子具有最小勢能 C.當分子間距離為r0時,引力和斥力都是最大值 D.當分子間距離為r0時,引力和斥力
10、都是最小值 答案: B 4.對于分子動理論和物體內(nèi)能理解,下列說法正確的是 A.溫度高的物體內(nèi)能不一定大,但分子平均動能一定大 B.理想氣體在等溫變化時,內(nèi)能不改變,因而與外界不發(fā)生熱交換 C.布朗運動是液體分子的運動,它說明分子永不停息地做無規(guī)則運動 D.擴散現(xiàn)象說明分子間存在斥力 答案: A 5.如圖所示,設(shè)有一分子位于圖中的坐標原點O處不動,另一分子可位于x軸上不同位置處,圖中縱坐標表示這兩個分子間分子力的大小,兩條曲線分別表示斥力和吸引力的大小隨兩分子間距離變化的關(guān)系,e為兩曲線的交點,則( ) A.a(chǎn)b表示吸引力,cd表示斥力,e點的橫坐標可能為10-15 m B
11、.a(chǎn)b表示斥力,cd表示吸引力,e點的橫坐標可能為10-10m C.a(chǎn)b表示斥力,cd表示吸引力,e點的橫坐標可能為10-15 m D.a(chǎn)b表示吸引力,cd表示斥力,e點的橫坐標可能為10-10 m 答案:D 6、如圖所示,縱坐標表示兩個分間引力、斥力的大小,橫坐標表示兩個分子的距離,圖中兩條曲線分別表示兩分子間引力、斥力的大小隨分子間距離的變化關(guān)系,e為兩曲線的交點,則下列說法正確的是( ) A.a(chǎn)b為斥力曲線,cd為引力曲線,e點橫坐標的數(shù)量級為10—10m B.a(chǎn)b為引力曲線,cd為斥力曲線,e點橫坐標的數(shù)量級為10—10m C.若兩個分子間距離大于e點的橫坐標
12、,則分子間作用力表現(xiàn)為斥力 D.若兩個分子間距離越來越大,則分子勢能亦越來越大 答案:B 7.用顯微鏡觀察水中的花粉,追蹤某一個花粉顆粒,每隔 10s 記下它的位置,得到了 a 、 b 、 c 、 d 、 e 、f、 g 等點,再用直線依次連接這些點,如圖所示,則下列說法中正確的是( ) A.這些點連接的折線就是這一花粉顆粒運動的徑跡 B.它說明花粉顆粒做無規(guī)則運動 C.在這六段時間內(nèi)花粉顆粒運動的平均速度大小相等 D.從 a 點計時,經(jīng) 36s ,花粉顆??赡懿辉?de 連線上 答案:BD 8.關(guān)于熱現(xiàn)象和熱學規(guī)律,有以下說法( ) A、布朗運動就是液體
13、分子的運動 B、物體的溫度越高,分子平均動能越大 C、分子間的距離增大,分子間的引力增大,分子間的斥力減小 D、第二類永動機不可能制成的原因是違反了能量守恒定律 答案:B 9.一定質(zhì)量的氣體處于平衡態(tài)I,現(xiàn)設(shè)法使其溫度降低而壓強增大,達到平衡態(tài)II,則:( ) A.狀態(tài)I時氣體的密度比狀態(tài)II時氣體的密度大 B.狀態(tài)I時分子的平均動能比狀態(tài)II時分子的平均動能大 C.從狀態(tài)I到狀態(tài)II過程中氣體要向外放熱 D.從狀態(tài)I到狀態(tài)II過程中氣體要對外做功 答案:BC 10.用密閉活塞封閉在汽缸內(nèi)一定質(zhì)量的某種理想氣體,如果與外界沒有熱交換,下列說法正確的是( )
14、A.若氣體分子的平均動能增大,則氣體的壓強一定增大 B.若氣體分子的平均動能增大,則氣體的壓強一定減小 C.若氣體分子的平均距離增大,則氣體分子的平均動能一定增大 D.若氣體分子的平均距離增大,則氣體分子的平均動能一定減小 答案: AD 11、如圖所示,一豎直放置開口向上的均勻玻璃管內(nèi)用水銀柱封有一定質(zhì)量的理想氣體,水銀與玻璃管間摩擦力不計,開始時玻璃管處于靜止狀態(tài),當玻璃管豎直下落時,下列說法中正確的是 ( ) A.當玻璃管剛開始下落時,玻璃管的加速度大于重力加速度g B.玻璃管最初下落的短時間內(nèi),水銀的加速度在逐漸變大 C.玻璃管最初下落的短時間
15、內(nèi),玻璃管的加速度在逐漸變大 D.玻璃管最初下落的短時間內(nèi),水銀將相對玻璃管下移 答案: AB 12、如圖所示,一彈簧秤上端固定,下端拉住活塞提起氣缸,活塞與氣缸間無摩擦,氣缸內(nèi)裝一定質(zhì)量的理想氣體,系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)。現(xiàn)使缸內(nèi)氣體的溫度升高,則在此過程中,氣體體積V與彈簧秤拉力F的變化情況是 A.V增大,F(xiàn)增大 B.V增大,F(xiàn)減小 C.V不變,F(xiàn)不變 D.V增大,F(xiàn)不變 答案: D 13.一定質(zhì)量的理想氣體,保持體積不變。下列說法正確的是( ) A.壓強增大時,氣體的內(nèi)能增加 B.壓強增大時,單位體積的氣體分子數(shù)增加 C.溫度升高時,每個氣體分子的動能都增加 D
16、.溫度降低時,每個氣體分子的動能都減小 答案: A 14.如圖所示,絕熱氣缸中間用固定栓可將無摩擦移動的絕熱板固定,隔板質(zhì)量不計,左右兩室分別充有質(zhì)量相等的氫氣和氧氣(忽略氣體分子間的相互作用力)。初始時,兩室氣體的溫度相等,氫氣的壓強大于氧氣的壓強,下列說法中正確的是( ) A. 初始時氫氣分子的平均速率大于氧氣分子的平均速率 B. 初始時氫氣的內(nèi)能等于氧氣的內(nèi)能 C .松開固定栓直至系統(tǒng)重新達到平衡時,氧氣分子單位時間與氣缸單位面積碰撞的分子數(shù)增多 D .松開固定栓直至系統(tǒng)重新達到平衡時,氫氣的內(nèi)能減小 答案:ACD 15.如圖為一個內(nèi)壁光滑、絕熱的氣缸固定在地面上
