2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題六 選考部分 第13講 分子動理論 氣體及熱力學(xué)定律提升訓(xùn)練.doc
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2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題六 選考部分 第13講 分子動理論 氣體及熱力學(xué)定律提升訓(xùn)練.doc
2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題六 選考部分 第13講 分子動理論 氣體及熱力學(xué)定律提升訓(xùn)練1.(xx蘇北四市高三調(diào)研)(1)下列說法中正確的是_。A.空氣中PM2.5的運(yùn)動屬于分子熱運(yùn)動B.露珠成球形是由于液體表面張力的作用C.液晶顯示屏是利用液晶的光學(xué)各向異性制成的D.分子間相互作用力隨著分子間距離的增大而減小(2)如圖1所示,一定質(zhì)量的理想氣體被活塞密封在一容器中,活塞與容器壁間無摩擦,外界大氣壓強(qiáng)保持不變。當(dāng)氣體的溫度升高時,氣體體積_(選填“增大”、“減小”或“不變”),從微觀角度看,產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是_。圖1(3)某壓力鍋結(jié)構(gòu)如圖2所示。蓋好密封鍋蓋,將壓力閥套在出氣孔上,給壓力鍋加熱。圖2在壓力閥被頂起前,停止加熱。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,計算鍋內(nèi)氣體的分子數(shù);在壓力閥被頂起后,停止加熱。假設(shè)放氣過程中氣體對外界做功為W0,并向外界釋放了Q0的熱量。求該過程鍋內(nèi)原有氣體內(nèi)能的變化量。解析(1)空氣中PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物,其運(yùn)動是由于來自空氣分子的各個方向的撞擊不平衡所引起的,屬于布朗運(yùn)動,不屬于分子熱運(yùn)動,故A錯誤;液體表面的分子的距離r>r0,分子力表現(xiàn)為引力,即有縮小到最小面積的趨勢,液體的表面層就像張緊的橡皮膜而表現(xiàn)出表面張力,宏觀上表現(xiàn)為液體表面張力,故B正確;液晶的光學(xué)性質(zhì)隨溫度、所加電場、所加電壓的變化而變化,液晶顯示屏就是利用液晶的這種光學(xué)各向異性制成的,故C正確;分子間相互作用力隨著分子間距離的變化如圖中實線所示,可見D錯誤。(2)由題意知氣體發(fā)生等壓變化,一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)大小取決于氣體分子的平均動能、單位體積內(nèi)分子數(shù)(即數(shù)密度),溫度升高時分子平均動能增大,所以單位體積內(nèi)分子數(shù)就得減小,則氣體的體積增大。(3)物質(zhì)的量等于總體積除以摩爾體積,分子數(shù)等于物質(zhì)的量與阿伏加德羅常數(shù)的積,設(shè)分子數(shù)為n,故有:nNA由熱力學(xué)第一定律UWQ得:UW0Q0答案(1)BC(2)增大;溫度升高時,分子平均動能增大,只有氣體的體積同時增大使分子的密集程度減小,才能保持壓強(qiáng)不變。(3)NAW0Q02.(xx南通市、揚(yáng)州市、泰州市、宿遷市高三第二次調(diào)研)(1)下列說法中正確的是_。A.擴(kuò)散現(xiàn)象只能發(fā)生在氣體和液體中B.巖鹽是立方體結(jié)構(gòu),粉碎后的巖鹽不再是晶體C.地球大氣的各種氣體分子中氫分子質(zhì)量小,其平均速率較大,更容易掙脫地球吸引而逃逸,因此大氣中氫含量相對較少D.從微觀角度看,氣體壓強(qiáng)只與分子平均動能有關(guān)(2)如圖3所示,一隔板將絕熱容器分成容積相等的兩部分,左半部分充有理想氣體,右半部分是真空?,F(xiàn)抽去隔板,左室氣體向右室擴(kuò)散,最終達(dá)到平衡。這個過程叫作絕熱自由膨脹。膨脹后,氣體的壓強(qiáng)_(填“變大”“變小”或“不變”),溫度_(填“變大”“變小”或“不變”)。圖3(3)節(jié)日兒童玩耍的氫氣球充氣時只充到其極限體積的。