高三物理屆新課標(biāo)復(fù)習(xí)分子動(dòng)理論氣體熱力學(xué)定律專項(xiàng)練習(xí)

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高三 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

常見的物質(zhì)是由大量的分子.原子構(gòu)成的,下面是分子動(dòng)理論氣體熱力學(xué)定律專項(xiàng)練習(xí),希望對考生復(fù)習(xí)有幫助。

1.(新課標(biāo)全國卷,33)(15分)(1)(5分)下列說法正確的是________。(填正確答案標(biāo)號。選對1個(gè)得2分,選對24分,選對3個(gè)得5分。每選錯(cuò)1個(gè)扣3分,最低得分為0分)

A.將一塊晶體敲碎后,得到的小顆粒是非晶體

B.固體可以分為晶體和非晶體兩類,有些晶體在不同方向上有不同的光學(xué)性質(zhì)

C.由同種元素構(gòu)成的固體,可能會(huì)由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體

D.在合適的條件下,某些晶體可以轉(zhuǎn)化為非晶體,某些非晶體也可以轉(zhuǎn)化為晶體

E.在熔化過程中,晶體要吸收熱量,但溫度保持不變,內(nèi)能也保持不變

(2)(10分)如圖,一固定的豎直汽缸由一大一小兩個(gè)同軸圓筒組成,兩圓筒中各有一個(gè)活塞。已知大活塞的質(zhì)量為m1=2.50 kg,橫截面積為S1=80.0 cm2;小活塞的質(zhì)量為m2=1.50 kg,橫截面積為S2=40.0 cm2;兩活塞用剛性輕桿連接,間距為l=40.0 cm;汽缸外大氣的壓強(qiáng)為p=1.00105 Pa,溫度為T=303 K。初始時(shí)大活塞與大圓筒底部相距,兩活塞間封閉氣體的溫度為T1=495 K,F(xiàn)汽缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降,活塞緩慢下移。忽略兩活塞與汽缸壁之間的摩擦,重力加速度大小g取 10 m/s2。求:

(?)在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間,缸內(nèi)封閉氣體的溫度;

(?)缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達(dá)到熱平衡時(shí),缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)。

2.(新課標(biāo)全國卷,33)(15分)(1)(5分)關(guān)于擴(kuò)散現(xiàn)象,下列說法正________。(填正確答案標(biāo)號。選對1個(gè)得2分,選對2個(gè)得4分,選對3個(gè)得5分。每選錯(cuò)1個(gè)扣3分,最低得分為0分)

A.溫度越高,擴(kuò)散進(jìn)行得越快

B.擴(kuò)散現(xiàn)象是不同物質(zhì)間的一種化學(xué)反應(yīng)

C.擴(kuò)散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的

D.擴(kuò)散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生

E.液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象是由于液體的對流形成的

(2)(10分)如圖,一粗細(xì)均勻的U形管豎直放置,A側(cè)上端B側(cè)上端與大氣相通,下端開口處開關(guān)K關(guān)閉;A側(cè)空氣柱的長度為l=10.0 cm,B側(cè)水銀面比A側(cè)的高h(yuǎn)=3.0 cm,F(xiàn)將開關(guān)K打開,從U形管中放出部分水銀,當(dāng)兩側(cè)水銀面的高度差為h1=10.0 cm時(shí)將開關(guān)K關(guān)閉。已知大氣壓強(qiáng)p0=75.0 cmHg。

(?)求放出部分水銀后A側(cè)空氣柱的長度;

(?)此后再向B側(cè)注入水銀,使A、B兩側(cè)的水銀面達(dá)到同一高度,求注入的水銀在管內(nèi)的長度。

3.(山東理綜,37)(12分)(1)墨滴入水,擴(kuò)而散之,徐徐混勻。關(guān)于該現(xiàn)象的分析正確的是________。(雙選,填正確答案標(biāo)號)

a.混合均勻主要是由于碳粒受重力作用

b.混合均勻的過程中,水分子和碳粒都做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)

c.使用碳粒更小的墨汁,混合均勻的過程進(jìn)行得更迅速

d.墨汁的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)是由于碳粒和水分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的

(2)扣在水平桌面上的熱杯蓋有時(shí)會(huì)發(fā)生被頂起的現(xiàn)象。如圖,截面積為S的熱杯蓋扣在水平桌面上,開始時(shí)內(nèi)部封閉氣體的溫度為300 K,壓強(qiáng)為大氣壓強(qiáng)p0。當(dāng)封閉氣體溫度上升至303 K時(shí),杯蓋恰好被整體頂起,放出少許氣體后又落回桌面,其內(nèi)部氣體壓強(qiáng)立刻減為p0,溫度仍為303 K。再經(jīng)過一段時(shí)間,內(nèi)部氣體溫度恢復(fù)到300 K。整個(gè)過程中封閉氣體均可視為理想氣體。求:

