高考物理 考前預(yù)測(cè)核心考點(diǎn)專項(xiàng)突破 熱學(xué) 原子物理
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1、熱學(xué) 原子物理 熱學(xué)是研究與溫度有關(guān)的熱現(xiàn)象的科學(xué)。分子動(dòng)理論是物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō),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(xué)第二定律表明熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)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(qiáng)是聯(lián)系力學(xué)狀態(tài)和熱學(xué)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(guò)做光路圖、計(jì)算等方式來(lái)考查學(xué)生對(duì)基本規(guī)律的理解和應(yīng)用。 光的本性復(fù)習(xí)中,要知道光本性學(xué)說(shuō)的歷史發(fā)展概況:從牛頓支持的微粒說(shuō),到惠更斯的波動(dòng)說(shuō),到麥克斯韋的
2、電磁說(shuō),再到愛(ài)因斯坦的光子說(shuō)。對(duì)這四個(gè)學(xué)說(shuō)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)、學(xué)說(shuō)內(nèi)容、要能較好理解。 原子和原子核知識(shí),是人類對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)史,重點(diǎn)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(shí)和核反應(yīng)方程,“考課本”、“不回避陳題”是本章高考題的特點(diǎn)。 [典型例題] 例1、下列敘述中,正確的是( C ) A、布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子的熱運(yùn)動(dòng) B、對(duì)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(shuō)法正確的是( C ) A、 布朗運(yùn)動(dòng)就是顆粒分
3、子的熱運(yùn)動(dòng) B、 分子的勢(shì)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(dòng)能越大,氣體壓強(qiáng)越大 例3.圖中氣缸內(nèi)盛有定量的理想氣體,氣缸壁是導(dǎo)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(dòng),這樣氣體將等溫膨脹并通過(guò)桿對(duì)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(shuō)法正確的是 ( C ) A、氣體是從單一熱源吸熱,全用來(lái)對(duì)外做功,因此此過(guò)程違反熱力學(xué)第二定律 B、氣體是從單一熱源吸熱,但并未全用來(lái)對(duì)外做功,所以此過(guò)程不違反熱力學(xué)第二定律 C、氣體是從
4、單一熱源吸熱,全用來(lái)對(duì)外做功,但此過(guò)程不違反熱力學(xué)第二定律 D、上述A、B、C三種說(shuō)法都不對(duì) 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(shí)現(xiàn)的變化為( A C ) A、 溫度升高,壓強(qiáng)變大,體積減小 B、 溫度升高,壓強(qiáng)不變,體積增大 C、 溫度降低,壓強(qiáng)減小,體積增大 D、 溫度降低,壓強(qiáng)減小,體積不變 PV=nRT 例5、一束復(fù)色可見(jiàn)光射到置于空氣中的平板玻璃 上,穿過(guò)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(duì)于兩束單色光來(lái)說(shuō)( BC ) A、 玻璃對(duì)a的折射率較大 B、 a光在玻璃中傳播的速度較大 V=
5、C/n C、 b光每個(gè)光子的能量較大 D、 b光的波長(zhǎng)較長(zhǎng) 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(duì)于這兩個(gè)過(guò)程。下列所列四個(gè)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(dòng)能 D、 光電子的最大初動(dòng)能 Ek=hr-W 例7、下列幾種光現(xiàn)象中,能說(shuō)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(shuō)法正確的是 ( BC ) A、當(dāng)氫原子從量子數(shù)n=2的狀態(tài)躍遷到n
6、=6的狀態(tài)時(shí),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(shí)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(shí)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(shí),會(huì)將多余的能量以電磁輻射的形式釋放出來(lái),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(jī)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(shí),將躍遷時(shí)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(shí),可將能量交給內(nèi)層電子(如、、層電子,、、標(biāo)記原子中最靠
7、近核的三個(gè)電子層)使其電離.實(shí)驗(yàn)測(cè)得從原子的、、層電離出的電子的動(dòng)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表面的幾分之幾? 1/2 [隨堂
8、訓(xùn)練] 一、選擇題 1.如圖是觀察布朗運(yùn)動(dòng)時(shí)每隔30,記錄1次的微粒位置連線圖,開(kāi)始時(shí)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(shí)間內(nèi)微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡 B.此圖只是間接地反映了液體分子運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) 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(diǎn) D.微粒在從位置7到位置8的這30 s,內(nèi)運(yùn)動(dòng)得最快 答案 B 2.根據(jù)熱力學(xué)定律和分子動(dòng)理論,下列說(shuō)法正確的是 ( ) A.布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子的運(yùn)動(dòng),它說(shuō)明了分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) B.密封在容積不變的容器內(nèi)的氣體,若溫度升高