17、,絕熱的活塞B下方封閉著空氣,這些空氣分子之間的相互作用力可以忽略。在外力F作用下,將活塞B緩慢地向上拉一些。則缸內(nèi)封閉著的氣體( ) A.單位體積內(nèi)氣體的分子個數(shù) B.單位時間內(nèi)缸壁單位面積上受到的氣體分子碰撞的次數(shù)減少 C.氣體分子平均動能不變 D.若活塞重力不計,拉力F對活塞做的功等于缸內(nèi)氣體內(nèi)能的改變量. 答案:AB 16、關(guān)于氣體的壓強,下列說法中正確的是( ) A.氣體的壓強是由氣體分子間的吸引和排斥產(chǎn)生的 B.氣體分子的平均速率增大,氣體的壓強一定增大 C.氣體的壓強等于器壁單位面積、單位時間所受氣體分子沖量的大小 D.當某一容器自由下落時,容器中
18、氣體的壓強將變?yōu)榱? 答案:C 桿 恒溫 17、圖中氣缸內(nèi)盛有定量的理想氣體,氣缸壁是導熱的,缸外環(huán)境保持恒溫,活塞與氣缸壁的接觸是光滑的,但不漏氣. 現(xiàn)將活塞桿與外界連接并使之緩慢地向右移動,這樣氣體將等溫膨脹并通過桿對外做功. 若已知理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān),則下列說法正確的是( ) A.氣體是從單一熱源吸熱,全用來對外做功,因此此過程違反熱力學第二定律 B.氣體是從單一熱源吸熱,但并未全用來對外做功,所以此過程不違反熱力學第二定律 C.氣體是從單一熱源吸熱,全用來對外做功,但此過程不違反熱力學第二定律 D.A、B、C三種說法都不對 答案:C 18.下列
19、敘述正確的是 ( ) A.用手捏面包,面包體積會縮小,說明分子之間有間隙 B.溫度相同的氫氣和氧氣,氫氣分子和氧氣分子的平均速率相同 C.夏天荷葉上小水珠呈球狀,是由于液體表面張力使其表面積具有收縮到到最小趨勢的緣故 D.自然界中進行的一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性 答案:ACD 19.下列說法中正確的是( ) A.布朗運動就是液體分子的無規(guī)則運動 B.固體不容易被壓縮是因為分子間只存在斥力 C.內(nèi)燃機可以把內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機械
20、能 D.給物體加熱,物體的內(nèi)能不一定增加 答案 D 20.如圖所示,絕熱隔板k把絕熱的氣缸分成體積相等的兩部分,k與氣缸壁的接觸是光滑的。兩部分中分別盛有相同質(zhì)量、相同溫度的同種氣體a和b。氣體分子之間相互作用勢能可忽略?,F(xiàn)通過電熱絲對氣體a加熱一段時間后,a、b各自達到新的平衡,下列說法正確的是( ) A.a的體積增大了,壓強變小了 B.b的溫度升高了 C.加熱后a的分子熱運動比b的分子熱運動更激烈 D.a增加的內(nèi)能大于b增加的內(nèi)能 答案:BCD 21、某學生利用自行車內(nèi)胎、打氣筒、溫度傳感器以及計算機等裝置研究自行車內(nèi)胎打氣、打氣結(jié)束、突然拔掉氣門芯放氣與放氣后
21、靜置一段時間的整個過程中內(nèi)能變化情況,車胎內(nèi) 氣體溫度隨時問變化的情況如圖所示。可獲取的信息是( ) A.從開始打氣到打氣結(jié)束的過程中由于氣體對外做功,內(nèi)能迅速增大 B.打氣結(jié)束到拔出氣門芯前由于氣體對外做功,其內(nèi)能緩慢減少 C.拔掉氣門芯后由手氣體沖出對外做功,其內(nèi)能急劇減少 D.放氣后靜置一段時間由于再次對氣體做功,氣體內(nèi)能增大 答案:C 22.有以下說法: A.熵是物體內(nèi)分子運動無序程度的量度 B.在輪胎爆裂這一短暫過程中,氣體膨脹,溫度下降 C.滿足能量守恒定律的客觀過程并不都是可以自發(fā)進行的 D.從單一熱源吸取熱量,使之全部變成有用的機械功是不可能
22、的 E.布朗運動是液體分子的運動,所以它能說明分子永不停息地做無規(guī)則運動 F.分子間的距離r存在某一值r0,當r大于r0時,分子間斥力大于引力;當r小于r0時斥力小于引力 答案:ABC 23、如圖所示,將一空的薄金屬圓筒開口向下壓入水中,設(shè)水溫均勻且恒定,且筒內(nèi)空氣無泄漏,不計空氣分子間的相互作用,則被淹沒的金屬筒在緩慢下降過程中,發(fā)現(xiàn)筒內(nèi)空氣體積在不斷減小,則下面說法中正確是: A.筒內(nèi)空氣的壓強在增大 B.筒內(nèi)空氣的溫度在升高 C.筒內(nèi)空氣向外界放熱 D.筒內(nèi)空氣的內(nèi)能減小 答案:AC 24.下列說法正確的是(
