常見的物質是由大量的分子.原子構成的,下面是分子動理論氣體熱力學定律專項練習,希望對考生復習有幫助。
1.(新課標全國卷,33)(15分)(1)(5分)下列說法正確的是________。(填正確答案標號。選對1個得2分,選對24分,選對3個得5分。每選錯1個扣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性質
C.由同種元素構成的固體,可能會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,某些晶體可以轉化為非晶體,某些非晶體也可以轉化為晶體
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同軸圓筒組成,兩圓筒中各有一個活塞。已知大活塞的質量為m1=2.50 kg,橫截面積為S1=80.0 cm2;小活塞的質量為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;汽缸外大氣的壓強為p=1.00105 Pa,溫度為T=303 K。初始時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,缸內封閉氣體的溫度;
(?)缸內封閉的氣體與缸外大氣達到熱平衡時,缸內封閉氣體的壓強。
2.(新課標全國卷,33)(15分)(1)(5分)關于擴散現(xiàn)象,下列說法正________。(填正確答案標號。選對1個得2分,選對2個得4分,選對3個得5分。每選錯1個扣3分,最低得分為0分)
A.溫度越高,擴散進行得越快
B.擴散現(xiàn)象是不同物質間的一種化學反應
C.擴散現(xiàn)象是由物質分子無規(guī)則運動產(chǎn)生的
D.擴散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生
E.液體中的擴散現(xiàn)象是由于液體的對流形成的
(2)(10分)如圖,一粗細均勻的U形管豎直放置,A側上端B側上端與大氣相通,下端開口處開關K關閉;A側空氣柱的長度為l=10.0 cm,B側水銀面比A側的高h=3.0 cm,F(xiàn)將開關K打開,從U形管中放出部分水銀,當兩側水銀面的高度差為h1=10.0 cm時將開關K關閉。已知大氣壓強p0=75.0 cmHg。
(?)求放出部分水銀后A側空氣柱的長度;
(?)此后再向B側注入水銀,使A、B兩側的水銀面達到同一高度,求注入的水銀在管內的長度。
3.(山東理綜,37)(12分)(1)墨滴入水,擴而散之,徐徐混勻。關于該現(xiàn)象的分析正確的是________。(雙選,填正確答案標號)
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)則運動
c.使用碳粒更小的墨汁,混合均勻的過程進行得更迅速
d.墨汁的擴散運動是由于碳粒和水分子發(fā)生化學反應引起的
(2)扣在水平桌面上的熱杯蓋有時會發(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,開始時內部封閉氣體的溫度為300 K,壓強為大氣壓強p0。當封閉氣體溫度上升至303 K時,杯蓋恰好被整體頂起,放出少許氣體后又落回桌面,其內部氣體壓強立刻減為p0,溫度仍為303 K。再經(jīng)過一段時間,內部氣體溫度恢復到300 K。整個過程中封閉氣體均可視為理想氣體。求:
(?)當溫度上升到303 K且尚未放氣時,封閉氣體的壓強
(?)當溫度恢復到300 K時,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遠小于地球半徑R,空氣平均摩爾質量為M,阿伏加德羅常數(shù)為NA,地面大氣壓強為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,內壁光滑的圓柱形容器豎直放置在水平地面上,開口向上,內有兩個質量均為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,平衡時體積均為V。已知容器內氣體溫度始終不變,重力加速度大小為g,外界大氣壓強為p0,F(xiàn)假設活塞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)中午時車胎內的氣壓高于清晨時的,且車胎體積增大。若這段時間胎內氣體質量不變且可視為理想氣體,那么()
A.外界對胎內氣體做功,氣體內能減小
B.外界對胎內氣體做功,氣體內能增大
C.胎內氣體對外界做功,內能減小
D.胎內氣體對外界做功,內能增大
(2)(6分)北方某地的冬天室外氣溫很低,吹出的肥皂泡會很快凍結。若剛吹出時肥皂泡內氣體溫度為T1,壓強為p1,肥皂泡凍結后泡內氣體溫度降為T2。整個過程中泡內氣體視為理想氣體,不計體積和質量變化,大氣壓強為p0。求凍結后肥皂膜內外氣體的壓強差。
參考答案
1.【詳細分析】(1)晶體有固定的熔點,并不會因為顆粒的大小而改變,即使敲碎為小顆粒,仍舊是晶體,選項A錯誤;固體分為晶體和非晶體兩類,有些晶體在不同方向上光學性質不同,表現(xiàn)為晶體具有各向異性,選項B正確;同種元素構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C正確;晶體的分子排列結構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,但是內能增大,選項E錯誤。
(2)(?)大小活塞在緩慢下移過程中,受力情況不變,汽缸內氣體壓強不變,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
缸內封閉的氣體與缸外大氣達到熱平衡過程中,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.【詳細分析】(1)根據(jù)分子動理論,溫度越高,擴散進行得越快,故A正確;擴散現(xiàn)象是由物質分子無規(guī)則運動產(chǎn)生的,不是化學反應,故C正確、B錯誤;擴散現(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)則運動產(chǎn)生的,故E錯誤。
(2)(?)以cmHg為壓強單位。設A側空氣柱長度l=10.0 cm時的壓強為p;當兩側水銀面的高度差為h1=10.0 cm時,空氣柱的長度l1,壓強為p1。
由玻意耳定律得pl=p1l1①
由力學平衡條件得p=p0+ph②
打開開關K放出水銀的過程中,B側水銀面處的壓強始終為p0,而A側水銀面處的壓強隨空氣柱長度的增加逐漸減小,B、A兩側水銀面的高度差也隨之減小,直至B側水銀面低于A側水銀面h1為止。由力學平衡條件有
p1=p0-ph1③
聯(lián)立①②③式,并代入題給數(shù)據(jù)得l1=12.0 cm④
(?)當A、B兩側的水銀面達到同一高A側空氣柱的長度為l2,壓強為p2。
由玻意耳定律得pl=p2l2⑤
由力學平衡條件有p2=p0⑥
聯(lián)立②⑤⑥式,并代入題給數(shù)據(jù)得l2=10.4 cm⑦
設注入的水銀在管內的長度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.【詳細分析】(1)根據(jù)分子動理論的知識可知,混合均勻主要是由于水分子做無規(guī)則運動,使得碳粒無規(guī)則運動造成的布朗運動,由于布朗運動的劇烈程度與顆粒大小和溫度有關,所以使用碳粒更小的墨汁,布朗運動會更明顯,則混合均勻的過程進行得更迅速,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,壓強為p0;末狀態(tài)溫度T1=303 K,壓強設為p1,由查理定律得=①
代入數(shù)據(jù)得p1=p0=1.01p0②
(?)設杯蓋的質量為m,剛好被頂起時,由平衡條件得
p1S=p0S+mg③
放出少許氣體后,以杯蓋內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p2=p0,末狀態(tài)溫度T3=300 K,壓強設為p3,由查理定律得
=④
設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.【詳細分析】(1)設大氣層中氣體的質量為m,由大氣壓強產(chǎn)生,mg=p0S,即:m=
分子數(shù)n===,假設每個分子占據(jù)一個小立方體,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間的壓強為p,氣體體積為V,則有p=p0+
因為溫度始終不變,對于混合氣體有p1V+p2V=pV
設活塞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.【詳細分析】(1)車胎體積增大,D項正確。
(2)對泡內氣體由查理定律得=①
內外氣體的壓強差為p=p2-p0②
聯(lián)立①②式解得p=p1-p0③
答案 (1)D (2)p1-p0
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