2019年高考物理大二輪復(fù)習(xí) 專題訓(xùn)練八 第1課時(shí) 熱學(xué).doc

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2019年高考物理大二輪復(fù)習(xí) 專題訓(xùn)練八 第1課時(shí) 熱學(xué)專題定位本專題用三課時(shí)分別解決選修33、34、35中高頻考查問(wèn)題，高考對(duì)本部分內(nèi)容考查的重點(diǎn)和熱點(diǎn)有：選修33：分子大小的估算；對(duì)分子動(dòng)理論內(nèi)容的理解；物態(tài)變化中的能量問(wèn)題；氣體實(shí)驗(yàn)定律的理解和簡(jiǎn)單計(jì)算；固、液、氣三態(tài)的微觀解釋和理解；熱力學(xué)定律的理解和簡(jiǎn)單計(jì)算；用油膜法估測(cè)分子大小等內(nèi)容選修34：波的圖象；波長(zhǎng)、波速和頻率及其相互關(guān)系；光的折射及全反射；光的干涉、衍射及雙縫干涉實(shí)驗(yàn)；簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及振動(dòng)圖象；電磁波的有關(guān)性質(zhì)選修35：動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用；原子的能級(jí)躍遷；原子核的衰變規(guī)律；核反應(yīng)方程的書寫；質(zhì)量虧損和核能的計(jì)算；原子物理部分的物理學(xué)史和、三種射線的特點(diǎn)及應(yīng)用等應(yīng)考策略選修33內(nèi)容瑣碎、考查點(diǎn)多，復(fù)習(xí)中應(yīng)以四塊知識(shí)(分子動(dòng)理論、從微觀角度分析固體、液體、氣體的性質(zhì)、氣體實(shí)驗(yàn)定律、熱力學(xué)定律)為主干，梳理出知識(shí)點(diǎn)，進(jìn)行理解性記憶選修34內(nèi)容復(fù)習(xí)時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)基本概念和規(guī)律的理解，抓住波的傳播和圖象、光的折射定律這兩條主線，強(qiáng)化訓(xùn)練、提高對(duì)典型問(wèn)題的分析能力選修35涉及的知識(shí)點(diǎn)多，而且多是科技前沿的知識(shí)，題目新穎，但難度不大，因此應(yīng)加強(qiáng)對(duì)基本概念和規(guī)律的理解，抓住動(dòng)量守恒定律和核反應(yīng)兩條主線，強(qiáng)化典型題目的訓(xùn)練，提高分析綜合題目的能力第1課時(shí)熱學(xué)1分子動(dòng)理論(1)分子大小阿伏加德羅常數(shù)：NA6.021023 mol1.分子體積：V0(占有空間的體積)分子質(zhì)量：m0.油膜法估測(cè)分子的直徑：d.(2)分子熱運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)：擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散現(xiàn)象特點(diǎn)：溫度越高，擴(kuò)散越快布朗運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：液體內(nèi)固體小顆粒永不停息、無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，顆粒越小、溫度越高，運(yùn)動(dòng)越劇烈(3)分子間的相互作用力和分子勢(shì)能分子力：分子間引力與斥力的合力分子間距離增大，引力和斥力均減??；分子間距離減小，引力和斥力均增大，但斥力總比引力變化得快分子勢(shì)能：分子力做正功，分子勢(shì)能減?。环肿恿ψ鲐?fù)功，分子勢(shì)能增大；當(dāng)分子間距為r0(分子間的距離為r0時(shí)，分子間作用的合力為0)時(shí)，分子勢(shì)能最小2固體和液體(1)晶體和非晶體的分子結(jié)構(gòu)不同，表現(xiàn)出的物理性質(zhì)不同晶體具有確定的熔點(diǎn)單晶體表現(xiàn)出各向異性，多晶體和非晶體表現(xiàn)出各向同性晶體和非晶體在適當(dāng)?shù)臈l件下可以相互轉(zhuǎn)化(2)液晶是一種特殊的物質(zhì)狀態(tài)，所處的狀態(tài)介于固態(tài)和液態(tài)之間液晶具有流動(dòng)性，在光學(xué)、電學(xué)物理性質(zhì)上表現(xiàn)出各向異性(3)液體的表面張力使液體表面具有收縮到最小的趨勢(shì)，表面張力的方向跟液面相切3氣體實(shí)驗(yàn)定律(1)等溫變化：pVC或p1V1p2V2；(2)等容變化：C或；(3)等壓變化：C或；(4)理想氣體狀態(tài)方程：C或.4熱力學(xué)定律(1)物體內(nèi)能變化的判定：溫度變化引起分子平均動(dòng)能的變化；體積變化，分子間的分子力做功，引起分子勢(shì)能的變化(2)熱力學(xué)第一定律公式：UWQ；符號(hào)規(guī)定：外界對(duì)系統(tǒng)做功，W0；系統(tǒng)對(duì)外界做功，W0；系統(tǒng)向外界放出熱量，Q0；系統(tǒng)內(nèi)能減少，U0.