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(dòng)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(dòng)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(shuō)法中正確的是________。 A.空氣中PM2.5的運(yùn)動(dòng)屬于分子熱運(yùn)動(dòng) 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(wú)摩擦,外界大氣壓強(qiáng)保持不變。當(dāng)氣體的溫度升高時(shí),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 ①在壓力閥被頂起前,停止加熱。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,計(jì)算鍋內(nèi)氣體的分子數(shù); ②在壓力閥被頂起后,停止加熱。假設(shè)放氣過(guò)程中氣體對(duì)外界做功為W0,并向外界釋放了Q0的熱量。求該過(guò)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(dòng)是由于來(lái)自空氣分子的各個(gè)方向的撞擊不平衡所引起的,屬于布朗運(yùn)動(dòng),不屬于分子熱運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)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(shì),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(chǎng)、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(shí)線所示,可見(jiàn)D錯(cuò)誤。 (2)由題意知?dú)怏w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(dòng)能、單位體積內(nèi)分子數(shù)(即數(shù)密度),溫度升高時(shí)分子平均動(dòng)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)①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:n=NA ②由熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q得:ΔU=-W0-Q0 答案 (1)BC (2)增大;溫度升高時(shí),分子平均動(dòng)能增大,只有氣體的體積同時(shí)增大使分子的密集程度減小,才能保持壓強(qiáng)不變。 (3)①NA?、冢璚0-Q0 2.(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(shuō)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(duì)較少 D.從微觀角度看,氣體壓強(qiáng)只與分子平均動(dòng)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。現(xiàn)抽去隔板,左室氣體向右室擴(kuò)散,最終達(dá)到平衡。這個(gè)過(guò)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(shí)只充到其極限體積的。將充好氣的氫氣球釋放,上升過(guò)程中,隨著大氣壓減小,氣球會(huì)膨脹,達(dá)到極限體積時(shí)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: ①氣球達(dá)到極限體積時(shí)氣體的壓強(qiáng); ②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(huì)擴(kuò)散到鉛片中,鉛也會(huì)擴(kuò)散到金片中,說(shuō)明擴(kuò)散現(xiàn)象也能發(fā)生在固體中,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;粉碎后巖鹽的晶體結(jié)構(gòu)沒(méi)有被破壞,仍然是晶體,選項(xiàng)B錯(cuò)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(duì)較少,選項(xiàng)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(dòng)能,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 (2)因?yàn)槿萜鹘^熱,故無(wú)熱交換,即Q=0,氣體自由膨脹,不受外界阻礙,所以氣體不對(duì)環(huán)境做功,即W=0,據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=Q+W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(dòng)能,自由膨脹前后,氣體的溫度不變,故氣體分子的平均動(dòng)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)①設(shè)極限體積時(shí)氣體的壓強(qiáng)為p1,由玻意耳定律有p0V0=p1V1 代入數(shù)據(jù)解得p1=p0=675 mmHg ②氣球能上升的最大高度h=(750-675)12 m=900 m 答案 (1)C (2)變小 不變 (3)①675 mmHg?、?00 m 3.(1)下列說(shuō)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(dòng)動(dòng)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 =T-273.15 D.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(guò)程到狀態(tài)B,再經(jīng)等壓過(guò)程到狀態(tài)C。設(shè)A、B、C狀態(tài)對(duì)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(guò)程氣體________熱(填“吸”、“放”)。 圖4 (3)某教室的空間體積約為120m3。試計(jì)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)NA=6.01023mol-1,標(biāo)準(zhǔn)狀況下摩爾體積V0=22.410-3m3。