高考物理二輪復(fù)習(xí) 訓(xùn)練15 專題七 分子動(dòng)理論 氣體及熱力學(xué)定律

訓(xùn)練15分子動(dòng)理論氣體及熱力學(xué)定律1(8分)(多選)如圖所示是氧氣在0和100兩種不同情況下，各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比與分子速率間的關(guān)系由圖可知()A100的氧氣速率大的分子比例較多B0時(shí)對(duì)應(yīng)的具有最大比例的速率區(qū)間的峰值速率較大C0和100氧氣分子速率都呈現(xiàn)“中間多，兩頭少”的分布特點(diǎn)D在0時(shí)，部分分子速率比較大，說(shuō)明內(nèi)部有溫度較高的區(qū)域E在0和100兩種不同情況下各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比與分子速率間的關(guān)系圖線與橫軸所圍面積相等解析：由題圖可知，溫度為100的氧氣速率大的分子所占比例較多，選項(xiàng)A對(duì)；具有最大比例的速率區(qū)間是指曲線峰值附近對(duì)應(yīng)的速率，顯然，100時(shí)對(duì)應(yīng)的峰值速率大，選項(xiàng)B錯(cuò)；同一溫度下，氣體分子速率分布總呈“中間多，兩頭少”的分布特點(diǎn)，即速率處中等的分子所占比例最大，速率特大特小的分子所占比例均比較小，選項(xiàng)C對(duì)；溫度升高時(shí)，速率大的分子數(shù)比例較大，在0時(shí)，部分分子速率較大，不能說(shuō)明內(nèi)部有溫度較高的區(qū)域，選項(xiàng)D錯(cuò)；在0和100兩種不同情況下各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比與分子速率間的關(guān)系圖線與橫軸所圍面積都應(yīng)該等于1，即相等，選項(xiàng)E對(duì)答案：ACE2(8分)(多選)一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷三個(gè)過(guò)程ab、bc、ca回到原狀態(tài)，其pT圖象如圖所示下列判斷正確的是()A過(guò)程ab中氣體一定吸熱B過(guò)程bc中氣體既不吸熱也不放熱C過(guò)程ca中外界對(duì)氣體所做的功等于氣體所放的熱Da、b和c三個(gè)狀態(tài)中，狀態(tài)a分子的平均動(dòng)能最小Eb和c兩個(gè)狀態(tài)中，容器壁單位面積單位時(shí)間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同解析：過(guò)程ab中，理想氣體做等容變化，溫度升高，理想氣體的內(nèi)能增大，氣體一定吸熱，選項(xiàng)A正確；過(guò)程bc中，理想氣體做等溫變化，壓強(qiáng)減小，容器壁單位面積單位時(shí)間內(nèi)受到分子撞擊的次數(shù)減小，選項(xiàng)E正確；而體積變大，氣體對(duì)外做功，氣體一定吸熱，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；過(guò)程ca中，理想氣體的壓強(qiáng)不變，溫度降低，內(nèi)能減小，體積減小，外界對(duì)氣體做功，氣體對(duì)外放出的熱量大于外界對(duì)氣體做的功，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)上述三個(gè)過(guò)程可知：在a、b、c三個(gè)狀態(tài)中，狀態(tài)a的溫度最低，根據(jù)溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，其分子的平均動(dòng)能最小，選項(xiàng)D正確答案：ADE3(8分)(多選)下列說(shuō)法中正確的是()A氣體放出熱量，其分子的平均動(dòng)能可能增大B布朗運(yùn)動(dòng)不是液體分子的運(yùn)動(dòng)，但它可以說(shuō)明分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)C當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子力和分子勢(shì)能總是隨分子間距離的減小而增大D第二類永動(dòng)機(jī)不違反能量守恒定律，但違反了熱力學(xué)第一定律E某氣體的摩爾體積為V，每個(gè)分子的體積為V0，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為NA解析：氣體放出熱量，若外界對(duì)氣體做功，溫度升高，其分子的平均動(dòng)能增大，故A正確；布朗運(yùn)動(dòng)不是液體分子的運(yùn)動(dòng)，但它可以說(shuō)明液體分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，故B正確；當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子力和分子勢(shì)能總是隨分子間距離的減小而增大，故C正確；第二類永動(dòng)機(jī)不違反能量守恒定律，但違反了熱力學(xué)第二定律，故D錯(cuò)誤；某固體或液體的摩爾體積為V，每個(gè)分子的體積為V0，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為NA，而對(duì)氣體此式不成立，故E錯(cuò)誤答案：ABC4(20分)(1)(多選)重慶出租車常以天然氣作為燃料，加氣站儲(chǔ)氣罐中天然氣的溫度隨氣溫升高的過(guò)程中，若儲(chǔ)氣罐內(nèi)氣體體積及質(zhì)量均不變，則罐內(nèi)氣體(可視為理想氣體)()A壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減小B吸收熱量，內(nèi)能增大C壓強(qiáng)變大，分子平均動(dòng)能增大D對(duì)外做功，分子平均動(dòng)能減小E對(duì)外不做功，分子平均動(dòng)能增大(2)“拔火罐”是一種中醫(yī)療法，為了探究“火罐”的“吸力”，某人設(shè)計(jì)了如圖實(shí)驗(yàn)圓柱狀汽缸(橫截面積為S)被固定在鐵架臺(tái)上，輕質(zhì)活塞通過(guò)細(xì)線與重物m相連，將一團(tuán)燃燒的輕質(zhì)酒精棉球從缸底的開關(guān)K處扔到汽缸內(nèi)，酒精棉球熄滅時(shí)(設(shè)此時(shí)缸內(nèi)溫度為t)密閉開關(guān)K，此時(shí)活塞下的細(xì)線剛好拉直且拉力為零，而這時(shí)活塞距缸底為L(zhǎng).