(3)熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律的表述：熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體(按熱傳遞的方向性表述)不可能從單一熱庫(kù)吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響(按機(jī)械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性表述)第二類永動(dòng)機(jī)是不可能制成的兩種微觀模型(1)球體模型(適用于固體、液體)：一個(gè)分子的體積V0()3d3，d為分子的直徑(2)立方體模型(適用于氣體)：一個(gè)分子占據(jù)的平均空間V0d3，d為分子間的距離.考向1熱學(xué)基本規(guī)律與微觀量計(jì)算的組合例1(xx江蘇12A)一種海浪發(fā)電機(jī)的氣室如圖1所示工作時(shí)，活塞隨海浪上升或下降，改變氣室中空氣的壓強(qiáng)，從而驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣閥門和出氣閥門打開或關(guān)閉氣室先后經(jīng)歷吸入、壓縮和排出空氣的過(guò)程，推動(dòng)出氣口處的裝置發(fā)電氣室中的空氣可視為理想氣體圖1(1)下列對(duì)理想氣體的理解，正確的有_A理想氣體實(shí)際上并不存在，只是一種理想模型B只要?dú)怏w壓強(qiáng)不是很高就可視為理想氣體C一定質(zhì)量的某種理想氣體的內(nèi)能與溫度、體積都有關(guān)D在任何溫度、任何壓強(qiáng)下，理想氣體都遵循氣體實(shí)驗(yàn)定律(2)壓縮過(guò)程中，兩個(gè)閥門均關(guān)閉若此過(guò)程中，氣室中的氣體與外界無(wú)熱量交換，內(nèi)能增加了3.4104J，則該氣體的分子平均動(dòng)能_(選填“增大”、“減小”或“不變”)，活塞對(duì)該氣體所做的功_(選填“大于”、“小于”或“等于”)3.4104J.(3)上述過(guò)程中，氣體剛被壓縮時(shí)的溫度為27，體積為0.224 m3，壓強(qiáng)為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓已知1 mol氣體在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、0時(shí)的體積為22.4 L，阿伏加德羅常數(shù)NA6.021023mol1.計(jì)算此時(shí)氣室中氣體的分子數(shù)(計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字)解析(1)理想氣體是一種理想化模型，溫度不太低、壓強(qiáng)不太大的實(shí)際氣體可視為理想氣體；只有理想氣體才遵循氣體的實(shí)驗(yàn)定律，選項(xiàng)A、D正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能完全由溫度決定，與體積無(wú)關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤(2)因?yàn)槔硐霘怏w的內(nèi)能完全由溫度決定，當(dāng)氣體的內(nèi)能增加時(shí)，氣體的溫度升高，溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，則氣體分子的平均動(dòng)能增大根據(jù)熱力學(xué)第一定律，UQW，由于Q0，所以WU3.4104J.