9、,則氣體分子對(duì)器壁單位面積上的平均作用力增大 C.第二類永動(dòng)機(jī)違反了能量守恒定律,所以不可能制成 D.根據(jù)熱力學(xué)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(dòng)理論,物質(zhì)分子之間的距離為r0時(shí),分子所受的斥力和引力相等,以下關(guān)于分子力和分子勢(shì)能的說(shuō)法正確的是( ) A.當(dāng)分子間距離為r0時(shí),分子具有最大勢(shì)能 B.當(dāng)分子間距離為r0時(shí),分子具有最小勢(shì)能 C.當(dāng)分子間距離為r0時(shí),引力和斥力都是最大值 D.當(dāng)分子間距離為r0時(shí),引力和斥力都是最小值 答案: B 4.對(duì)于分子動(dòng)理論和
10、物體內(nèi)能理解,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.理想氣體在等溫變化時(shí),內(nèi)能不改變,因而與外界不發(fā)生熱交換 C.布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的運(yùn)動(dòng),它說(shuō)明分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) D.擴(kuò)散現(xiàn)象說(shuō)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(biāo)原點(diǎn)O處不動(dòng),另一分子可位于x軸上不同位置處,圖中縱坐標(biāo)表示這兩個(gè)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(diǎn),則( ) A.a(chǎn)b表示吸引力,cd表示斥力,e點(diǎn)的橫坐標(biāo)可能為10-15 m B.a(chǎn)b表示斥力,cd表示吸引力,e點(diǎn)的橫坐標(biāo)可能
11、為10-10m C.a(chǎn)b表示斥力,cd表示吸引力,e點(diǎn)的橫坐標(biāo)可能為10-15 m D.a(chǎn)b表示吸引力,cd表示斥力,e點(diǎn)的橫坐標(biāo)可能為10-10 m 答案:D 6、如圖所示,縱坐標(biāo)表示兩個(gè)分間引力、斥力的大小,橫坐標(biāo)表示兩個(gè)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(diǎn),則下列說(shuō)法正確的是( ) A.a(chǎn)b為斥力曲線,cd為引力曲線,e點(diǎn)橫坐標(biāo)的數(shù)量級(jí)為10—10m B.a(chǎn)b為引力曲線,cd為斥力曲線,e點(diǎn)橫坐標(biāo)的數(shù)量級(jí)為10—10m C.若兩個(gè)分子間距離大于e點(diǎn)的橫坐標(biāo),則分子間作用力表現(xiàn)為斥力 D.若兩個(gè)分子間距
12、離越來(lái)越大,則分子勢(shì)能亦越來(lái)越大 答案:B 7.用顯微鏡觀察水中的花粉,追蹤某一個(gè)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(diǎn),再用直線依次連接這些點(diǎn),如圖所示,則下列說(shuō)法中正確的是( ) A.這些點(diǎn)連接的折線就是這一花粉顆粒運(yùn)動(dòng)的徑跡 B.它說(shuō)明花粉顆粒做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) C.在這六段時(shí)間內(nèi)花粉顆粒運(yùn)動(dòng)的平均速度大小相等 D.從 a 點(diǎn)計(jì)時(shí),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(xué)規(guī)律,有以下說(shuō)法( ) A、布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子的運(yùn)動(dòng) B、物體的溫度越高,分子平均動(dòng)能越
13、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(dòng)機(jī)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(qiáng)增大,達(dá)到平衡態(tài)II,則:( ) A.狀態(tài)I時(shí)氣體的密度比狀態(tài)II時(shí)氣體的密度大 B.狀態(tài)I時(shí)分子的平均動(dòng)能比狀態(tài)II時(shí)分子的平均動(dòng)能大 C.從狀態(tài)I到狀態(tài)II過(guò)程中氣體要向外放熱 D.從狀態(tài)I到狀態(tài)II過(guò)程中氣體要對(duì)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(méi)有熱交換,下列說(shuō)法正確的是( ) A.若氣體分子的平均動(dòng)能增大,則氣體的壓強(qiáng)一定增
14、大 B.若氣體分子的平均動(dòng)能增大,則氣體的壓強(qiáng)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(dòng)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(dòng)能一定減小 答案: AD 11、如圖所示,一豎直放置開(kāi)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(jì),開(kāi)始時(shí)玻璃管處于靜止?fàn)顟B(tài),當(dāng)玻璃管豎直下落時(shí),下列說(shuō)法中正確的是 ( ) A.當(dāng)玻璃管剛開(kāi)始下落時(shí),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(shí)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(shí)間內(nèi),玻璃管的加速度在逐漸變大 D.玻璃管最初下