(?)當(dāng)溫度上升到303 K且尚未放氣時(shí),封閉氣體的壓強(qiáng)

(?)當(dāng)溫度恢復(fù)到300 K時(shí),豎直向上提起杯蓋所需的最小力。

4.(海南單科,15)(12分)(1)(4分)已知地球大氣層的厚度h遠(yuǎn)小于地球半徑R,空氣平均摩爾質(zhì)量為M,阿伏加德羅常數(shù)為NA,地面大氣壓強(qiáng)為p0,重力加速度大小為g。由此可估算得,地球大氣層空氣分子總數(shù)為________________。

(2)(8分)如圖,一底面積為S,內(nèi)壁光滑的圓柱形容器豎直放置在水平地面上,開口向上,內(nèi)有兩個(gè)質(zhì)量均為m的相同活塞A和B;在A與B之間、B與容器底面之間分別封有一定量的同樣的理想氣體,平衡時(shí)體積均為V。已知容器內(nèi)氣體溫度始終不變,重力加速度大小為g,外界大氣壓強(qiáng)為p0。現(xiàn)假設(shè)活塞B發(fā)生緩慢漏氣,致使B最終與容器底面接觸。求活塞A移動(dòng)的距離。

5.(重慶理綜,10)(12分)(1)(6分)某駕駛員發(fā)現(xiàn)中午時(shí)車胎內(nèi)的氣壓高于清晨時(shí)的,且車胎體積增大。若這段時(shí)間胎內(nèi)氣體質(zhì)量不變且可視為理想氣體,那么()

A.外界對胎內(nèi)氣體做功,氣體內(nèi)能減小

B.外界對胎內(nèi)氣體做功,氣體內(nèi)能增大

C.胎內(nèi)氣體對外界做功,內(nèi)能減小

D.胎內(nèi)氣體對外界做功,內(nèi)能增大

(2)(6分)北方某地的冬天室外氣溫很低,吹出的肥皂泡會(huì)很快凍結(jié)。若剛吹出時(shí)肥皂泡內(nèi)氣體溫度為T1,壓強(qiáng)為p1,肥皂泡凍結(jié)后泡內(nèi)氣體溫度降為T2。整個(gè)過程中泡內(nèi)氣體視為理想氣體,不計(jì)體積和質(zhì)量變化,大氣壓強(qiáng)為p0。求凍結(jié)后肥皂膜內(nèi)外氣體的壓強(qiáng)差。

參考答案

1.【詳細(xì)分析】(1)晶體有固定的熔點(diǎn),并不會(huì)因?yàn)轭w粒的大小而改變,即使敲碎為小顆粒,仍舊是晶體,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;固體分為晶體和非晶體兩類,有些晶體在不同方向上光學(xué)性質(zhì)不同,表現(xiàn)為晶體具有各向異性,選項(xiàng)B正確;同種元素構(gòu)成的可能由于原子的排列方式不同而形成不同的晶體,如金剛石和石墨,選項(xiàng)C正確;晶體的分子排列結(jié)構(gòu)如果遭到破壞就可能形成非晶體,D正確;熔化過程中,晶體要吸熱,溫度不變,但是內(nèi)能增大,選項(xiàng)E錯(cuò)誤。

(2)(?)大小活塞在緩慢下移過程中,受力情況不變,汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變,由蓋呂薩克定律得=

初狀態(tài)V1=(S1+S2),T1=495 K

末狀態(tài)V2=lS2

代入可得T2=T1=330 K

(?)對大、小活塞受力分析則有

m1g+m2g+pS1+p1S2=p1S1+pS2

可得p1=1.1105 Pa

缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達(dá)到熱平衡過程中,氣體體積不變,由查理定律得=

T3=T=303 K

解得p2=1.01105 Pa

答案 (1)BCD (2)(?)330 K (?)1.01105 Pa

2.【詳細(xì)分析】(1)根據(jù)分子動(dòng)理論,溫度越高,擴(kuò)散進(jìn)行得越快,故A正確;擴(kuò)散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的,不是化學(xué)反應(yīng),故C正確、B錯(cuò)誤;擴(kuò)散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生,故D正確;液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象不是由于液體的對流形成的,是液體分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的,故E錯(cuò)誤。