(3)設(shè)氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)的體積為V1，等壓過(guò)程為：氣體物質(zhì)的量為：n，且分子數(shù)為：NnNA解得NNA代入數(shù)據(jù)得N51024個(gè)答案(1)AD(2)增大等于(3)51024以題說(shuō)法解答微觀量計(jì)算問(wèn)題時(shí)應(yīng)注意：(1)固體、液體分子可認(rèn)為緊靠在一起，可看成球體或立方體；氣體分子只能按立方體模型計(jì)算所占的空間(2)阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀與微觀的橋梁，計(jì)算時(shí)要注意抓住與其相關(guān)的三個(gè)量：摩爾質(zhì)量、摩爾體積和物質(zhì)的量 (1)1 mol任何氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積都是22.4 L試估算溫度為0，壓強(qiáng)為2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時(shí)單位體積內(nèi)氣體分子數(shù)目為_(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(2)下列說(shuō)法正確的是()A液晶具有流動(dòng)性，光學(xué)性質(zhì)各向異性B氣體的壓強(qiáng)是由氣體分子間斥力產(chǎn)生的C液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離，所以液體表面存在表面張力D氣球等溫膨脹，球內(nèi)氣體一定向外放熱答案(1)5.41025 (2)AC解析(1)設(shè)0 ，p12 atm，氣體的體積V11 m3，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，壓強(qiáng)p21 atm，氣體的體積為V2由p1V1p2V2得：V2 m32 m3設(shè)氣體的分子個(gè)數(shù)為N，則NNA5.41025個(gè)(2)氣體壓強(qiáng)是由大量氣體分子頻繁撞擊器壁而產(chǎn)生的，B錯(cuò)誤；氣體等溫膨脹說(shuō)明：W0，U0，由UWQ可知，Q0，球內(nèi)氣體吸熱，D錯(cuò)誤考向2熱學(xué)基本規(guī)律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的組合例2(xx新課標(biāo)33)(1)下列說(shuō)法正確的是_(填正確答案標(biāo)號(hào))A懸浮在水中的花粉的布朗運(yùn)動(dòng)反映了花粉分子的熱運(yùn)動(dòng)B空中的小雨滴呈球形是水的表面張力作用的結(jié)果C彩色液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性的特點(diǎn)D高原地區(qū)水的沸點(diǎn)較低，這是高原地區(qū)溫度較低的緣故E干濕泡濕度計(jì)的濕泡顯示的溫度低于干泡顯示的溫度，這是濕泡外紗布中的水蒸發(fā)吸熱的結(jié)果(2)如圖2所示，兩氣缸A、B粗細(xì)均勻，等高且內(nèi)壁光滑，其下部由體積可忽略的細(xì)管連通；A的直徑是B的2倍，A上端封閉，B上端與大氣連通；兩氣缸除A頂部導(dǎo)熱外，其余部分均絕熱，兩氣缸中各有一厚度可忽略的絕熱輕活塞a、b，活塞下方充有氮?dú)?，活塞a上方充有氧氣當(dāng)大氣壓為p0、外界和氣缸內(nèi)氣體溫度均為7且平衡時(shí)，活塞a離氣缸頂?shù)木嚯x是氣缸高度的，活塞b在氣缸正中間圖2()現(xiàn)通過(guò)電阻絲緩慢加熱氮?dú)?，?dāng)活塞b恰好升至頂部時(shí)，求氮?dú)獾臏囟龋?)繼續(xù)緩慢加熱，使活塞a上升，當(dāng)活塞a上升的距離是氣缸高度的時(shí)，求氧氣的壓強(qiáng)解析(1)懸浮在水中的花粉的布朗運(yùn)動(dòng)反映了水分子的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；空中的小雨滴呈球形是水的表面張力作用的結(jié)果，選項(xiàng)B正確；彩色液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性的特點(diǎn)，選項(xiàng)C正確；高原地區(qū)水的沸點(diǎn)較低，是由于高原地區(qū)氣壓低，故水的沸點(diǎn)也較低，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；干濕泡濕度計(jì)的濕泡顯示的溫度低于干泡顯示的溫度，是由于濕泡外紗布中的水蒸發(fā)吸收熱量，從而溫度會(huì)降低的緣故，選項(xiàng)E正確(2)()活塞b升至頂部的過(guò)程中，活塞a不動(dòng)，活塞a、b下方的氮?dú)饨?jīng)歷等壓變化，設(shè)氣缸A的容積為V0，A、B兩氣缸內(nèi)氮?dú)獬鯌B(tài)的體積為V1，溫度為T1，末態(tài)體積為V2，溫度為T2，按題意，氣缸B的容積為，由題給數(shù)據(jù)及蓋呂薩克定律有：V1V0V0V2V0V0由式及所給的數(shù)據(jù)可得：T2320 