23、) A.布朗運動是液體分子的無規(guī)則運動 B.液體很難被壓縮的原因是:當液體分子的距離減小時,分子間的斥力增大,分子間的引力減小,所以分子力體現(xiàn)為斥力 C.熱力學第二定律告訴我們:溫度能夠自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體 D.物體的內(nèi)能大小與溫度、體積和物質(zhì)的量三者有關(guān) 答案 D 25、下列說法中正確的是:( ) A.氣體的溫度升高時,分子的熱運動變得劇烈,分子的平均動能增大,撞擊器壁時對器壁的作用力增大,從而氣體的壓強一定增大 B.氣體體積變小時,單位體積的分子數(shù)增多,單位時間內(nèi)打到器壁單位面積上的分子數(shù)增多,從而氣體的壓強一定增大 C.壓縮一定量的氣體,氣體的內(nèi)能一定
24、增加 D.有一分子a從無窮遠處趨近固定不動的分子b,當a到達受b的分子力為零處時,a具有的動能一定最大 答案:D 26.如圖所示,容器A、B各有一個可自由移動的輕活塞,活塞下面是水,上面是大氣,大氣壓恒定,整個裝置與外界絕熱(即無熱交換).原先,A中水面比B中的高,打開閥門K,使A中的水逐漸向B中流,最后達到平衡。那么在這個過程中 A.大氣壓力對水做功的代數(shù)和不為零,水的內(nèi)能增加 B.水克服大氣壓力做功的代數(shù)和不為零,水的內(nèi)能減少 C.大氣壓力對水的代數(shù)和為零,水的內(nèi)能不變 D.水克服大氣壓力做功的代數(shù)和為零,水的內(nèi)能增加 答案:D 二:計算、問答題 27.如圖所示的是
25、醫(yī)院用于靜脈滴注的示意圖,倒置的輸液瓶上方有一氣室A,密封的瓶口處的橡膠塞上插有兩根細管,其中a管與大氣相通,b管為輸液軟管,中間又有一氣室B,而其c端則通過針頭接入人體靜脈. ①若氣室A、B中的壓強分別為pA、pB,則它們與外界大氣 壓強p0的大小順序應(yīng)為__ ▲____ ②在輸液瓶懸掛高度與輸液軟管內(nèi)徑確定的情況下,藥液滴注的速度是____▲ ______(填“越滴越慢”、“越滴越快”或“恒定”) 答案:pB>p0>pA 恒定 28、 (1) 有下列說法: A.氣體吸收熱量,其分子的平均動能就增大 B.盡管技術(shù)不斷進步,熱機的效率仍不能達到100%,制冷機
26、卻可以使溫度降到-283℃ C.在完全失重的情況下,熔化的金屬能夠收縮成標準的球形 D.溫度、壓力、電磁作用等可以改變液晶的光學性質(zhì) 其中正確的是 . (2) 若對一定質(zhì)量的理想氣體做1500 J的功,可使其溫度升高5℃.改用熱傳遞的方式,使氣體溫度同樣升高5℃,那么氣體應(yīng)吸收 J的熱量.如果對該氣體做了2000 J的功,其溫度升高了8℃,表明該過程中,氣體還 (填“吸收”或“放出”)熱量 J. (1)CD (2)1500、吸收、400
27、 29、 (1)有以下說法: A.“用油膜法估測分子的大小”實驗中油酸分子直徑等于純油酸體積除以相應(yīng)油酸膜的面積 B.理想氣體在體積不變的情況下,壓強p與熱力學溫度T成正比 C.氣體分子的平均動能越大,氣體的壓強就越大 D.物理性質(zhì)各向同性的一定是非晶體 E.液體的表面張力是由于液體分子間的相互作用引起的 F.控制液面上方飽和汽的體積不變,升高溫度,則達到動態(tài)平衡后該飽和汽的質(zhì)量增大,密度增大,壓強也增大 G.讓一小球沿碗的圓弧型內(nèi)壁來回滾動,小球的運動是可逆過程 其中正確的是_________________________________________.
28、 O T V 圖乙 (2)如圖甲所示,用面積為S的活塞在汽缸內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的空氣,活塞上放一砝碼,活塞和砝碼的總質(zhì)量為m,現(xiàn)對汽缸緩緩加熱使汽缸內(nèi)的空氣溫度從TI升高到T2,且空氣柱的高度增加了?l, 已知加熱時氣體吸收的熱量為Q,外界大氣壓強為p0,問此過程中被封閉氣體的內(nèi)能變化了多少?請在下面的圖乙的V-T圖上大致作出該過程的圖象(包括在圖象上標出過程的方向). 圖甲 解析:(1)AEF (2)解:由受力分析和做功分析知,在氣體緩緩膨脹過程中,活塞與砝碼的壓力對氣體做負功,大氣壓力對氣體做負功,根據(jù)熱力學第一定律得 ?U=W+Q
29、 圖像見右圖 30. (1)判斷以下說法的正誤,在相應(yīng)的括號內(nèi)打“√”或“×” A.分子間距離增大,分子勢能一定增大 ( ▲?。? B.有的物質(zhì)微粒在不同條件下可以按不同的規(guī)則在空間分布,因此可以生成不同的晶體 ( ▲?。? C.一滴油酸酒精溶液體積為V,在水面上形成的單分子油膜的面積為S,則油酸分子的直徑
30、 ( ▲?。? D.已知某物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為M,密度為,阿伏加德羅常數(shù)為NA,則該種物質(zhì)的分子體積為 ( ▲ ) E.在溫度不變的情況下,增大液面上方飽和汽的體積,待氣體重新達到飽和時,飽和汽的密度不變,壓強也不變 ( ▲ ) F.伴隨著熵增加的同時,一切不可逆過程總會使自然界的能量品質(zhì)不斷退化,逐漸喪失做功本領(lǐng),所以人類必須節(jié)約能源
31、 ( ▲?。? (2)如圖所示,彈簧一端固定于水平臺面上,另一端與質(zhì)量為m活塞拴接在一起,開口向下.質(zhì)量為M的氣缸與活塞一起封閉了一定質(zhì)量的氣體。已知氣缸和活塞均可與外界進行熱交換。由于外界環(huán)境的溫度緩慢降低,被封氣體向外界釋放熱量Q,同時其內(nèi)能減少ΔU。已知大氣壓強為p0,氣缸的橫截面積為S,氣缸壁厚忽略不計,重力加速度為g 。則 ①被封氣體的體積 ▲ 。(填“增大”、“減小”或“不變”) ②活塞移動距離為 ▲ ??;氣缸移動距離為 ▲ 。 答案:(1)× √ × × √ √ (2)① 減小 ② 0, 31、如圖所示的圓柱形容器內(nèi)用活塞密