15、落的短時(shí)間內(nèi),水銀將相對(duì)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(wú)摩擦,氣缸內(nèi)裝一定質(zhì)量的理想氣體,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?,F(xiàn)使缸內(nèi)氣體的溫度升高,則在此過(guò)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(shuō)法正確的是( ) A.壓強(qiáng)增大時(shí),氣體的內(nèi)能增加 B.壓強(qiáng)增大時(shí),單位體積的氣體分子數(shù)增加 C.溫度升高時(shí),每個(gè)氣體分子的動(dòng)能都增加 D.溫度降低時(shí),每個(gè)氣體分子的動(dòng)能都減小 答案:
16、 A 14.如圖所示,絕熱氣缸中間用固定栓可將無(wú)摩擦移動(dòng)的絕熱板固定,隔板質(zhì)量不計(jì),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(shí),兩室氣體的溫度相等,氫氣的壓強(qiáng)大于氧氣的壓強(qiáng),下列說(shuō)法中正確的是( ) A. 初始時(shí)氫氣分子的平均速率大于氧氣分子的平均速率 B. 初始時(shí)氫氣的內(nèi)能等于氧氣的內(nèi)能 C .松開(kāi)固定栓直至系統(tǒng)重新達(dá)到平衡時(shí),氧氣分子單位時(shí)間與氣缸單位面積碰撞的分子數(shù)增多 D .松開(kāi)固定栓直至系統(tǒng)重新達(dá)到平衡時(shí),氫氣的內(nèi)能減小 答案:ACD 15.如圖為一個(gè)內(nèi)壁光滑、絕熱的氣缸固定在地面上,絕熱的活塞B下方封閉著空氣,這些空氣分子之間的
17、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(gè)數(shù) B.單位時(shí)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(dòng)能不變 D.若活塞重力不計(jì),拉力F對(duì)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(qiáng),下列說(shuō)法中正確的是( ) A.氣體的壓強(qiáng)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(qiáng)一定增大 C.氣體的壓強(qiáng)等于器壁單位面積、單位時(shí)間所受氣體分子沖量的大小 D.當(dāng)某一容器自由下落時(shí),容器中氣體的壓強(qiáng)將變?yōu)榱? 答案:C 桿 恒溫
18、17、圖中氣缸內(nèi)盛有定量的理想氣體,氣缸壁是導(dǎo)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(dòng),這樣氣體將等溫膨脹并通過(guò)桿對(duì)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(shuō)法正確的是( ) A.氣體是從單一熱源吸熱,全用來(lái)對(duì)外做功,因此此過(guò)程違反熱力學(xué)第二定律 B.氣體是從單一熱源吸熱,但并未全用來(lái)對(duì)外做功,所以此過(guò)程不違反熱力學(xué)第二定律 C.氣體是從單一熱源吸熱,全用來(lái)對(duì)外做功,但此過(guò)程不違反熱力學(xué)第二定律 D.A、B、C三種說(shuō)法都不對(duì) 答案:C 18.下列敘述正確的是 ( ) A.用
19、手捏面包,面包體積會(huì)縮小,說(shuō)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(shì)的緣故 D.自然界中進(jìn)行的一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程都具有方向性 答案:ACD 19.下列說(shuō)法中正確的是( ) A.布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) B.固體不容易被壓縮是因?yàn)榉肿娱g只存在斥力 C.內(nèi)燃機(jī)可以把內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 D.給物體加熱,物體的內(nèi)能不一定增加
20、 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(shì)能可忽略。現(xiàn)通過(guò)電熱絲對(duì)氣體a加熱一段時(shí)間后,a、b各自達(dá)到新的平衡,下列說(shuō)法正確的是( ) A.a的體積增大了,壓強(qiáng)變小了 B.b的溫度升高了 C.加熱后a的分子熱運(yùn)動(dòng)比b的分子熱運(yùn)動(dòng)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(xué)生利用自行車內(nèi)胎、打氣筒、溫度傳感器以及計(jì)算機(jī)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靜置一段時(shí)間的整個(gè)過(guò)程中內(nèi)能變化情況,車胎內(nèi)
21、 氣體溫度隨時(shí)問(wèn)變化的情況如圖所示??色@取的信息是( ) A.從開(kāi)始打氣到打氣結(jié)束的過(guò)程中由于氣體對(duì)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(duì)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(duì)外做功,其內(nèi)能急劇減少 D.放氣后靜置一段時(shí)間由于再次對(duì)氣體做功,氣體內(nèi)能增大 答案:C 22.有以下說(shuō)法: A.熵是物體內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)無(wú)序程度的量度 B.在輪胎爆裂這一短暫過(guò)程中,氣體膨脹,溫度下降 C.滿足能量守恒定律的客觀過(guò)程并不都是可以自發(fā)進(jìn)行的 D.從單一熱源吸取熱量,使之全部變成有用的機(jī)械功是不可能的 E.布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的運(yùn)動(dòng),所以它能說(shuō)明
22、分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) F.分子間的距離r存在某一值r0,當(dāng)r大于r0時(shí),分子間斥力大于引力;當(dāng)r小于r0時(shí)斥力小于引力 答案:ABC 23、如圖所示,將一空的薄金屬圓筒開(kāi)口向下壓入水中,設(shè)水溫均勻且恒定,且筒內(nèi)空氣無(wú)泄漏,不計(jì)空氣分子間的相互作用,則被淹沒(méi)的金屬筒在緩慢下降過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)筒內(nèi)空氣體積在不斷減小,則下面說(shuō)法中正確是: A.筒內(nèi)空氣的壓強(qiáng)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(shuō)法正確的是( ) A.布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) B.