K()活塞b升至頂部后，由于繼續(xù)緩慢加熱，活塞a開始向上移動(dòng)，直至活塞上升的距離是氣缸高度的時(shí)，活塞a上方的氧氣經(jīng)歷等溫變化，設(shè)氧氣初態(tài)的體積為V1，壓強(qiáng)為p1，末態(tài)體積為V2，壓強(qiáng)為p2，由所給數(shù)據(jù)及玻意耳定律可得V1V0，p1p0，V2V0p1V1p2V2由式可得：p2p0答案(1)BCE(2)()320 K()p0以題說(shuō)法應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律的三個(gè)重點(diǎn)環(huán)節(jié)：(1)正確選擇研究對(duì)象：對(duì)于變質(zhì)量問(wèn)題要保證研究質(zhì)量不變的部分；對(duì)于多部分氣體問(wèn)題，要各部分獨(dú)立研究，各部分之間一般通過(guò)壓強(qiáng)找聯(lián)系(2)列出各狀態(tài)的參量：氣體在初、末狀態(tài)，往往會(huì)有兩個(gè)(或三個(gè))參量發(fā)生變化，把這些狀態(tài)參量羅列出來(lái)會(huì)比較準(zhǔn)確、快速的找到規(guī)律(3)認(rèn)清變化過(guò)程：準(zhǔn)確分析變化過(guò)程以便正確選用氣體實(shí)驗(yàn)定律 (1)下列說(shuō)法中正確的是_A理想氣體溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能一定增大B一定質(zhì)量的理想氣體，體積減小時(shí)，單位體積的分子數(shù)增多，氣體的壓強(qiáng)一定增大C壓縮處于絕熱容器中的一定質(zhì)量的理想氣體，其內(nèi)能一定增加D當(dāng)分子間的相互作用力為引力時(shí)，其分子間沒有斥力E分子a從遠(yuǎn)處靠近不動(dòng)的分子b的過(guò)程中，當(dāng)它們相互作用力為零時(shí)，分子a的動(dòng)能一定最大(2)如圖3所示，U形管兩臂粗細(xì)不等，開口向上，右端封閉的粗管橫截面積是開口的細(xì)管的三倍，管中裝入水銀，大氣壓為76 cmHg.左端開口管中水銀面到管口距離為11 cm，且水銀面比封閉管內(nèi)高4 cm，封閉管內(nèi)空氣柱長(zhǎng)為11 cm.現(xiàn)在開口端用小活塞封住，并緩慢推動(dòng)活塞，使兩管液面相平，推動(dòng)過(guò)程中兩管的氣體溫度始終不變，試求：圖3粗管中氣體的最終壓強(qiáng)；活塞推動(dòng)的距離答案(1)ACE(2)88 cmHg4.5 cm解析(1)一定質(zhì)量的理想氣體，體積減小時(shí)，由于溫度變化不確定，則氣體的壓強(qiáng)不一定增大，故B錯(cuò)誤；分子間同時(shí)存在引力和斥力，二力同時(shí)存在，故D錯(cuò)誤故選A、C、E.(2)設(shè)左管橫截面積為S，則右管橫截面積為3S，以右管封閉氣體為研究對(duì)象初狀態(tài)p180 cmHg，V1113S33S，兩管液面相平時(shí)，Sh13Sh2，h1h24 cm，解得h21 cm，此時(shí)右端封閉管內(nèi)空氣柱長(zhǎng)l10 cm，V2103S30S氣體做等溫變化有p1V1p2V2即8033Sp230Sp288 cmHg.以左管被活塞封閉氣體為研究對(duì)象p176 cmHg，V111S，p2p288 cmHg氣體做等溫變化有p1V1p2V2解得V29.5S活塞推動(dòng)的距離為L(zhǎng)11 cm3 cm9.5 cm4.5 cm (1)下列說(shuō)法中正確的是_A當(dāng)分子間的距離增大時(shí)，分子間的斥力減小，引力增大B一定質(zhì)量的理想氣體對(duì)外界做功時(shí)，它的內(nèi)能有可能增加C有些單晶體沿不同方向的光學(xué)性質(zhì)不同D從單一熱源吸收熱量，使之全部變成功而不產(chǎn)生其他影響是不可能的圖4(2)有一導(dǎo)熱氣缸，氣缸內(nèi)用質(zhì)量為m的活塞密封一定質(zhì)量的理想氣體，活塞的橫截面積為S，大氣壓強(qiáng)為p0.如圖4所示，氣缸水平放置時(shí)，活塞距離氣缸底部的距離為L(zhǎng)，現(xiàn)將氣缸豎立起來(lái)，活塞將緩慢下降，不計(jì)活塞與氣缸間的摩擦，不計(jì)氣缸周圍環(huán)境溫度的變化，求活塞靜止時(shí)活塞到氣缸底部的距離答案(1)BCD(2)L解析(2)缸內(nèi)密閉的氣體經(jīng)歷的是等溫過(guò)程，設(shè)氣缸豎直放置后，活塞靜止時(shí)活塞到氣缸底部的距離為h.氣缸水平放置時(shí)，對(duì)活塞有：p1Sp0S0氣缸豎直放置后活塞靜止時(shí)，對(duì)活塞有：p2Smgp0S0據(jù)玻意耳定律有：p1LSp2hS解得：hL考向3氣體實(shí)驗(yàn)定律與熱力學(xué)定律的綜合問(wèn)題分析技巧例3如圖5所示，一圓柱形絕熱容器豎直放置，通過(guò)絕熱活塞封閉著攝氏溫度為t1的理想氣體，活塞的質(zhì)量為m，橫截面積為S，與容器底部相距h1.