32、封一定質(zhì)量的氣體,已知容器橫截面積為S,活塞重為G,大氣壓強為P0 。若活塞固定,密封氣體溫度升高1℃,需吸收的熱量為Q 1 ; 若活塞不固定,且可無摩擦滑動,仍使密封氣體溫度升高1℃,需吸收的熱量為Q 2 。 (1)Q 1和Q 2哪個大些?氣體在定容下的比熱容與在定壓下的比熱容為什么會不同? (2)求在活塞可自由滑動時,密封氣體溫度升高1℃,活塞上升的高度h。 解析:⑴設(shè)密閉氣體溫度升高1℃,內(nèi)能的增量為△U,則有 △U=Q1 ① △U=Q2+W ② 對活塞用
33、動能定理得: W內(nèi)+W大氣-Gh=0 ③ W大氣=-P0Sh ④ W=-W內(nèi) ⑤ 解②③④⑤得:Q2=△U+(P0S+G)h ⑥ ∴Q1 <Q2 ⑦ 由此可見,質(zhì)量相等的同種氣體,在定容和定壓兩種不同情況下,盡管溫度變化相同,但吸收的熱量不同,所以同種氣體在定容下的熱比容與在定壓下的熱比容不同 ⑵解①⑥兩式得: h= 32、 ⑴判斷以下說法的正誤,請
34、在相應(yīng)的括號內(nèi)打“”或“√”。 、擴散現(xiàn)象和布朗運動的劇烈程度都與溫度有關(guān),所以擴散現(xiàn)象和布朗運動也叫做熱運動。( ) 、兩個分子甲和乙相距較遠(此時它們之間的作用力可以忽略),設(shè)甲固定不動,乙逐漸向甲靠近,直到不能再靠近,在整個移動過程中前階段分子力做正功,后階段克服分子力做功。( ) 、晶體熔化過程中,當溫度達到熔點時,吸收的熱量全部用來破壞空間點陣,增加分子勢能,而分子平均動能卻保持不變,所以晶體有固定的熔點。非晶體沒有空間點陣,熔化時不需要去破壞空間點陣,吸收的熱量主要轉(zhuǎn)化為分子的動能,不斷吸熱,溫度就不斷上升。( )
35、 、根據(jù)熱力學第二定律可知,凡與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性,在熱傳導中,熱量只能自發(fā)地從高溫物體傳遞給低溫物體,而不能自發(fā)地從低溫物體傳遞給高溫物體。( ) 、氣體分子間的距離較大,除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外,氣體分子幾乎不受力的作用而做勻速直線運動。分子的運動雜亂無章,在某一時刻,向各個方向運動的氣體分子數(shù)目不均等。( ) 、一由不導熱的器壁做成的容器,被不導熱的隔板分成甲、乙兩室。甲室中裝有一定質(zhì)量的溫度為的氣體,乙室為真空,如圖所示。提起隔板,讓甲室中的氣體進入乙室,若甲室中氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān),則提起隔板后當氣體重新達到平衡時,其溫度
36、仍為。( ) ⑵在圖示氣缸中封閉著溫度為的空氣,一重物用繩索經(jīng)滑輪與缸中活塞相連接,重物和活塞均處于平衡狀態(tài),這時活塞離缸底的高度為,如果缸內(nèi)空氣溫度變?yōu)椋瑒t重物________(填“上升”或“下降”)。這時重物將從原處移動________。(設(shè)活塞與氣缸壁間無摩擦) 33、 (1)下列說法中正確的是( ?。? A.只要知道水的摩爾質(zhì)量和水分子的質(zhì)量,就可以計算出阿伏伽德羅常數(shù) B.懸浮微粒越大,在某一瞬間撞擊它的液體分子數(shù)就越多,布朗運動越明顯 C.在使兩個分子間的距離由很遠(r>10-9m)減小到很難再靠近的過程中,分子間作用力先減小后增大;分子勢能不斷增大
37、 D.溫度升高,分子熱運動的平均動能一定增大,但并非所有分子的速率都增大 E.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)等溫壓縮后,其壓強一定增大 F.內(nèi)能向機械能轉(zhuǎn)化是有條件的,即環(huán)境中必須存在溫度差,通過科技創(chuàng)新,我們能夠研制出內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機械能的熱機 (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℃。則: ①該氣體在狀態(tài)B、C時的溫度分別為多少℃? ②該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中內(nèi)能的變化量是多大? ③該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中是吸熱,還是放熱?傳遞的熱量是多少? 解析:(1)ADE (2)①對于理
38、想氣體: A→B ∴ B→C ∴ ②A→C 由溫度相等得: ⑶A→C的過程中是吸熱. 吸收的熱量 34.某登山運動員在一次攀登珠穆朗瑪峰的過程中,在接近山頂時他裸露在手腕上的防水手表的表盤玻璃突然爆裂了.而手表沒有受到任何撞擊,該手表出廠時給出的參數(shù)為:27℃時表內(nèi)氣體壓強為1.0Pa(常溫下的大氣壓強值),當內(nèi)外壓強差超過6.0×104Pa時表盤玻璃將爆裂。當時登山運動員攜帶的溫度計的讀數(shù)是 一21℃,表內(nèi)氣體體積的變化可忽略不計. (1)通過計算判斷手表的表盤是向外爆裂還是向內(nèi)爆裂的? (2)當時外界的大氣壓強為多少? 解析:(1)