由于汽缸傳熱良好，重物被吸起，最后重物穩(wěn)定在距地面處已知環(huán)境溫度為27不變，與大氣壓強(qiáng)相當(dāng)，汽缸內(nèi)的氣體可看做理想氣體，求t值解析：(1)儲(chǔ)氣罐內(nèi)氣體體積及質(zhì)量均不變，溫度升高，氣體從外界吸收熱量，分子平均動(dòng)能增大，內(nèi)能增大，壓強(qiáng)變大因氣體體積不變，故外界對(duì)氣體不做功，B、C、E正確(2)對(duì)汽缸內(nèi)封閉氣體研究，狀態(tài)：p1p0，V1LS，T1(273t)K狀態(tài)：p2p0p0，V2LS，T2300 K由理想氣體狀態(tài)方程：故t127答案：(1)BCE(2)1275(14分)如圖所示，長(zhǎng)為31 cm內(nèi)徑均勻的細(xì)玻璃管開口向上豎直放置，管內(nèi)水銀柱的上端正好與管口齊平，封閉氣體的長(zhǎng)度為10 cm，溫度為27，外界大氣壓強(qiáng)不變?nèi)舭巡ＡЧ茉谪Q直平面內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)至開口豎直向下，這時(shí)留在管內(nèi)的水銀柱長(zhǎng)為15 cm，求：(1)大氣壓強(qiáng)p0的值；(2)緩慢轉(zhuǎn)回到開口豎直向上，再對(duì)管內(nèi)氣體加熱，當(dāng)溫度緩慢升高到多少攝氏度時(shí)，水銀柱的上端恰好重新與管口齊平解析：(1)初態(tài)時(shí)氣體壓強(qiáng)為p1p021 cmHgV110S，T1300 K開口向下穩(wěn)定時(shí)壓強(qiáng)為p2p015 cmHg體積為V216S，T2300 K氣體發(fā)生等溫變化，由玻意耳定律：p1V1p2V2得：p075 cmHg(2)當(dāng)開口向上穩(wěn)定時(shí)p3(7515) cmHg90 cmHgV3(3115)S16S根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程：解得：T3450 K，即t177.答案：(1)75 cmHg(2)1776(15分)在做“用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中，所用油酸酒精溶液的濃度為每1104 mL溶液中有純油酸6 mL，用注射器測(cè)得1 mL上述溶液為75滴把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用筆在玻璃板上描出油酸的輪廓形狀，再把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀如圖所示，坐標(biāo)中正方形方格的邊長(zhǎng)為1 cm，試求：(1)油酸膜的面積是_cm2.(2)每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是_mL.(3)按以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估測(cè)出油酸分子直徑為_m解析：數(shù)描出的油酸的輪廓中的方格數(shù)，大于半格的算一格，小于半格的舍去，得出油酸膜的面積是S161 cm2.油酸酒精溶液的體積濃度為，每滴油酸酒精溶液體積為 mL，每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是V mL8106 mL，估測(cè)出油酸分子直徑為d51010 m.答案：(1)161(159163均可)(2)8106(3) 510107(12分)回?zé)崾街评錂C(jī)是一種深低溫設(shè)備，制冷極限約50 K某臺(tái)設(shè)備工作時(shí)，一定量的氦氣(可視為理想氣體)緩慢經(jīng)歷如圖所示的四個(gè)過(guò)程：從狀態(tài)A到B和C到D是等溫過(guò)程，溫度分別為t127和t2133；從狀態(tài)B到C和D到A是等容過(guò)程，體積分別為V0和5V0.求狀態(tài)B與D的壓強(qiáng)之比解析：A到B、C到D均為等溫變化，則TB300 K，TD140 K由理想氣體狀態(tài)方程有可得：答案：8(15分)如圖所示，導(dǎo)熱的圓柱形汽缸放置在水平桌面上，橫截面積為S、質(zhì)量為m1的活塞封閉著一定質(zhì)量的氣體(可視為理想氣體)，活塞與汽缸間無(wú)摩擦且不漏氣總質(zhì)量為m2的砝碼盤(含砝碼)通過(guò)左側(cè)豎直的細(xì)繩與活塞相連當(dāng)環(huán)境溫度為T時(shí)，活塞離缸底的高度為h.現(xiàn)使環(huán)境溫度緩慢降為，求：(1)當(dāng)活塞再次平衡時(shí)，活塞離缸底的高度是多少？(2)保持環(huán)境溫度為不變，在砝碼盤中添加質(zhì)量為m的砝碼時(shí)，活塞返回到高度為h處，求大氣壓強(qiáng)解析：(1)環(huán)境溫度緩慢降低過(guò)程中，汽缸中氣體壓強(qiáng)不變，初始時(shí)溫度為T1T，體積為V1hS，變化后溫度為T2，體積為V2h2S，由蓋呂薩克定律得，解得h2.(2)設(shè)大氣壓強(qiáng)為p0，初始時(shí)體積V2h2S，p2p0，變化后體積V3hS，p3p0，由玻意耳定律得p2V2p3V3，解得p0.答案：(1)(2)