現(xiàn)通過(guò)電熱絲給氣體加熱一段時(shí)間，使其溫度上升到t2(攝氏溫度)，若這段時(shí)間內(nèi)氣體吸收的熱量為Q，已知大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度為g，求：圖5(1)氣體的壓強(qiáng)；(2)這段時(shí)間內(nèi)活塞上升的距離是多少？(3)這段時(shí)間內(nèi)氣體的內(nèi)能如何變化，變化了多少？解析(1)對(duì)活塞受力分析，由平衡條件得pp0(2)設(shè)溫度為t2時(shí)活塞與容器底部相距h2.由蓋呂薩克定律得：由此得：h2活塞上升的距離為hh2h1.(3)氣體對(duì)外做功為WpSh(p0)S(p0Smg)由熱力學(xué)第一定律可知UQWQ(p0Smg).答案(1)p0(2)(3)Q(p0Smg)以題說(shuō)法這類綜合問(wèn)題對(duì)熱力學(xué)第一定律的考查有定性判斷和定量計(jì)算兩種方式：(1)定性判斷利用題中的條件和符號(hào)法則對(duì)W、Q、U中的其中兩個(gè)量做出準(zhǔn)確的符號(hào)判斷，然后利用UWQ對(duì)第三個(gè)量做出判斷(2)定量計(jì)算一般計(jì)算等壓變化過(guò)程做的功，即WpV，然后結(jié)合其他條件，利用UWQ進(jìn)行相關(guān)計(jì)算注意符號(hào)正負(fù)的規(guī)定若研究對(duì)象為氣體，對(duì)氣體做功的正負(fù)由氣體體積的變化決定氣體體積增大，氣體對(duì)外界做功，W0.若氣體吸熱，Q0；若氣體對(duì)外放熱，Q0. (xx山東36)(1)如圖6所示，內(nèi)壁光滑、導(dǎo)熱良好的氣缸中用活塞封閉有一定質(zhì)量的理想氣體當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，缸內(nèi)氣體_(雙選，填正確答案標(biāo)號(hào))圖6a內(nèi)能增加b對(duì)外做功c壓強(qiáng)增大d分子間的引力和斥力都增大(2)一種水下重物打撈方法的工作原理如圖7所示將一質(zhì)量M3103 kg、體積V00.5 m3的重物捆綁在開口朝下的浮筒上向浮筒內(nèi)充入一定量的氣體，開始時(shí)筒內(nèi)液面到水面的距離h140 m，筒內(nèi)氣體體積V11 m3.在拉力作用下浮筒緩慢上升，當(dāng)筒內(nèi)液面到水面的距離為h2時(shí)，拉力減為零，此時(shí)筒內(nèi)氣體體積為V2，隨后浮筒和重物自動(dòng)上浮求V2和h2.(已知大氣壓強(qiáng)p01105 Pa，水的密度1103 kg/m3，重力加速度的大小g10 m/s2.不計(jì)水溫變化，筒內(nèi)氣體質(zhì)量不變且可視為理想氣體，浮筒質(zhì)量和筒壁厚度可忽略)圖7答案(1)ab(2)2.5 m310 m解析(2)當(dāng)F0時(shí)，由平衡條件得Mgg(V0V2)代入數(shù)據(jù)得V22.5 m3設(shè)筒內(nèi)氣體初態(tài)、末態(tài)的壓強(qiáng)分別為p1、p2，由題意得p1p0gh1p2p0gh2在此過(guò)程中筒內(nèi)氣體溫度和質(zhì)量不變，由玻意耳定律得p1V1p2V2聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得h210 m(限時(shí)：30分鐘)題組1熱學(xué)基本規(guī)律與微觀量計(jì)算的組合1常溫水中用氧化鈦晶體和鉑作電極，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2.858105 J的能量，阿伏加德羅常數(shù)NA6.021023 mol1，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)為_個(gè)；2 g水分解后得到的氫氣完全燃燒所放出的能量為_ J(均保留兩位有效數(shù)字)答案6.710223.2104解析由題意知，2 g氫氣分子的物質(zhì)的量為 mol，故氫分子的總數(shù)為6.0210236.71022 個(gè)；2 g水分解后得到的氫氣完全燃燒所放出的能量Q2.858105 J3.2104 J.2(1)下列說(shuō)法正確的是_A氣體擴(kuò)散現(xiàn)象表明氣體分子間存在斥力B對(duì)于同一理想氣體，溫度越高，分子平均動(dòng)能越大C熱量總是自發(fā)的從分子平均動(dòng)能大的物體傳遞到分子平均動(dòng)能小的物體D用活塞壓縮氣缸內(nèi)的理想氣體，對(duì)氣體做了3.0105 J的功，同時(shí)氣體向外界放出1.5105 