23、液體很難被壓縮的原因是:當(dāng)液體分子的距離減小時(shí),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(xué)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(shuō)法中正確的是:( ) A.氣體的溫度升高時(shí),分子的熱運(yùn)動(dòng)變得劇烈,分子的平均動(dòng)能增大,撞擊器壁時(shí)對(duì)器壁的作用力增大,從而氣體的壓強(qiáng)一定增大 B.氣體體積變小時(shí),單位體積的分子數(shù)增多,單位時(shí)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(qiáng)一定增大 C.壓縮一定量的氣體,氣體的內(nèi)能一定增加 D.有一分子a從無(wú)窮遠(yuǎn)處趨近固定不動(dòng)的分
24、子b,當(dāng)a到達(dá)受b的分子力為零處時(shí),a具有的動(dòng)能一定最大 答案:D 26.如圖所示,容器A、B各有一個(gè)可自由移動(dòng)的輕活塞,活塞下面是水,上面是大氣,大氣壓恒定,整個(gè)裝置與外界絕熱(即無(wú)熱交換).原先,A中水面比B中的高,打開(kāi)閥門K,使A中的水逐漸向B中流,最后達(dá)到平衡。那么在這個(gè)過(guò)程中 A.大氣壓力對(duì)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(duì)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(jì)算、問(wèn)答題 27.如圖所示的是醫(yī)院用于靜脈滴注的示意圖,倒置的輸液瓶上方有一氣
25、室A,密封的瓶口處的橡膠塞上插有兩根細(xì)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(guò)針頭接入人體靜脈. ①若氣室A、B中的壓強(qiáng)分別為pA、pB,則它們與外界大氣 壓強(qiáng)p0的大小順序應(yīng)為_(kāi)_ ▲____ 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(shuō)法: A.氣體吸收熱量,其分子的平均動(dòng)能就增大 B.盡管技術(shù)不斷進(jìn)步,熱機(jī)的效率仍不能達(dá)到100%,制冷機(jī)卻可以使溫度降到-283℃ C.在完全失重的情
26、況下,熔化的金屬能夠收縮成標(biāo)準(zhǔn)的球形 D.溫度、壓力、電磁作用等可以改變液晶的光學(xué)性質(zhì) 其中正確的是 . (2) 若對(duì)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(duì)該氣體做了2000 J的功,其溫度升高了8℃,表明該過(guò)程中,氣體還 (填“吸收”或“放出”)熱量 J. (1)CD (2)1500、吸收、400 29、 (1)有以下說(shuō)法:
27、 A.“用油膜法估測(cè)分子的大小”實(shí)驗(yàn)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(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T成正比 C.氣體分子的平均動(dòng)能越大,氣體的壓強(qiáng)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(dá)到動(dòng)態(tài)平衡后該飽和汽的質(zhì)量增大,密度增大,壓強(qiáng)也增大 G.讓一小球沿碗的圓弧型內(nèi)壁來(lái)回滾動(dòng),小球的運(yùn)動(dòng)是可逆過(guò)程 其中正確的是_________________________________________. O T V 圖乙 (2)如圖甲所示
28、,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(duì)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(shí)氣體吸收的熱量為Q,外界大氣壓強(qiáng)為p0,問(wèn)此過(guò)程中被封閉氣體的內(nèi)能變化了多少?請(qǐng)?jiān)谙旅娴膱D乙的V-T圖上大致作出該過(guò)程的圖象(包括在圖象上標(biāo)出過(guò)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(guò)程中,活塞與砝碼的壓力對(duì)氣體做負(fù)功,大氣壓力對(duì)氣體做負(fù)功,根據(jù)熱力學(xué)第一定律得 ?U=W+Q
29、圖像見(jiàn)右圖 30. (1)判斷以下說(shuō)法的正誤,在相應(yīng)的括號(hào)內(nèi)打“√”或“×” A.分子間距離增大,分子勢(shì)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(dá)到飽和時(shí),飽和汽的密度不變,壓強(qiáng)也不變 ( ▲?。? F.伴隨著熵增加的同時(shí),一切不可逆過(guò)程總會(huì)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 ( ▲?。? (2)如
31、圖所示,彈簧一端固定于水平臺(tái)面上,另一端與質(zhì)量為m活塞拴接在一起,開(kāi)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?dú)飧缀突钊膳c外界進(jìn)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(shí)其內(nèi)能減少ΔU。已知大氣壓強(qiáng)為p0,氣缸的橫截面積為S,氣缸壁厚忽略不計(jì),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(dòng)距離為 ▲ ??;氣缸移動(dòng)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)用活塞密封一定質(zhì)量的氣體,已知容器橫截面積為S,活塞重為
32、G,大氣壓強(qiáng)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(wú)摩擦滑動(dòng),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(gè)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(huì)不同? (2)求在活塞可自由滑動(dòng)時(shí),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(duì)活塞用動(dòng)能定理得: W內(nèi)+W大氣-Gh=0