39、以表內(nèi)氣體為研究對象,初狀態(tài)的壓強為,溫度為 T1=273+27=300K,設(shè)末狀態(tài)的壓強為p2,溫度為T2=273—21=252K,根據(jù)氣體狀態(tài)方程,有 解得 如果手表的表盤玻璃是向內(nèi)爆裂的,則外界的大氣壓強至少為 ,大于山腳下的大氣壓強(即常溫下大氣壓強),這顯然是不可能的,所以可判斷手表的表盤玻璃是向外爆裂的。 (2)當時外界的大氣壓強為: 35.如圖所示,一圓柱形絕熱氣缸豎直放置,通過絕熱活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體?;钊馁|(zhì)量為m,橫截面積為S,與容器底部相距h?,F(xiàn)通過電熱絲緩慢加熱氣體,當氣體吸收熱量Q時,活塞
40、上升上h,此時氣體的溫為T1。已知大氣壓強為p0,重力加速度為g,不計活塞與氣缸的摩擦,求: (1)氣體的壓強。 (2)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)取活塞為研究對象,由受力平衡得 …………① (2)氣體對外做功 …………② 由熱力學第一定律得 …………③ 解得 …………④ (3)設(shè)活塞回到原位置時,氣體的溫度為T2 則 …………⑤ 由氣態(tài)方程 …………⑥ 解得 …………⑦
41、36. (1)奧運祥云火炬的燃燒系統(tǒng)由燃氣罐(內(nèi)有液態(tài)丙烷)、穩(wěn)壓裝置和燃燒器三部分組成,當穩(wěn)壓閥打開以后,燃氣以氣態(tài)形式從氣罐里出來,經(jīng)過穩(wěn)壓閥后進入燃燒室進行燃燒.則以下說法中正確的是 ▲ . A.燃氣由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程中要對外做功 B.燃氣由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程中分子的分子勢能減少 C.燃氣在燃燒室燃燒的過程是熵增加的過程 D.燃氣在燃燒后釋放在周圍環(huán)境中的能量很容易被回收再利用 (2)對于一定質(zhì)量的理想氣體,下列說法正確的是 ▲ A.如果保持氣體的體積不變,溫度升高,壓強減小 B.如果保持氣體的體積不變,溫度升高,壓強增大 C.如果
42、保持氣體的溫度不變,體積越小,壓強越大 D.如果保持氣體的壓強不變,溫度越高,體積越小 (3)某運動員吸一口氣,吸進400cm3的空氣,據(jù)此估算他所吸進的空氣分子的總數(shù)為 ▲ 個.已知1mol氣體處于標準狀態(tài)時的體積是22.4L.(結(jié)果保留一位有效數(shù)字) 答案:(1)AC (2)BC (3)1×1022 37.(2008年佛山市普通高中高三教學質(zhì)量檢測二)(1)汽車內(nèi)燃機汽缸內(nèi)汽油燃燒時,氣體體積膨脹推動活塞對外做功。已知在某次對外做功的沖程中汽油燃燒釋放的化學能為1×103J,因尾氣排放、汽缸發(fā)熱等對外散失的熱量為2.5×102J,則該內(nèi)燃機對外所做的功為
43、 J,該內(nèi)燃機的效率為 。隨著科技的進步,不斷設(shè)法減小熱量損失,則內(nèi)燃機的效率不斷提高,效率 (填“有可能”、“仍不可能”)達到100%。 (2)在“用油膜法估測分子的大小”實驗中,將4mL的純油酸溶液滴入20L無水酒精溶液中充分混合.注射器中1mL的上述混合溶液可分50滴均勻滴出,將其中的1滴滴入盛水的淺盤里,待水面穩(wěn)定后,將玻璃板放在淺盤上,在玻璃板上描出油膜的輪廓,隨后把玻璃板放在坐標紙上,其形狀如圖所示,坐標紙上正方形小方格的邊長為10mm.試解答下列問題,結(jié)果均取一位有效數(shù)字。 ①油酸膜的面積約是多少? ②已知每一
44、滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是,請估測油酸分子的直徑。 解析:(1)本小題考查對熱力學第一定律和效率概念的理解,考查實驗探究能力。 7.5×102J,75%。仍不可能。 (2)本小題考查用油膜法測分子直徑的實驗數(shù)據(jù)處理方法。 ①油酸膜的面積:S=81×(10×10-3)2 m2=8×10-3 m2 ③油酸分子直徑 38 1.關(guān)于熱現(xiàn)象和熱學規(guī)律,下列說法中正確的是 A.只要知道氣體的摩爾體積和阿伏伽德羅常數(shù),就可以算出氣體分子的體積 B.懸浮在液體中的固體微粒越小,布朗運動就越明顯 C.一定質(zhì)量的理想氣體,保持氣體的壓強不