J的熱量，則氣體內(nèi)能增加了1.5105 JE在陽(yáng)光照射下，可以觀察到教室空氣中飛舞的灰塵做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，灰塵的運(yùn)動(dòng)屬于布朗運(yùn)動(dòng)(2)已知在標(biāo)準(zhǔn)狀況下水蒸氣的摩爾體積為V，密度為，每個(gè)水分子的質(zhì)量為m，體積為V1，請(qǐng)寫出阿伏加德羅常數(shù)的表達(dá)式NA_(用題中的字母表示)已知阿伏加德羅常數(shù)NA6.01023 mol1，標(biāo)準(zhǔn)狀況下水蒸氣摩爾體積V22.4 L，現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)狀況下10 L水蒸氣，所含的分子數(shù)為_答案(1)BCD(2)2.71023題組2熱學(xué)基本規(guī)律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的組合3(1)如圖1所示，氣缸和活塞與外界均無(wú)熱交換，中間有一個(gè)固定的導(dǎo)熱性良好的隔板，封閉著兩部分氣體A和B，活塞處于靜止平衡狀態(tài)現(xiàn)通過(guò)電熱絲對(duì)氣體A加熱一段時(shí)間，后來(lái)活塞達(dá)到新的平衡，不計(jì)氣體分子勢(shì)能，不計(jì)活塞與氣缸壁間的摩擦，大氣壓強(qiáng)保持不變，則下列判斷正確的是_圖1A氣體A吸熱，內(nèi)能增加B氣體B吸熱，對(duì)外做功，內(nèi)能不變C氣體A分子的平均動(dòng)能增大D氣體A和氣體B內(nèi)每個(gè)分子的動(dòng)能都增大E氣體B分子單位時(shí)間內(nèi)對(duì)器壁單位面積碰撞總次數(shù)減少圖2(2)如圖2所示，在左端封閉右端開口的U形管中用水銀柱封一段空氣柱L，當(dāng)空氣柱的溫度為14時(shí)，左臂水銀柱的長(zhǎng)度h110 cm，右臂水銀柱長(zhǎng)度h27 cm，空氣柱長(zhǎng)度L15 cm；將U形管左臂放入100水中且狀態(tài)穩(wěn)定時(shí)，左臂水銀柱的長(zhǎng)度變?yōu)? cm.求出當(dāng)時(shí)的大氣壓強(qiáng)(單位用cmHg)答案(1)ACE(2)75.25 cmHg解析(2)對(duì)于封閉的空氣柱(設(shè)大氣壓強(qiáng)為p0)初態(tài)：p1p0h2h1(p03) cmHgV1LS15S(cm3)T1287 K末態(tài)：h17 cm，h210 cm，故壓強(qiáng)p2p0h2h1(p03) cmHgV2(L3)S18S(cm3)T2373 K由理想氣體狀態(tài)方程得解得大氣壓強(qiáng)為p075.25 cmHg.4(1)關(guān)于一定量的理想氣體，下列說(shuō)法正確的是()A氣體分子的體積是指每個(gè)氣體分子平均所占有的空間體積B只要能增加氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度，氣體的溫度就可以升高C在完全失重的情況下，氣體對(duì)容器壁的壓強(qiáng)為零D氣體從外界吸收熱量，其內(nèi)能不一定增加E氣體在等壓膨脹過(guò)程中溫度一定升高圖3(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3所示的實(shí)驗(yàn)圓柱狀氣缸(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處扔到氣缸內(nèi)，酒精棉球熄滅時(shí)(設(shè)此時(shí)缸內(nèi)溫度為t )關(guān)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).由于氣缸傳熱良好，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)，氣缸內(nèi)的氣體可看作理想氣體，求t值答案(1)BDE(2)127 解析(2)當(dāng)氣缸內(nèi)溫度為t 時(shí)，氣缸內(nèi)封閉氣體狀態(tài)：p1p0V1LST1(273t) K當(dāng)氣缸內(nèi)溫度為27 時(shí)，氣缸內(nèi)封閉氣體狀態(tài)：p2p0p0V2LST2300 K由理想氣體狀態(tài)方程：T1400 K故t127 