高考物理一輪總復(fù)習(xí) 專題十一課件(打包6套)[新人教版].zip,新人教版,高考物理一輪總復(fù)習(xí),專題十一課件打包6套[新人教版],高考,物理,一輪,復(fù)習(xí),專題,十一,課件,打包,新人
專題十一 熱學(xué)
第1講 分子動理論 內(nèi)能
一、多項選擇題(下列選項中有三個選項為正確答案)
1.下列關(guān)于分子的說法中錯誤的是( )
A.懸浮在水中的花粉的布朗運(yùn)動反映了花粉分子的熱運(yùn)動
B.分子做永不停息的運(yùn)動
C.分子之間存在著相互作用力
D.有的分子之間只有引力,有的分子之間只有斥力
E.液體和固體很難被壓縮,這是因為分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動
2.下列說法中正確的是( )
A.液體中懸浮微粒的布朗運(yùn)動是做無規(guī)則運(yùn)動的液體分子撞擊微粒而引起的
B.布朗運(yùn)動是液體分子運(yùn)動的間接反映,它說明分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動
C.物體的溫度越高,其分子的平均動能越大
D.物體內(nèi)所有分子動能的總和叫做物體的內(nèi)能
E.只有熱傳遞才能改變物體的內(nèi)能
3.如圖K11-1-1所示,分別表示兩個分子之間分子力和分子勢能隨分子間距離變化的圖象.由圖象判斷以下說法中正確的是( )
圖K11-1-1
A.當(dāng)分子間距離為r0時,分子力和分子勢能均最小且為零
B.當(dāng)分子間距離r>r0時,分子力隨分子間距離的增大而增大
C.當(dāng)分子間距離r>r0時,分子勢能隨分子間距離的增大而增大
D.當(dāng)分子間距離r<r0且逐漸減小時,分子力逐漸增大
E.當(dāng)分子間距離r<r0且逐漸減小時,分子勢能逐漸增大
4.下列說法中正確的是( )
A.布朗運(yùn)動就是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動
B.當(dāng)分子間的引力大于分子斥力時,增加分子間的距離,分子勢能增加
C.質(zhì)量一定的理想氣體,當(dāng)溫度升高時,它的內(nèi)能一定增大
D.電冰箱從箱內(nèi)溫度較低的食品吸收的熱量等于冰箱向外界空氣釋放的熱量
E.對一定量的氣體,分子的熱運(yùn)動越劇烈,氣體溫度就越高
5.有關(guān)物體的內(nèi)能,以下說法正確的是( )
A.1 g的0 ℃水的內(nèi)能比1 g的0 ℃冰的內(nèi)能大
B.電流通過電阻后電阻發(fā)熱,它的內(nèi)能增加是通過“熱傳遞”方式實現(xiàn)的
C.氣體膨脹,它的內(nèi)能一定減少
D.橡皮筋被拉伸時,分子間勢能增加
E.一個物體可能沒有機(jī)械能,但一定有內(nèi)能
6.(2016年山東師范大學(xué)附中二模)由于分子間存在著分子力,而分子力做功與路徑無關(guān),因此分子間存在與其相對距離有關(guān)的分子勢能.如圖K11-1-2所示為分子勢能Ep隨分子間距離r變化的圖象,取r趨近于無窮大時Ep為零.通過功能關(guān)系可以從分子勢能的圖象中得到有關(guān)分子力的信息,則下列說法正確的是( )
圖K11-1-2
A.假設(shè)將兩個分子從r=r2處釋放,它們將相互遠(yuǎn)離
B.假設(shè)將兩個分子從r=r2處釋放,它們將相互靠近
C.假設(shè)將兩個分子從r=r1處釋放,它們的加速度先減小后增大
D.假設(shè)將兩個分子從r=r1處釋放,當(dāng)r=r2時它們的速度最大
E.假設(shè)將兩個分子都放在r=r2處,它們的分子勢能最小
7.(2016年吉林實驗中學(xué)模擬)下列關(guān)于分子運(yùn)動和熱現(xiàn)象的說法正確的是( )
A.氣體如果失去了容器的約束就會散開,這是因為氣體分子之間存在勢能的緣故
B.一定量100 ℃的水變成100 ℃的水蒸氣,其分子之間的勢能增加
C.對于一定量的氣體,如果壓強(qiáng)不變,體積增大,那么它一定從外界吸熱
D.如果氣體分子總數(shù)不變,而氣體溫度升高,氣體分子的平均動能增大,因此壓強(qiáng)必然增大
E.一定量氣體的內(nèi)能等于其所有分子熱運(yùn)動動能和分子之間勢能的總和
8.(2016年湖南衡陽月考)關(guān)于理想氣體的溫度、分子平均速率、內(nèi)能的關(guān)系,下列說法中正確的是( )
A.溫度升高,氣體分子的平均速率增大
B.溫度相同,各種氣體分子的平均速率都相同
C.溫度相同,各種氣體分子的平均動能相同
D.溫度相同,各種氣體的內(nèi)能相同
E.理想氣體的內(nèi)能只取決于物質(zhì)的量和溫度
9.(2016年山東師范大學(xué)附中二模)已知阿伏加德羅常數(shù)為NA,銅的摩爾質(zhì)量為M0,密度為ρ(均為國際制單位),則( )
A.1個銅原子的質(zhì)量是 B.1個銅原子的體積是
C.1 kg銅所含原子的數(shù)目是ρNA D.1 m3銅所含原子的數(shù)目為
E.1 mol銅所含原子的數(shù)目是
10.(2015年吉林吉林質(zhì)檢)下列各種說法中正確的是( )
A.溫度低的物體內(nèi)能小
B.分子運(yùn)動的平均速度可能為零,瞬時速度不可能為零
C.液體與大氣相接觸,表面層內(nèi)分子所受其他分子的作用表現(xiàn)為相互吸引
D.0 ℃的鐵和0 ℃的冰,它們的分子平均動能相同
E.氣體分子單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)與單位體積內(nèi)的分子數(shù)和溫度有關(guān)