(2)(?)以cmHg為壓強(qiáng)單位。設(shè)A側(cè)空氣柱長度l=10.0 cm時(shí)的壓強(qiáng)為p;當(dāng)兩側(cè)水銀面的高度差為h1=10.0 cm時(shí),空氣柱的長度l1,壓強(qiáng)為p1。

由玻意耳定律得pl=p1l1①

由力學(xué)平衡條件得p=p0+ph②

打開開關(guān)K放出水銀的過程中,B側(cè)水銀面處的壓強(qiáng)始終為p0,而A側(cè)水銀面處的壓強(qiáng)隨空氣柱長度的增加逐漸減小,B、A兩側(cè)水銀面的高度差也隨之減小,直至B側(cè)水銀面低于A側(cè)水銀面h1為止。由力學(xué)平衡條件有

p1=p0-ph1③

聯(lián)立①②③式,并代入題給數(shù)據(jù)得l1=12.0 cm④

(?)當(dāng)A、B兩側(cè)的水銀面達(dá)到同一高A側(cè)空氣柱的長度為l2,壓強(qiáng)為p2。

由玻意耳定律得pl=p2l2⑤

由力學(xué)平衡條件有p2=p0⑥

聯(lián)立②⑤⑥式,并代入題給數(shù)據(jù)得l2=10.4 cm⑦

設(shè)注入的水銀在管內(nèi)的長度h,依題意得

h=2(l1-l2)+h1⑧

聯(lián)立④⑦⑧式,并代入題給數(shù)據(jù)得h=13.2 cm⑨

答案 (1)ACD (2)(?)12.0 cm (?)13.2 cm

3.【詳細(xì)分析】(1)根據(jù)分子動(dòng)理論的知識可知,混合均勻主要是由于水分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng),使得碳粒無規(guī)則運(yùn)動(dòng)造成的布朗運(yùn)動(dòng),由于布朗運(yùn)動(dòng)的劇烈程度與顆粒大小和溫度有關(guān),所以使用碳粒更小的墨汁,布朗運(yùn)動(dòng)會(huì)更明顯,則混合均勻的過程進(jìn)行得更迅速,故選b、c。

(2)(?)以開始封閉的氣體為研究對象,由題意可知,初狀態(tài)溫度T0=300 K,壓強(qiáng)為p0;末狀態(tài)溫度T1=303 K,壓強(qiáng)設(shè)為p1,由查理定律得=①

代入數(shù)據(jù)得p1=p0=1.01p0②

(?)設(shè)杯蓋的質(zhì)量為m,剛好被頂起時(shí),由平衡條件得

p1S=p0S+mg③

放出少許氣體后,以杯蓋內(nèi)的剩余氣體為研究對象,由題意可知,初狀態(tài)溫度T2=303 K,壓強(qiáng)p2=p0,末狀態(tài)溫度T3=300 K,壓強(qiáng)設(shè)為p3,由查理定律得

=④

設(shè)提起杯蓋所需的最小力為F,由平衡條件得

F+p3S=p0S+mg⑤

聯(lián)立②③④⑤式,代入數(shù)據(jù)得

F=p0S=0.02p0S⑥

答案 (1)bc (2)(?)1.01 p0 (?)0.02p0S

4.【詳細(xì)分析】(1)設(shè)大氣層中氣體的質(zhì)量為m,由大氣壓強(qiáng)產(chǎn)生,mg=p0S,即:m=

分子數(shù)n===,假設(shè)每個(gè)分子占據(jù)一個(gè)小立方體,各小立方體緊密排列,則小立方體邊長即為空氣分子平均間距,設(shè)為a,大氣層中氣體總體積為V,a=,而V=4R2h,所以a=

(2)A與B之間、B與容器底面之間的氣體壓強(qiáng)分別為p1、p2,在漏氣前,對A分析有p1=p0+,對B有p2=p1+

B最終與容器底面接觸后,AB間的壓強(qiáng)為p,氣體體積為V,則有p=p0+

因?yàn)闇囟仁冀K不變,對于混合氣體有p1V+p2V=pV

設(shè)活塞B厚度為d,漏氣前A距離底面的高度為

h=+d

漏氣后A距離底面的高度為h=+d

聯(lián)立可得h=h-h

以上各式聯(lián)立化簡得h=

答案 (1)

(2)

5.【詳細(xì)分析】(1)車胎體積增大,D項(xiàng)正確。

(2)對泡內(nèi)氣體由查理定律得=①

內(nèi)外氣體的壓強(qiáng)差為p=p2-p0②

聯(lián)立①②式解得p=p1-p0③

答案 (1)D (2)p1-p0

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