5(1)下列判斷正確的有_A液晶既具有液體的流動(dòng)性，又像某些晶體那樣具有光學(xué)各向異性B氣體經(jīng)等壓升溫后，內(nèi)能增大，外界需要對(duì)氣體做功C當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子力和分子勢(shì)能總隨分子間距離的減小而減小D小昆蟲能在水面上跑動(dòng)，是因?yàn)樗谋砻鎻埩Φ木壒蔈第二類永動(dòng)機(jī)不能實(shí)現(xiàn)，并不是因?yàn)檫`背了能量守恒定律(2)如圖4所示，一個(gè)密閉的導(dǎo)熱氣缸里用質(zhì)量為M、橫截面積為S的活塞封閉了A、B兩部分氣體，此時(shí)上下氣體體積相等，當(dāng)把氣缸倒置穩(wěn)定后A、B兩部分氣體體積比為12，重力加速度為g，求后來(lái)B氣體的壓強(qiáng)圖4答案(1)ADE(2)解析(2)由初始平衡狀態(tài)：pASMgpBS由最終平衡狀態(tài)：pASMgpBS設(shè)氣缸總?cè)莘e為V，因?yàn)闅飧讓?dǎo)熱，氣體做等溫變化，有：pApApBpB聯(lián)立上面的方程，得pB6(1)下列說(shuō)法中正確的是_A凡是具有規(guī)則幾何形狀的物體一定是單晶體，單晶體和多晶體都具有各向異性B液體表面層內(nèi)分子分布比液體內(nèi)部稀疏，所以分子間作用力表現(xiàn)為引力C布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的固體分子的運(yùn)動(dòng)，它間接說(shuō)明分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)D滿足能量守恒定律的客觀過(guò)程并不都是可以自發(fā)地進(jìn)行的E一定量的氣體，在壓強(qiáng)不變時(shí)，分子每秒對(duì)器壁單位面積平均碰撞次數(shù)隨著溫度降低而增加(2)如圖5是粗細(xì)均勻一端封閉一端開口的U形玻璃管，大氣壓強(qiáng)p076 cmHg，當(dāng)兩管水銀面相平時(shí)，左管被封閉氣柱長(zhǎng)L120 cm、溫度t131 ，求：圖5當(dāng)氣柱溫度t2等于多少時(shí)，左管中氣柱長(zhǎng)為21 cm?保持t1溫度不變，為使左管氣柱變?yōu)?9 cm，應(yīng)在右管加入多長(zhǎng)的水銀柱？答案(1)BDE(2)54.6 6 cm解析(2)當(dāng)左管氣柱變?yōu)?1 cm時(shí)，右管水銀面將比左管水銀面高2 cm，此時(shí)左管氣柱壓強(qiáng)：p2(762) cmHg78 cmHg研究左管氣柱由一定質(zhì)量理想氣體狀態(tài)方程：其中p1p076 cmHg，V120S，T1(27331) K304 K，V221S，T2(273 t2)K代入數(shù)據(jù)解得：t254.6 設(shè)左管氣柱變?yōu)?9 cm時(shí)壓強(qiáng)為p3，由題意可知左管氣柱做等溫變化，根據(jù)玻意耳定律：p1V1p3V3得76 cmHg20Sp319S解得：p380 cmHg右管加入的水銀柱長(zhǎng)：h80 cm76 cm(2019)2 cm6 cm題組3氣體實(shí)驗(yàn)定律與熱力學(xué)定律的綜合問(wèn)題分析技巧7(xx重慶10)(1)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)減小，分子平均動(dòng)能增大D對(duì)外做功，分子平均動(dòng)能減小(2)圖6為一種減震墊，上面布滿了圓柱狀薄膜氣泡，每個(gè)氣泡內(nèi)充滿體積為V0、壓強(qiáng)為p0的氣體當(dāng)平板狀物品平放在氣泡上時(shí)，氣泡被壓縮若氣泡內(nèi)氣體可視為理想氣體，其溫度保持不變當(dāng)體積壓縮到V時(shí)氣泡與物品接觸面的面積為S.求此時(shí)每個(gè)氣泡內(nèi)氣體對(duì)接觸面處薄膜的壓力圖6答案(1)B(2)S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，只有B正確(2)取氣泡內(nèi)的氣體研究，設(shè)壓縮后氣泡內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p，由玻意耳定律得p0V0pV，則p，故氣體對(duì)接觸面處薄膜的壓力FpSS.8如圖7所示，一個(gè)絕熱的氣缸豎直放置，內(nèi)有一個(gè)絕熱且光滑的活塞，中間有一個(gè)固定的導(dǎo)熱性良好的隔板，隔板將氣缸分成兩部分，分別密封著兩部分理想氣體A和B.活塞的質(zhì)量為m，橫截面積為S，與隔板相距h.現(xiàn)通過(guò)電熱絲緩慢加熱氣體，當(dāng)A氣體吸收熱量Q時(shí)，活塞上升了h，此時(shí)氣體的溫度為T1.已知大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度為g.圖7(1)加熱過(guò)程中，若A氣體內(nèi)能增加了E1，求B氣體內(nèi)能增加量E2.(2)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)活塞恰好回到原來(lái)的位置時(shí)A氣體的溫度為T2.