33、 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(jiàn),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(shuō)法的正誤,請(qǐng)?jiān)谙鄳?yīng)的括號(hào)內(nèi)打“”或“√”。 、擴(kuò)散
34、現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)的劇烈程度都與溫度有關(guān),所以擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)也叫做熱運(yùn)動(dòng)。( ) 、兩個(gè)分子甲和乙相距較遠(yuǎn)(此時(shí)它們之間的作用力可以忽略),設(shè)甲固定不動(dòng),乙逐漸向甲靠近,直到不能再靠近,在整個(gè)移動(dòng)過(guò)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(guò)程中,當(dāng)溫度達(dá)到熔點(diǎn)時(shí),吸收的熱量全部用來(lái)破壞空間點(diǎn)陣,增加分子勢(shì)能,而分子平均動(dòng)能卻保持不變,所以晶體有固定的熔點(diǎn)。非晶體沒(méi)有空間點(diǎn)陣,熔化時(shí)不需要去破壞空間點(diǎn)陣,吸收的熱量主要轉(zhuǎn)化為分子的動(dòng)能,不斷吸熱,溫度就不斷上升。( ) 、根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知,凡與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏
35、觀過(guò)程都具有方向性,在熱傳導(dǎo)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(yùn)動(dòng)。分子的運(yùn)動(dòng)雜亂無(wú)章,在某一時(shí)刻,向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的氣體分子數(shù)目不均等。( ) 、一由不導(dǎo)熱的器壁做成的容器,被不導(dǎo)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(jìn)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(dāng)氣體重新達(dá)到平衡時(shí),其溫度仍為。( ) ⑵在圖示氣缸中封閉著溫
36、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(shí)活塞離缸底的高度為,如果缸內(nèi)空氣溫度變?yōu)?,則重物________(填“上升”或“下降”)。這時(shí)重物將從原處移動(dòng)________。(設(shè)活塞與氣缸壁間無(wú)摩擦) 33、 (1)下列說(shuō)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(jì)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(yùn)動(dòng)越明顯 C.在使兩個(gè)分子間的距離由很遠(yuǎn)(r>10-9m)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 D.溫度升高,分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能一定增大,
37、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(qiáng)一定增大 F.內(nèi)能向機(jī)械能轉(zhuǎn)化是有條件的,即環(huán)境中必須存在溫度差,通過(guò)科技創(chuàng)新,我們能夠研制出內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的熱機(jī) (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p-V圖象如圖所示。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)ADE (2)①對(duì)于理想氣體: A→B ∴ B→C
38、 ∴ ②A→C 由溫度相等得: ⑶A→C的過(guò)程中是吸熱. 吸收的熱量 34.某登山運(yùn)動(dòng)員在一次攀登珠穆朗瑪峰的過(guò)程中,在接近山頂時(shí)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(méi)有受到任何撞擊,該手表出廠時(shí)給出的參數(shù)為:27℃時(shí)表內(nèi)氣體壓強(qiáng)為1.0Pa(常溫下的大氣壓強(qiáng)值),當(dāng)內(nèi)外壓強(qiáng)差超過(guò)6.0×104Pa時(shí)表盤玻璃將爆裂。當(dāng)時(shí)登山運(yùn)動(dòng)員攜帶的溫度計(jì)的讀數(shù)是 一21℃,表內(nèi)氣體體積的變化可忽略不計(jì). (1)通過(guò)計(jì)算判斷手表的表盤是向外爆裂還是向內(nèi)爆裂的? (2)當(dāng)時(shí)外界的大氣壓強(qiáng)為多少? 解析:(1)以表內(nèi)氣體為研究對(duì)象,初狀態(tài)的壓強(qiáng)為,溫度為
39、 T1=273+27=300K,設(shè)末狀態(tài)的壓強(qiáng)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(qiáng)至少為 ,大于山腳下的大氣壓強(qiáng)(即常溫下大氣壓強(qiáng)),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(dāng)時(shí)外界的大氣壓強(qiáng)為: 35.如圖所示,一圓柱形絕熱氣缸豎直放置,通過(guò)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(guò)電熱絲緩慢加熱氣體,當(dāng)氣體吸收熱量Q時(shí),活塞上升上h,此時(shí)氣體的溫為T1。已知大氣壓強(qiáng)為p0
40、,重力加速度為g,不計(jì)活塞與氣缸的摩擦,求: (1)氣體的壓強(qiáng)。 (2)加熱過(guò)程中氣體的內(nèi)能增加量。 (3)現(xiàn)停止對(duì)氣體加熱,同時(shí)在活塞上緩慢添加砂粒,當(dāng)添加砂粒的質(zhì)量為m0時(shí),活塞恰好回到原來(lái)的位置,求此時(shí)氣體的溫度。 解析:(1)取活塞為研究對(duì)象,由受力平衡得 …………① (2)氣體對(duì)外做功 …………② 由熱力學(xué)第一定律得 …………③ 解得 …………④ (3)設(shè)活塞回到原位置時(shí),氣體的溫度為T2 則 …………⑤ 由氣態(tài)方程 …………⑥ 解得 …………⑦ 36. (1)奧運(yùn)祥云火炬的燃燒系統(tǒng)由燃?xì)夤?內(nèi)