(計(jì)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(xiàng)錯(cuò)誤;物體中所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和勢(shì)能的總和叫做物體的內(nèi)能,B項(xiàng)錯(cuò)誤;熱力溫度T與攝氏溫度t的關(guān)系為t=T-273.15,C項(xiàng)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(xiàng)正確。 (2)從A→B狀態(tài),由查理定律得=① 從B→C狀態(tài)由蓋呂薩克定律得=② 聯(lián)立①②式解得TA=TC 由②式知TC=3TB,則氣體的內(nèi)能增大,氣體膨脹對(duì)外做功,由熱力學(xué)第一定律知,氣體吸熱。 (3)分子數(shù)N=NA=6.01023個(gè)=31027個(gè) 答案 (1)CD (2) 吸 (3)31027個(gè) 4.(1)下列說(shuō)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(dòng)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(guò)程中,分子平均動(dòng)能增大 D.油膜法測(cè)定油酸分子直徑時(shí),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(gè)空氣分子,空氣分子間的平均距離為_(kāi)_______。 (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?,F(xiàn)使汽缸內(nèi)氣體溫度從27 ℃緩慢升高到87 ℃,此過(guò)程中氣體對(duì)活塞做功240 J,內(nèi)能增加了60 J?;钊c汽缸間無(wú)摩擦、不漏氣,且不計(jì)氣體的重力,活塞可以緩慢自由滑動(dòng)。求: 圖5 ①缸內(nèi)氣體從外界吸收了多少熱量? ②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)①由熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q Q=ΔU-W=60 J-(-240 J)=300 J ②===1.2。 答案 (1)AB (2) (3)①300 J?、?.2 5.(1)下列說(shuō)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(shí),分子勢(shì)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(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的速率有大有小,所以分子速率分布沒(méi)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ρ。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_(kāi)_______。實(shí)驗(yàn)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_(kāi)_______。 (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(shí)的體積為1.010-3 m3。求: 圖6 ①該氣體在狀態(tài)B時(shí)的體積; ②該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過(guò)程中,氣體與外界傳遞的熱量。 解析 (3)①氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B是等壓變化,有=, 代入得:VB=1.210-3 m3。 ②從狀態(tài)A到狀態(tài)B是等壓變化,整個(gè)過(guò)程外界對(duì)氣體做功為W=-pΔV=-11050.210-3 J=-20 J 根據(jù)熱力學(xué)第一定律得ΔU=Q+W, 代入數(shù)據(jù)得:Q=30 J 故氣體從外界吸收了30 J熱量。 答案 (1)AB (2)NA (3)①1.210-3m3?、谖?0 J的熱量 6.(xx南京市高三質(zhì)量檢測(cè))以下說(shuō)法中正確的是________。 A.系統(tǒng)在吸收熱量時(shí)內(nèi)能一定增加 B.懸浮在空氣中做布朗運(yùn)動(dòng)的PM2.5微粒,氣溫越高,運(yùn)動(dòng)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(shí)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(méi)有斷,說(shuō)明此時(shí)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(yáng)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 = 6.021023mol-1,水的摩爾質(zhì)量為1.810-2 kg/mol 。則2 g水分解后得到氫氣分子總數(shù)________個(gè);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A→B、B→C、C→A三個(gè)變化過(guò)程,TA=300 K,氣體從C→A的過(guò)程中做功為100 J,同時(shí)吸熱250 J,已知?dú)怏w的內(nèi)能與溫度成正比。求: 圖7 ①氣體處于C狀態(tài)時(shí)的溫度TC; ②氣體處于C狀態(tài)時(shí)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(xiàng)錯(cuò)誤;氣溫越高,布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈,B項(xiàng)正確;封閉容器中的理想氣體,若溫度不變,則分子的平均動(dòng)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(shí)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(xiàng)對(duì),用力拉鐵棒的兩端,鐵棒沒(méi)有斷,說(shuō)明分子間的引力大于斥力,對(duì)外表現(xiàn)為引力,D項(xiàng)錯(cuò)。 (2)2 g水的分子數(shù)N=NA=6.021023個(gè)=6.71022個(gè) 氫氣燃燒所放出的能量E=E0=2.858105 J=3.2104 J (3)①對(duì)氣體從A到C由蓋呂薩克定律得=① 解得C狀態(tài)的溫度TC=TA=150 K② ②從C到A對(duì)氣體由熱力學(xué)第一定律得 UA-UC=Q+W=250 J-100 J=150 J③ 由題意得=④ 聯(lián)立②③④式解得UC=150 J 答案 (1)BC (2)6.71022 3.2104 (3)①150 K?、?50 J- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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