45、變,溫度越高,體積越大 D.一定溫度下,飽和汽的壓強是一定的 E.第二類永動機不可能制成是因為它違反了能量守恒定律 F.由于液體表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間的距離,液面分子間只有引力,沒有斥力,所以液體表面具有收縮的趨勢 o p V A B D C 2.如圖所示p-V圖中,一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)過ACB過程至狀態(tài)B,氣體對外做功280J,放出熱量410J;氣體又從狀態(tài)B經(jīng)BDA過程回到狀態(tài)A,這一過程中氣體對外界做功200J.求: (1)ACB過程中氣體的內(nèi)能是增加還是減少?變化量是多少? (2)BDA過程中氣體是吸熱還是放熱?吸收或放出的熱量是多少
46、? 解析:1.BCD 2.(1)ACB過程內(nèi)能增加 ACB過程中 W1=-280J,Q1=410J 由熱力學第一定律 UB-UA=W1+Q1=130J 氣體內(nèi)能的變化量為130J (2)BDA過程中氣體放熱 因為一定質(zhì)量理想氣體的內(nèi)能只是溫度的函數(shù),BDA過程中氣體內(nèi)能變化量 UA-UB=-130J 由題知 ?。?00J 由熱力學第一定律 UA-UB=W2+Q2 Q2=-330J 放出熱量330J A B C 圖9 39. 1964年制成了世界上第一盞用海浪發(fā)電的航標燈,它的氣室示意圖如
47、圖9所示。利用海浪上下起伏的力量,空氣從A吸進來,在B中壓縮后再推入工作室C,推動渦輪機帶動發(fā)電機發(fā)電。當海水下降時,閥門K1關(guān)閉,K2打開。當海水上升時,K2關(guān)閉,海水推動活塞等溫壓縮空氣(空氣可視為理想氣體),空氣壓強達到6×105Pa時,閥門K1才打開。K1打開后,活塞繼續(xù)推動B中的空氣,直到氣體全部被推入工作室C為止,同時工作室C的空氣推動渦輪機工作。 (1)根據(jù)上述信息,判斷下列說法,正確的打“√”,錯誤的打“×” ( )A.壓縮氣體做功,B中空氣的內(nèi)能一定增大 ( )B.在活塞向上推動,K1未打開之前,B中的空氣向周圍放出熱量 ( )C.在活塞向上推動,K1未打開
48、之前,B中的每個空氣分子對器壁的撞擊力增大 ( )D.壓縮氣體,體積減小,分子之間的平均距離減小,氣體壓強增大,分子力表現(xiàn)為斥力 ( )E.該海浪發(fā)電機能將海浪的機械能完全轉(zhuǎn)化為電能 (2)設(shè)每次吸入壓強為1.0×105Pa、溫度為7℃的空氣0.336m3,在標準狀態(tài)下的體積為多少?每次吸入的空氣中所含的氣體分子個數(shù)為多少?(NA=6.0×1023/mol) 解析:(1)(×)A (√)B (×)C (×)D (×)E (2)由 由題意知P=P0 T0=273K 分子個數(shù) 40.(1)利用掃描隧道顯微鏡(STM)可以
49、得到物質(zhì)表面原子排列的圖像,從而可以研究物質(zhì)的構(gòu)成規(guī)律。圖的照片是一些晶體材料表面的STM圖像,通過觀察、比較,可以看到這些材料都是由原子在空間排列而構(gòu)成的,具有一定的結(jié)構(gòu)特征。則構(gòu)成這些材料的原子在物質(zhì)表面排列的共同特點是: a. _________________________ ; b._________________________ 。 (2)制冷機是一種利用工作物質(zhì)(制冷劑)的逆循環(huán),使熱從低溫物體傳到高溫物體的裝置,通過制冷機的工作可以使一定空間內(nèi)的物體溫度低于環(huán)境溫度并維持低溫狀態(tài).夏天,將房間中一臺正工作的電冰箱的門打開,試分析這是否可以降低室內(nèi)的平均溫度? 為什么
50、? 解析:(1)本小題是一道聯(lián)系高新科技實際的題目, 考查考生收集、處理信息和獲取新知識的能力,考查對熱力學第二定律的理解,考查實驗探究能力。 (1)a. 原子在確定方向上有規(guī)律地排列,在不同方向上原子的排列規(guī)律一般不同。 b. 原子排列具有一定對稱性。 (2) 制冷機正常工作時,室內(nèi)工作器從室內(nèi)吸收熱量,同時將冷風向室內(nèi)散發(fā), 室外工作器向外散熱。若將一臺正在工作的電冰箱的門打開,盡管它可以不斷地向室內(nèi)釋放冷氣,但同時冰箱的箱體向室內(nèi)散熱,就整個房間來說,由于外界通過電流不斷有能量輸入,室內(nèi)的溫度會不斷升高。 41.如圖所示,把裝有氣體的上端封閉的玻璃 管豎直插入
51、水銀槽內(nèi),管內(nèi)水銀面與槽內(nèi)水 銀面高度差為h,當玻璃管緩慢豎直向下插入一些,問h怎樣變化?氣體體積怎樣變化?(請用兩種方法解答) 解析:假設(shè)法: 問h怎樣改變,實際上就是問被封閉氣體壓強怎樣改變。設(shè)被封閉氣體壓強為p,則p =p0-h ,假設(shè)h不變(如圖中虛線所示),據(jù)題意,管下插過程中,氣體體積將減小,可知壓強增大,顯然h減小,即管內(nèi)水銀面下降,此時氣體壓強增大,故氣體體積將減小。 極限法:設(shè)想把管壓得較深,可直觀判斷V減小,p增大,故h減小,氣體體積也減小。 凡是水銀柱在玻璃管中由于管的上提、下壓、傾斜、翻轉(zhuǎn)等都可以假設(shè)法或極限法來討論氣柱長度變化及被封氣體壓強的變化。