將充好氣的氫氣球釋放,上升過程中,隨著大氣壓減小,氣球會膨脹,達(dá)到極限體積時爆炸。已知地面的大氣壓強(qiáng)為750 mmHg(毫米汞柱),大氣壓強(qiáng)隨海拔的變化規(guī)律是:每升高12 m,大氣壓強(qiáng)減小1 mmHg。假定在氣球上升高度內(nèi)大氣溫度是恒定的,氣球內(nèi)外壓強(qiáng)相等,求:氣球達(dá)到極限體積時氣體的壓強(qiáng);氣球能上升的最大高度。解析(1)把金片和鉛片壓在一起,金會擴(kuò)散到鉛片中,鉛也會擴(kuò)散到金片中,說明擴(kuò)散現(xiàn)象也能發(fā)生在固體中,選項A錯誤;粉碎后巖鹽的晶體結(jié)構(gòu)沒有被破壞,仍然是晶體,選項B錯誤;氫分子質(zhì)量小,相同溫度條件下,其分子平均速率大,故氫氣更容易掙脫地球吸引而逃逸,所以大氣中氫含量相對較少,選項C正確;從微觀角度看,氣體壓強(qiáng)取決于單位體積內(nèi)氣體分子的數(shù)目和氣體分子的平均動能,選項D錯誤。(2)因為容器絕熱,故無熱交換,即Q0,氣體自由膨脹,不受外界阻礙,所以氣體不對環(huán)境做功,即W0,據(jù)熱力學(xué)第一定律UQW可知,氣體的內(nèi)能不變,即氣體的溫度不變;從微觀角度看,氣體壓強(qiáng)取決于單位體積內(nèi)氣體分子的數(shù)目和氣體分子的平均動能,自由膨脹前后,氣體的溫度不變,故氣體分子的平均動能不變,但由于氣體體積增大,導(dǎo)致單位體積內(nèi)氣體分子數(shù)目減少,故氣體壓強(qiáng)變小。(3)設(shè)極限體積時氣體的壓強(qiáng)為p1,由玻意耳定律有p0V0p1V1代入數(shù)據(jù)解得p1p0675 mmHg氣球能上升的最大高度h(750675)12 m900 m答案(1)C(2)變小不變(3)675 mmHg900 m3.(1)下列說法正確的是_。A.懸浮在液體中的微粒越小,受到液體分子的撞擊就越容易平衡B.物體中所有分子的熱運(yùn)動動能的總和叫做物體的內(nèi)能C.熱力學(xué)溫度T與攝氏溫度t的關(guān)系為t T273.15D.液體表面的分子距離大于分子間的平衡距離,使得液面有表面張力(2)圖4為一定質(zhì)量理想氣體的壓強(qiáng)p與體積V的關(guān)系圖象,它由狀態(tài)A經(jīng)等容過程到狀態(tài)B,再經(jīng)等壓過程到狀態(tài)C。設(shè)A、B、C狀態(tài)對應(yīng)的溫度分別為TA、TB、TC,則TA_TC。從狀態(tài)B到狀態(tài)C過程氣體_熱(填“吸”、“放”)。圖4(3)某教室的空間體積約為120m3。試計算在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,教室里空氣分子數(shù)。已知:阿伏加德羅常數(shù)NA6.01023mol1,標(biāo)準(zhǔn)狀況下摩爾體積V022.4103m3。(計算結(jié)果保留一位有效數(shù)字)解析(1)懸浮在液體的微粒越小,受到液體分子的撞擊就越不易平衡,A項錯誤;物體中所有分子熱運(yùn)動的動能和勢能的總和叫做物體的內(nèi)能,B項錯誤;熱力溫度T與攝氏溫度t的關(guān)系為tT273.15,C項正確;液體表面的分子距離大于分子間的平均距離,使得液體表面有表面張力,D項正確。(2)從AB狀態(tài),由查理定律得從BC狀態(tài)由蓋呂薩克定律得聯(lián)立式解得TATC由式知TC3TB,則氣體的內(nèi)能增大,氣體膨脹對外做功,由熱力學(xué)第一定律知,氣體吸熱。(3)分子數(shù)NNA6.01023個31027個答案(1)CD(2)吸(3)31027個4.(1)下列說法正確的是_。A.晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化B.布朗運(yùn)動是由于液體分子撞擊的不平衡引起的C.0 的冰融化成0 的水的過程中,分子平均動能增大D.油膜法測定油酸分子直徑時,用一滴油酸酒精溶液的體積除以油膜的面積就得到油酸分子的直徑(2)某冰箱冷藏室容積為V,已知此狀態(tài)下空氣的摩爾體積為Vmol,阿伏加德羅常數(shù)為NA,則該冷藏室內(nèi)有_個空氣分子,空氣分子間的平均距離為_。(3)如圖5所示的導(dǎo)熱汽缸固定于水平面上,缸內(nèi)用活塞密封一定質(zhì)量的理想氣體,外界大氣壓強(qiáng)保持不變。