41、有液態(tài)丙烷)、穩(wěn)壓裝置和燃燒器三部分組成,當(dāng)穩(wěn)壓閥打開(kāi)以后,燃?xì)庖詺鈶B(tài)形式從氣罐里出來(lái),經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓閥后進(jìn)入燃燒室進(jìn)行燃燒.則以下說(shuō)法中正確的是 ▲ . A.燃?xì)庥梢簯B(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過(guò)程中要對(duì)外做功 B.燃?xì)庥梢簯B(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過(guò)程中分子的分子勢(shì)能減少 C.燃?xì)庠谌紵胰紵倪^(guò)程是熵增加的過(guò)程 D.燃?xì)庠谌紵筢尫旁谥車h(huán)境中的能量很容易被回收再利用 (2)對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體,下列說(shuō)法正確的是 ▲ A.如果保持氣體的體積不變,溫度升高,壓強(qiáng)減小 B.如果保持氣體的體積不變,溫度升高,壓強(qiáng)增大 C.如果保持氣體的溫度不變,體積越小,壓強(qiáng)越大 D
42、.如果保持氣體的壓強(qiáng)不變,溫度越高,體積越小 (3)某運(yùn)動(dòng)員吸一口氣,吸進(jìn)400cm3的空氣,據(jù)此估算他所吸進(jìn)的空氣分子的總數(shù)為 ▲ 個(gè).已知1mol氣體處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)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(xué)質(zhì)量檢測(cè)二)(1)汽車內(nèi)燃機(jī)汽缸內(nèi)汽油燃燒時(shí),氣體體積膨脹推動(dòng)活塞對(duì)外做功。已知在某次對(duì)外做功的沖程中汽油燃燒釋放的化學(xué)能為1×103J,因尾氣排放、汽缸發(fā)熱等對(duì)外散失的熱量為2.5×102J,則該內(nèi)燃機(jī)對(duì)外所做的功為 J,該內(nèi)燃機(jī)的效率為
43、 。隨著科技的進(jìn)步,不斷設(shè)法減小熱量損失,則內(nèi)燃機(jī)的效率不斷提高,效率 (填“有可能”、“仍不可能”)達(dá)到100%。 (2)在“用油膜法估測(cè)分子的大小”實(shí)驗(yàn)中,將4mL的純油酸溶液滴入20L無(wú)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(biāo)紙上,其形狀如圖所示,坐標(biāo)紙上正方形小方格的邊長(zhǎng)為10mm.試解答下列問(wèn)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已知每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是,請(qǐng)估測(cè)油酸分
44、子的直徑。 解析:(1)本小題考查對(duì)熱力學(xué)第一定律和效率概念的理解,考查實(shí)驗(yàn)探究能力。 7.5×102J,75%。仍不可能。 (2)本小題考查用油膜法測(cè)分子直徑的實(shí)驗(yàn)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(xué)規(guī)律,下列說(shuō)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(yùn)動(dòng)就越明顯 C.一定質(zhì)量的理想氣體,保持氣體的壓強(qiáng)不變,溫度越高,體積越大 D.一定溫度下,飽和汽
45、的壓強(qiáng)是一定的 E.第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)樗`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(méi)有斥力,所以液體表面具有收縮的趨勢(shì) 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(guò)ACB過(guò)程至狀態(tài)B,氣體對(duì)外做功280J,放出熱量410J;氣體又從狀態(tài)B經(jīng)BDA過(guò)程回到狀態(tài)A,這一過(guò)程中氣體對(duì)外界做功200J.求: (1)ACB過(guò)程中氣體的內(nèi)能是增加還是減少?變化量是多少? (2)BDA過(guò)程中氣體是吸熱還是放熱?吸收或放出的熱量是多少? 解析:1.BCD 2.(1)ACB過(guò)程
46、內(nèi)能增加 ACB過(guò)程中 W1=-280J,Q1=410J 由熱力學(xué)第一定律 UB-UA=W1+Q1=130J 氣體內(nèi)能的變化量為130J (2)BDA過(guò)程中氣體放熱 因?yàn)橐欢ㄙ|(zhì)量理想氣體的內(nèi)能只是溫度的函數(shù),BDA過(guò)程中氣體內(nèi)能變化量 UA-UB=-130J 由題知 =200J 由熱力學(xué)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(biāo)燈,它的氣室示意圖如圖9所示。利用海浪上下起伏的力量,空氣從A吸進(jìn)來(lái)
47、,在B中壓縮后再推入工作室C,推動(dòng)渦輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。當(dāng)海水下降時(shí),閥門K1關(guān)閉,K2打開(kāi)。當(dāng)海水上升時(shí),K2關(guān)閉,海水推動(dòng)活塞等溫壓縮空氣(空氣可視為理想氣體),空氣壓強(qiáng)達(dá)到6×105Pa時(shí),閥門K1才打開(kāi)。K1打開(kāi)后,活塞繼續(xù)推動(dòng)B中的空氣,直到氣體全部被推入工作室C為止,同時(shí)工作室C的空氣推動(dòng)渦輪機(jī)工作。 (1)根據(jù)上述信息,判斷下列說(shuō)法,正確的打“√”,錯(cuò)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(dòng),K1未打開(kāi)之前,B中的空氣向周圍放出熱量 ( )C.在活塞向上推動(dòng),K1未打開(kāi)之前,B中的每個(gè)空氣分子對(duì)器壁的撞擊力增大 (
48、 )D.壓縮氣體,體積減小,分子之間的平均距離減小,氣體壓強(qiáng)增大,分子力表現(xiàn)為斥力 ( )E.該海浪發(fā)電機(jī)能將海浪的機(jī)械能完全轉(zhuǎn)化為電能 (2)設(shè)每次吸入壓強(qiáng)為1.0×105Pa、溫度為7℃的空氣0.336m3,在標(biāo)準(zhǔn)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(gè)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(gè)數(shù) 40.(1)利用掃描隧道顯微鏡(STM)可以得到物質(zhì)表面原子排列的圖像,從而可以研究物質(zhì)的構(gòu)