52、 【答案】 h減小,氣體體積也減小 方法技巧 氣體壓強和體積變化分析可采用下列方法: 1.假設(shè)法:假設(shè)氣體的體積或壓強不變,比較結(jié)論與假設(shè)是否矛盾。 2.極限法:本題中將管子下壓到內(nèi)外水銀面相平時,管內(nèi)壓強等于大氣壓,其壓強變大,體積減少。 42.已知金剛石的密度為,在體積為小塊金剛石中,含有多少個炭原子?設(shè)金剛石中炭原子是緊密地排列在一起的,估算炭原子體積的大?。阎⒎拥铝_常數(shù). 解析:金剛石的摩爾質(zhì)量 ① 體積為小塊金剛石質(zhì)量為 ② 其中所含的炭原子數(shù)為 ③ 炭原子體積的大小
53、 ④ 43.如圖所示的圓柱形容器內(nèi)用活塞密封一定質(zhì)量的氣體,已知容器橫截面積為S,活塞重為G,大氣壓強為P0 。若活塞固定,密封氣體溫度升高1℃,需吸收的熱量為Q 1 ; 若活塞不固定,且可無摩擦滑動,仍使密封氣體溫度升高1℃,需吸收的熱量為Q 2 。 (1)Q 1和Q 2哪個大些?氣體在定容下的比熱容與在定壓下的比熱容為什么會不同? (2)求在活塞可自由滑動時,密封氣體溫度升高1℃,活塞上升的高度h。 解析:⑴設(shè)密閉氣體溫度升高1℃,內(nèi)能的增量為△U,則有 △U=Q1 ① △U=Q2+W
54、 ② 對活塞用動能定理得: W內(nèi)+W大氣-Gh=0 ③ W大氣=-P0Sh ④ W=-W內(nèi) ⑤ 解②③④⑤得:Q2=△U+(P0S+G)h ⑥ ∴Q1 <Q2 ⑦ 由此可見,質(zhì)量相等的同種氣體,在定容和定壓兩種不同情況下,盡管溫度變化相同,但吸收的熱量不同,所以同種氣
55、體在定容下的熱比容與在定壓下的熱比容不同 ⑵解①⑥兩式得: h= ⑧ 44.⑴下面列舉五個熱事實:a.水與酒精混合后體積變??;b.糖在熱水中溶解得較快;c.粉筆在黑板寫下了字;d.花粉微粒越大,其在液體上的運動越慢;e.放在封閉氣體的瓶里的乙醚自燃。 再列舉產(chǎn)生這五個熱事實的原因:f.分子間存在著引力;g.分子運動的劇烈程度與溫度有關(guān);h.分子間存在著空隙;i.分子對物體的碰撞幾率與物體的體積有關(guān);j.壓縮氣體時對氣體做功,氣體的內(nèi)能增大,溫度升高。 請你找出熱事實所對應(yīng)的熱原因:a— ;b— ;c—
56、;d— ;e— 。(填代號) ⑵理想氣體狀態(tài)方程如下:。從理論的角度,設(shè)定一定的條件,我們便能得到氣體三大定律:玻意爾定律、查理定律和蓋·呂薩克定律。下面請你通過設(shè)定條件,列舉其中兩條定律的內(nèi)容。(要求條件、內(nèi)容要與定律名稱相對應(yīng),不必寫數(shù)學表達式) 解析:⑴h;g;f;i;j;。 ⑵玻意爾定律:一定質(zhì)量的氣體,在溫度不變的情況下,它的壓強跟體積成反比。 查理定律:一定質(zhì)量的氣體,在體積不變的情況下,它的壓強跟熱力學溫度成正比。蓋·呂薩克定律:一定質(zhì)量的氣體,在壓強不變的情況下,它的體積跟熱力學溫度成正比。 45.(1)在以下說法中,正確的是( ) A.熱量不可
57、能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體 B.質(zhì)量、溫度都相同的氫氣和氧氣,分子平均動能不相同 C.液晶既具有液體的流動性,又具有晶體的光學各向異性特點 D.飽和汽壓隨溫度的升高而變小 (2)用油膜法估測分子大小的實驗步驟如下:①向體積為V1的純油酸中加入酒精,直到油酸酒精溶液總量為V2;②用注射器吸取上述溶液,一滴一滴地滴入小量筒,當?shù)稳雗滴時體積為V0;③先往邊長為30~40cm的淺盤里倒入2cm深的水;④用注射器往水面上滴1滴上述溶液,等油酸薄膜形狀穩(wěn)定后,將事先準備好的玻璃板放在淺盤上,并在玻璃板上描出油酸薄膜的形狀;⑤將畫有油酸薄膜輪廓形狀的玻璃板,放在畫有許多邊長為a的小正方形的坐標
58、紙上,計算出輪廓范圍內(nèi)正方形的總數(shù)為N.則上述過程遺漏的步驟是 ▲ ;油酸分子直徑的表達式d= ▲ . (3)某風景區(qū)有一處約50m高的瀑布,甚為壯觀,請估計瀑布上、下水潭的水溫因瀑布的機械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能而相差多少?[水的比熱容J/(kg﹒℃) ] 解析:(1)AC (2)將痱子粉均勻撒在水面上 d= (3)設(shè)水的的質(zhì)量為m,上、下水潭的水溫差為Δt,由能量守恒定律有 代入數(shù)據(jù)解得 ℃ 46.(1)1821年,德國物理學家塞貝克發(fā)現(xiàn)了一種怪現(xiàn)象:把兩根銅絲和一根鐵絲與靈敏電流計串聯(lián)成閉合電路,然后把銅鐵絲的一個聯(lián)接點放在盛有冰水混
59、合物的容器里保持低溫,另一個聯(lián)接點放在火焰上加熱,升到很高的溫度時,發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn),表明閉合電路中產(chǎn)生了電流,這就是溫差發(fā)電現(xiàn)象.問:這一實驗是否違反熱力學第二定律?簡述這一過程中能的轉(zhuǎn)化情況. (2)如圖所示,豎直放置的圓筒形注射器,活塞上端接有氣壓表,能夠 方便測出所封閉理想氣體的壓強.開始時,活塞處于靜止狀態(tài),此時氣體體積為30cm3,氣壓表讀數(shù)為1.0×105Pa.若用力向下推動活塞,使活塞緩慢向下移動一段距離,穩(wěn)定后氣壓表讀數(shù)為1.2×105Pa.不計活塞與氣缸內(nèi)壁間的摩擦,環(huán)境溫度保持不變. ①簡要說明活塞移動過程中,被封閉氣體的吸放熱情況. ②求活塞移動