求此時(shí)添加砂粒的總質(zhì)量m.答案(1)Q(mgp0S)hE1(2)(1)(m)解析(1)B氣體對(duì)外做功WpSh(p0Smg)h由熱力學(xué)第一定律得E1E2QW解得E2Q(mgp0S)hE1(2)B氣體的初狀態(tài)p1p0V12hST1B氣體末狀態(tài)p2p0V2hST2由氣態(tài)方程解得m(1)(m)9(xx河北保定二模)(1)下列說(shuō)法正確的是_A溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，物體溫度越高，則物體的分子平均動(dòng)能越大B布朗運(yùn)動(dòng)是指在顯微鏡下觀察到的組成懸浮顆粒的固體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)C一定質(zhì)量的理想氣體，若氣體的壓強(qiáng)和體積都不變，其內(nèi)能也一定不變D氣體的溫度每升高1 K所吸收的熱量與氣體經(jīng)歷的過(guò)程有關(guān)E當(dāng)分子間的距離大于平衡位置的間距r0時(shí)，分子間的距離越大，分子勢(shì)能越小(2)如圖8所示，一豎直放置的氣缸用一質(zhì)量為m的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞橫截面積為S，氣體最初的體積為V0，最初的壓強(qiáng)為，氣缸內(nèi)壁光滑且缸壁導(dǎo)熱性能良好開始活塞被固定在A處，打開固定螺栓K，活塞下落，經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)時(shí)間后，活塞停在B處，設(shè)周圍環(huán)境溫度保持不變，已知大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度為g，若一定質(zhì)量理想氣體的內(nèi)能僅由溫度決定求：圖8活塞停在B點(diǎn)時(shí)缸內(nèi)封閉氣體的體積V；整個(gè)過(guò)程中通過(guò)缸壁傳遞的熱量Q.答案(1)ACD(2)()V0解析(2)設(shè)活塞在B處時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)為p，活塞處于平衡狀態(tài)：p0SmgpS解得：pp0由玻意耳定律：pV解得：V從活塞下落至活塞重新平衡的過(guò)程，設(shè)活塞下降的高度為h：h則外界對(duì)氣體做功W：W(p0Smg)h氣體溫度相同，內(nèi)能不變，由熱力學(xué)第一定律可知：QW聯(lián)立解得：Q()V010(1)下列說(shuō)法正確的是_A單晶體和多晶體在物理性質(zhì)上均表現(xiàn)為各向異性B墨水滴入水中出現(xiàn)擴(kuò)散現(xiàn)象，這是分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的結(jié)果C不可能從單一熱源吸收熱量全部用來(lái)做功D縫衣針漂浮在水面上是表面張力作用的結(jié)果(2)如圖9所示，有一光滑的導(dǎo)熱性能良好的活塞C將容器分成A、B兩室，A室體積為V0，B室的體積是A室的兩倍，A、B兩室分別有一定質(zhì)量的理想氣體A室上連有一U形管(U形管內(nèi)氣體的體積忽略不計(jì))，當(dāng)兩邊水銀柱高度差為19 cm時(shí)，兩室氣體的溫度均為T1300 K若氣體的溫度緩慢變化，當(dāng)U形管兩邊水銀柱等高時(shí)，求：(外界大氣壓等于76 cm汞柱)圖9此時(shí)氣體的溫度為多少？在這個(gè)過(guò)程中B氣體的內(nèi)能如何變化？做功情況如何？從外界吸熱還是放熱？(不需說(shuō)明理由)答案(1)BD(2)240 K在這個(gè)過(guò)程中B氣體的內(nèi)能減少；外界對(duì)氣體不做功，氣體對(duì)外界放熱解析(2)由題意知，氣體的狀態(tài)參量為：初狀態(tài)對(duì)A氣體：VAV0，TAT1300 K，pAp0h95 cmHg對(duì)B氣體：VB2V0，TBT1300 K，pBp0h95 cmHg末狀態(tài)對(duì)A氣體：VAV，pAp076 cmHg對(duì)B氣體：VB3V0V，pBp076 cmHg由理想氣體狀態(tài)方程得：對(duì)A氣體：對(duì)B氣體：代入數(shù)據(jù)解得：T240 K，VV0氣體B末狀態(tài)的體積：VB3V0V2V0VB，由于整個(gè)過(guò)程中氣體B初末狀態(tài)體積不變，外界對(duì)氣體不做功，溫度降低，內(nèi)能減小，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體對(duì)外放出熱量