49、成規(guī)律。圖的照片是一些晶體材料表面的STM圖像,通過(guò)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(diǎn)是: a. _________________________ ; b._________________________ 。 (2)制冷機(jī)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(guò)制冷機(jī)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(tái)正工作的電冰箱的門打開(kāi),試分析這是否可以降低室內(nèi)的平均溫度? 為什么? 解析:(1)本小題是一道聯(lián)系高新科技實(shí)
50、際的題目, 考查考生收集、處理信息和獲取新知識(shí)的能力,考查對(duì)熱力學(xué)第二定律的理解,考查實(shí)驗(yàn)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(duì)稱性。 (2) 制冷機(jī)正常工作時(shí),室內(nèi)工作器從室內(nèi)吸收熱量,同時(shí)將冷風(fēng)向室內(nèi)散發(fā), 室外工作器向外散熱。若將一臺(tái)正在工作的電冰箱的門打開(kāi),盡管它可以不斷地向室內(nèi)釋放冷氣,但同時(shí)冰箱的箱體向室內(nèi)散熱,就整個(gè)房間來(lái)說(shuō),由于外界通過(guò)電流不斷有能量輸入,室內(nèi)的溫度會(huì)不斷升高。 41.如圖所示,把裝有氣體的上端封閉的玻璃 管豎直插入水銀槽內(nèi),管內(nèi)水銀面與槽內(nèi)水 銀面高度差為h,
51、當(dāng)玻璃管緩慢豎直向下插入一些,問(wèn)h怎樣變化?氣體體積怎樣變化?(請(qǐng)用兩種方法解答) 解析:假設(shè)法: 問(wèn)h怎樣改變,實(shí)際上就是問(wèn)被封閉氣體壓強(qiáng)怎樣改變。設(shè)被封閉氣體壓強(qiáng)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(guò)程中,氣體體積將減小,可知壓強(qiáng)增大,顯然h減小,即管內(nèi)水銀面下降,此時(shí)氣體壓強(qiáng)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(lái)討論氣柱長(zhǎng)度變化及被封氣體壓強(qiáng)的變化。 【答案】 h減小,氣體體積也減小 方法技巧
52、 氣體壓強(qiáng)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(qiáng)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(shí),管內(nèi)壓強(qiáng)等于大氣壓,其壓強(qiáng)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(gè)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 ④ 43.如圖所示的圓柱形容器內(nèi)用活塞密封
53、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(qiáng)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(wú)摩擦滑動(dòng),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(gè)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(huì)不同? (2)求在活塞可自由滑動(dòng)時(shí),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
54、 對(duì)活塞用動(dòng)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(jiàn),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
55、①⑥兩式得: h= ⑧ 44.⑴下面列舉五個(gè)熱事實(shí):a.水與酒精混合后體積變?。籦.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(yùn)動(dòng)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(gè)熱事實(shí)的原因:f.分子間存在著引力;g.分子運(yùn)動(dòng)的劇烈程度與溫度有關(guān);h.分子間存在著空隙;i.分子對(duì)物體的碰撞幾率與物體的體積有關(guān);j.壓縮氣體時(shí)對(duì)氣體做功,氣體的內(nèi)能增大,溫度升高。 請(qǐng)你找出熱事實(shí)所對(duì)應(yīng)的熱原因:a— ;b— ;c—??;d— ;e— 。(填代號(hào)) ⑵理想氣體狀
56、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(qǐng)你通過(guò)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(duì)應(yīng),不必寫數(shù)學(xué)表達(dá)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(qiáng)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(qiáng)跟熱力學(xué)溫度成正比。蓋·呂薩克定律:一定質(zhì)量的氣體,在壓強(qiáng)不變的情況下,它的體積跟熱力學(xué)溫度成正比。 45.(1)在以下說(shuō)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
57、都相同的氫氣和氧氣,分子平均動(dòng)能不相同 C.液晶既具有液體的流動(dòng)性,又具有晶體的光學(xué)各向異性特點(diǎn) D.飽和汽壓隨溫度的升高而變小 (2)用油膜法估測(cè)分子大小的實(shí)驗(yàn)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(dāng)?shù)稳雗滴時(shí)體積為V0;③先往邊長(zhǎng)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(zhǔn)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(zhǎng)為a的小正方形的坐標(biāo)紙上,計(jì)算出輪廓范圍內(nèi)正方形的總數(shù)為N.則上述過(guò)