現(xiàn)使汽缸內(nèi)氣體溫度從27 緩慢升高到87 ,此過程中氣體對活塞做功240 J,內(nèi)能增加了60 J。活塞與汽缸間無摩擦、不漏氣,且不計氣體的重力,活塞可以緩慢自由滑動。求:圖5缸內(nèi)氣體從外界吸收了多少熱量?升溫后缸內(nèi)氣體體積是升溫前氣體體積的多少倍?解析(3)由熱力學(xué)第一定律UWQQUW60 J(240 J)300 J1.2。答案(1)AB(2)(3)300 J1.25.(1)下列說法正確的是_。A.同種物質(zhì)可能以晶體或非晶體兩種形態(tài)出現(xiàn)B.冰融化為同溫度的水時,分子勢能增加C.分子間引力隨距離增大而減小,而斥力隨距離增大而增大D.大量分子做無規(guī)則運(yùn)動的速率有大有小,所以分子速率分布沒有規(guī)律(2)已知二氧化碳摩爾質(zhì)量為M,阿伏加德羅常數(shù)為NA,在海面處容器內(nèi)二氧化碳?xì)怏w的密度為。現(xiàn)有該狀態(tài)下體積為V的二氧化碳,則含有的分子數(shù)為_。實驗表明,在2 500 m深海中,二氧化碳濃縮成近似固體的硬膠體。將二氧化碳分子看作直徑為D的球,則該容器內(nèi)二氧化碳?xì)怏w全部變成硬膠體后體積約為_。(3)如圖6所示,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B,內(nèi)能增加了10 J。已知該氣體在狀態(tài)A時的體積為1.0103 m3。求:圖6該氣體在狀態(tài)B時的體積;該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程中,氣體與外界傳遞的熱量。解析(3)氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B是等壓變化,有,代入得:VB1.2103 m3。從狀態(tài)A到狀態(tài)B是等壓變化,整個過程外界對氣體做功為WpV11050.2103 J20 J根據(jù)熱力學(xué)第一定律得UQW,代入數(shù)據(jù)得:Q30 J故氣體從外界吸收了30 J熱量。答案(1)AB(2)NA(3)1.2103m3吸收30 J的熱量6.(xx南京市高三質(zhì)量檢測)以下說法中正確的是_。A.系統(tǒng)在吸收熱量時內(nèi)能一定增加B.懸浮在空氣中做布朗運(yùn)動的PM2.5微粒,氣溫越高,運(yùn)動越劇烈C.封閉容器中的理想氣體,若溫度不變,體積減半,則單位時間內(nèi)氣體分子在容器壁單位面積上碰撞的次數(shù)加倍,氣體的壓強(qiáng)加倍D.用力拉鐵棒的兩端,鐵棒沒有斷,說明此時分子間只存在引力而不存在斥力(2)常溫水中用氧化鈦晶體和鉑黑作電極,在太陽光照射下分解水,可以從兩電極上分別獲得氫氣和氧氣。已知分解1 mol的水可得到1 mol氫氣,1 mol氫氣完全燃燒可以放出2.858 105 J的能量,阿伏加德羅常數(shù)NA 6.021023mol1,水的摩爾質(zhì)量為1.8102 kg/mol 。則2 g水分解后得到氫氣分子總數(shù)_個;2 g水分解后得到的氫氣完全燃燒所放出的能量_J。(均保留兩位有效數(shù)字)(3)一定質(zhì)量理想氣體經(jīng)歷如圖7所示的AB、BC、CA三個變化過程,TA300 K,氣體從CA的過程中做功為100 J,同時吸熱250 J,已知氣體的內(nèi)能與溫度成正比。求:圖7氣體處于C狀態(tài)時的溫度TC;氣體處于C狀態(tài)時內(nèi)能UC。解析(1)改變物體的內(nèi)能有兩種途徑,做功和熱傳遞,A項錯誤;氣溫越高,布朗運(yùn)動越劇烈,B項正確;封閉容器中的理想氣體,若溫度不變,則分子的平均動能不變,體積減半,單位體積內(nèi)氣體分子數(shù)加倍,則單位時間內(nèi)氣體分子在容器壁單位面上碰撞的次數(shù)加倍,氣體壓強(qiáng)加倍,C項對,用力拉鐵棒的兩端,鐵棒沒有斷,說明分子間的引力大于斥力,對外表現(xiàn)為引力,D項錯。(2)2 g水的分子數(shù)NNA6.021023個6.71022個氫氣燃燒所放出的能量EE02.858105 J3.2104 J(3)對氣體從A到C由蓋呂薩克定律得解得C狀態(tài)的溫度TCTA150 K從C到A對氣體由熱力學(xué)第一定律得UAUCQW250 J100 J150 J由題意得聯(lián)立式解得UC150 J答案(1)BC(2)6.710223.2104(3)150 K150 J