60、后氣體的體積. 解析:(1)不違反,內(nèi)能不可能全部轉(zhuǎn)化為電能,而不產(chǎn)生其他影響.產(chǎn)生電能是因為被火焰加熱的銅鐵絲內(nèi)能的轉(zhuǎn)化,其內(nèi)能一部分轉(zhuǎn)化為電能,一部分傳遞給冰水 (2)①理想氣體溫度不變,內(nèi)能不變,體積減小,外界對氣體做功,根據(jù)熱力學第一定律知,氣體放熱. ②根據(jù)玻意耳定律: 活塞移動后氣體的體積為:=25 cm3 47.某壓力鍋結(jié)構(gòu)如圖所示,蓋好密封鍋蓋,將壓力閥套在出氣孔,給壓力鍋加熱,當鍋內(nèi)氣體壓強達到一定值時,氣體就把壓力閥頂起。假定在壓力閥頂起時,停止加熱。 (1)若此時鍋內(nèi)氣體的體積為V,摩爾體積為V0,阿伏加德羅常數(shù)為NA,寫出鍋內(nèi)氣體分子數(shù)
61、的估算表達式。 (2)假定在一次放氣過程中,鍋內(nèi)氣體對壓力閥及外界做功1.5J,并向外界釋放了2.5J的熱量,鍋內(nèi)原有氣體的內(nèi)能如何變化?變化了多少? (3)若已知某高壓鍋的壓力閥質(zhì)量為m=0.1kg,排氣孔直徑為d=0.3cm,則鍋內(nèi)氣體的壓強最大可達多少?設(shè)壓強每增加3.6×103Pa,水的沸點相應(yīng)增加1℃,則鍋內(nèi)的最高溫度可達多高?(外界大氣壓強p0=1.0×105Pa,取g=10m/s2) 解析:(1)設(shè)鍋內(nèi)氣體分子數(shù)為n NA (2)根據(jù)熱力學第一定律 △U=W+Q=-4J 鍋內(nèi)氣體內(nèi)能減少,減少了4J (3)當限壓閥受到的向上的壓力
62、等于限壓閥的重力和大氣壓力的合力時,氣體將排出鍋外,鍋內(nèi)氣體壓強不再升高,壓強達最大,此時溫度最高。 鍋內(nèi)最大壓強為 代入數(shù)據(jù)得 p=2.4×105 Pa 此時水的沸點 ℃ 48.當質(zhì)量一定的氣體保持體積不變時,氣體的壓強 p 與熱力學溫度 T 之間存在著正比關(guān)系,如圖( a )所示.在圖( b )所示的 u 形管中裝有水銀,左右兩部分都密封著空氣,兩水銀面的高度差為 h ,把水銀管浸沒在熱水中,則高度差 h 將_____ (選填“增大”、“減小”或“不變” ) ,請你運用氣體的等容線(即p一 T 圖象)寫出判斷的過程. 答: ▲ 因P
63、/T=P0/T0 ;△P=K△T ▲ K右>K左 ▲由圖知在△T左= △T右 ▲ △P左= △P右 ▲ 故h增大 ▲ 49.如圖是用導熱性能良好的材料制成的氣體實驗裝置,開始時
64、封閉的空氣柱長度為20cm,人用豎直向下的力F壓活塞,使空氣柱長度變?yōu)樵瓉淼囊话?,人對活塞做功l0J,大氣壓強為P0=1×105Pa,不計活塞的重力.問: ①若用足夠長的時間緩慢壓縮,求壓縮后氣體的壓強多大? ②若以適當?shù)乃俣葔嚎s氣體,此過程氣體向外散失的熱量為2J,則氣體的內(nèi)能增加多少?(活塞的橫截面積S=1cm2) 解析:①設(shè)壓縮后氣體的壓強為P,活塞的橫截面積為S, l0=20cm,l =10cm,V0= l0S,V= l S. 緩慢壓縮,氣體溫度不變,由玻意耳定律:P0V0= P V 解出p=2×105Pa ②大氣壓力對活塞做功W1=P0S(l0- l)=1J,人做功
65、W2=l0J, 由熱力學第一定律: △U=W1+W2+Q 將Q=-2J等代人,解出△U=9J 50.(1)分析判斷以下說法的正誤,在相應(yīng)的括號內(nèi)打“√”或“×” A.被活塞封閉在氣缸中的一定質(zhì)量的理想氣體,若溫度升高,壓強保持不變,則氣缸單位面積在單位時間內(nèi)受到的分子碰撞次數(shù)在增加 ( ) B.液晶既有液體的流動性,又具有光學各向異性 ( ) C.在夏季溫度不太高、相對濕度較大時,人也容易中暑 ( ) D.能量耗散的過程
66、就是熵增加的過程 ( ) (2)已知水的密度ρ=1.0×103㎏/m3、摩爾質(zhì)量M=1.8×10-2㎏,阿伏加德羅常數(shù)NA=6.0×1023mol-1.一滴露水的體積大約是6.0×10-5cm3,它含有 個水分子。如果一只極小的蟲子來喝水,每分鐘喝進6.0×107個水分子,喝進水的質(zhì)量是 ㎏(保留兩位有效數(shù)字) (3)人的體溫是由下丘腦中特殊神經(jīng)細胞監(jiān)察和控制的,當下丘腦溫度高于37°C時,人體散熱機制(如血管舒張、出汗等)就活躍起來,已知人自溫度在37°C蒸發(fā)18g汗水所需要能量E=4.3×103J.現(xiàn)有一中年人慢步行走時新陳代謝功率為35W,此人慢步行走時體溫保持37°C,行走用時1h出汗約30.2g,試求此人通過傳到輻射等方式(不包括出汗)產(chǎn)生的散熱功率。 51.(1)在以下說法中,正確的是( ) A.熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體 B.質(zhì)量、溫度都相同的氫氣和氧氣,分子平均動能不相同 C.液晶既具有液體的流動性,又具有晶體的光學各向異性特點 D.飽和
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