58、程遺漏的步驟是 ▲ ;油酸分子直徑的表達(dá)式d= ▲ . (3)某風(fēng)景區(qū)有一處約50m高的瀑布,甚為壯觀,請(qǐng)估計(jì)瀑布上、下水潭的水溫因瀑布的機(jī)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(guó)物理學(xué)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(jì)串聯(lián)成閉合電路,然后把銅鐵絲的一個(gè)聯(lián)接點(diǎn)放在盛有冰水混合物的容器里保持低溫,另一個(gè)聯(lián)接點(diǎn)放在火焰上加熱
59、,升到很高的溫度時(shí),發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)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(wèn):這一實(shí)驗(yàn)是否違反熱力學(xué)第二定律?簡(jiǎn)述這一過(guò)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(cè)出所封閉理想氣體的壓強(qiáng).開(kāi)始時(shí),活塞處于靜止?fàn)顟B(tài),此時(shí)氣體體積為30cm3,氣壓表讀數(shù)為1.0×105Pa.若用力向下推動(dòng)活塞,使活塞緩慢向下移動(dòng)一段距離,穩(wěn)定后氣壓表讀數(shù)為1.2×105Pa.不計(jì)活塞與氣缸內(nèi)壁間的摩擦,環(huán)境溫度保持不變. ①簡(jiǎn)要說(shuō)明活塞移動(dòng)過(guò)程中,被封閉氣體的吸放熱情況. ②求活塞移動(dòng)后氣體的體積. 解析:(1)不違反,內(nèi)能不可能
60、全部轉(zhuǎn)化為電能,而不產(chǎn)生其他影響.產(chǎn)生電能是因?yàn)楸换鹧婕訜岬你~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(duì)氣體做功,根據(jù)熱力學(xué)第一定律知,氣體放熱. ②根據(jù)玻意耳定律: 活塞移動(dòng)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(dāng)鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)達(dá)到一定值時(shí),氣體就把壓力閥頂起。假定在壓力閥頂起時(shí),停止加熱。 (1)若此時(shí)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)的估算表達(dá)式。 (2)假定在一次放氣過(guò)程中,鍋
61、內(nèi)氣體對(duì)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(qiáng)最大可達(dá)多少?設(shè)壓強(qiáng)每增加3.6×103Pa,水的沸點(diǎn)相應(yīng)增加1℃,則鍋內(nèi)的最高溫度可達(dá)多高?(外界大氣壓強(qiáng)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(xué)第一定律 △U=W+Q=-4J 鍋內(nèi)氣體內(nèi)能減少,減少了4J (3)當(dāng)限壓閥受到的向上的壓力等于限壓閥的重力和大氣壓力的合力時(shí),氣體將排出鍋
62、外,鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)不再升高,壓強(qiáng)達(dá)最大,此時(shí)溫度最高。 鍋內(nèi)最大壓強(qiáng)為 代入數(shù)據(jù)得 p=2.4×105 Pa 此時(shí)水的沸點(diǎn) ℃ 48.當(dāng)質(zhì)量一定的氣體保持體積不變時(shí),氣體的壓強(qiáng) p 與熱力學(xué)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(méi)在熱水中,則高度差 h 將_____ (選填“增大”、“減小”或“不變” ) ,請(qǐng)你運(yùn)用氣體的等容線(即p一 T 圖象)寫出判斷的過(guò)程. 答: ▲ 因P/T=P0/T0 ;△P=K△T
63、 ▲ 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(dǎo)熱性能良好的材料制成的氣體實(shí)驗(yàn)裝置,開(kāi)始時(shí)封閉的空氣柱長(zhǎng)度為20cm,人用豎直向下的力F壓
64、活塞,使空氣柱長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉?lái)的一半,人對(duì)活塞做功l0J,大氣壓強(qiáng)為P0=1×105Pa,不計(jì)活塞的重力.問(wèn): ①若用足夠長(zhǎng)的時(shí)間緩慢壓縮,求壓縮后氣體的壓強(qiáng)多大? ②若以適當(dāng)?shù)乃俣葔嚎s氣體,此過(guò)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(qiáng)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(duì)活塞做功W1=P0S(l0- l)=1J,人做功W2=l0J, 由熱力學(xué)第一定律: △U=W
65、1+W2+Q 將Q=-2J等代人,解出△U=9J 50.(1)分析判斷以下說(shuō)法的正誤,在相應(yīng)的括號(hào)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(qiáng)保持不變,則氣缸單位面積在單位時(shí)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(dòng)性,又具有光學(xué)各向異性 ( ) C.在夏季溫度不太高、相對(duì)濕度較大時(shí),人也容易中暑 ( ) D.能量耗散的過(guò)程就是熵增加的過(guò)程
66、 ( ) (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(gè)水分子。如果一只極小的蟲(chóng)子來(lái)喝水,每分鐘喝進(jìn)6.0×107個(gè)水分子,喝進(jìn)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(xì)胞監(jiān)察和控制的,當(dāng)下丘腦溫度高于37°C時(shí),人體散熱機(jī)制(如血管舒張、出汗等)就活躍起來(lái),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(shí)新陳代謝功率為35W,此人慢步行走時(shí)體溫保持37°C,行走用時(shí)1h出汗約30.2g,試求此人通過(guò)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(shuō)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(dòng)能不相同 C.液晶既具有液體的流動(dòng)性,又具有晶體的光學(xué)各向異性特點(diǎn) D.飽和汽壓隨溫度的升高而變小 (2)用油膜法估測(cè)分子
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