二、非選擇題
11.已知?dú)馀輧?nèi)氣體的密度為1.29 kg/m3,平均摩爾質(zhì)量為0.029 kg/mol.阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023 mol-1,取氣體分子的平均直徑為2×10-10 m.若氣泡內(nèi)的氣體能完全變?yōu)橐后w,請估算液體體積與原來氣體體積的比值.(計算結(jié)果保留一位有效數(shù)字)
第2講 氣體、液體和固體
一、多項選擇題(下列選項中有三個選項為正確答案)
1.(2013年海南卷)下列說法正確的是( )
A.把一枚針輕放在水面上,它會浮在水面,這是由于水表面存在表面張力的緣故
B.水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠,而在干凈的玻璃板上卻不能,這是因為油脂使水的表面張力增大的緣故
C.在圍繞地球飛行的宇宙飛船中,自由飄浮的水滴呈球形,這是表面張力作用的結(jié)果
D.在毛細(xì)現(xiàn)象中,毛細(xì)管中的液面有的升高,有的降低,這與液體的種類和毛細(xì)管的材質(zhì)有關(guān)
E.當(dāng)兩薄玻璃板間夾有一層水膜時,在垂直于玻璃板的方向很難將玻璃板拉開,這是由于水膜具有表面張力的緣故
2.關(guān)于液晶,下列說法不正確的是( )
A.液晶是液體和晶體的混合物
B.液晶分子在特定方向排列比較整齊,但不穩(wěn)定
C.電子手表中的液晶在外加電壓的影響下,能夠發(fā)光
D.所有物質(zhì)在一定條件下都能成為液晶
E.液晶在某些性質(zhì)上與晶體相同,在某些性質(zhì)上又與液體相同
3.給路邊綠化澆水的灑水車停于水平地面,在緩慢放水過程中,若車胎不漏氣,車胎內(nèi)氣體溫度不變,不計分子間勢能,則車胎內(nèi)氣體( )
A.體積變大 B.體積變小
C.內(nèi)能增加 D.內(nèi)能不變
E.壓強(qiáng)減小
4.關(guān)于一定質(zhì)量的理想氣體,下列說法正確的是( )
A.理想氣體做等溫變化,若壓強(qiáng)變大,則氣體分子熱運(yùn)動加劇
B.理想氣體做等壓變化,若密度變小,則氣體分子熱運(yùn)動減弱
C.理想氣體做等容變化,若壓強(qiáng)變大,則氣體分子熱運(yùn)動加劇
D.理想氣體做等溫變化,若密度變小,則壓強(qiáng)變小
E.理想氣體做等壓變化,若密度變小,則氣體分子熱運(yùn)動加劇
5.關(guān)于晶體和非晶體,不正確的說法是( )
A.它們的微觀結(jié)構(gòu)不同
B.晶體的幾何形狀規(guī)則,非晶體的幾何形狀不規(guī)則
C.晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒是有規(guī)則地排列,而非晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒是不規(guī)則地排列
D.晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒是靜止的,而非晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒是不停地運(yùn)動著的
E.在物質(zhì)內(nèi)部的各個平面上,微粒數(shù)相等的是晶體,微粒數(shù)不相等的是非晶體
6.(2015年山東卷改編)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( )
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
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)動是由于碳粒和水分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的
E.溫度越高,混合均勻的過程進(jìn)行的越迅速
二、非選擇題
7.(2015年新課標(biāo)卷Ⅱ)如圖K11-2-1所示,一粗細(xì)均勻的U形管豎直放置,A側(cè)上端封閉,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,現(xiàn)將開關(guān)K打開,從U形管中放出部分水銀,當(dāng)兩側(cè)的高度差為h1=10.0 cm時,將開關(guān)K關(guān)閉,已知大氣壓強(qiáng)p0=75.0 cmHg.
(1)求放出部分水銀后A側(cè)空氣柱的長度.
(2)此后再向B側(cè)注入水銀,使A、B兩側(cè)的水銀達(dá)到同一高度,求注入水銀在管內(nèi)的長度.
圖K11-2-1
8.(2015年新課標(biāo)卷Ⅰ)如圖K11-2-2所示,一固定的豎直氣缸有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(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,間距保持為l=40.0 cm,氣缸外大氣壓強(qiáng)為p=1.00×105 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,現(xiàn)氣缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降,活塞緩慢下移,忽略兩活塞與氣缸壁之間的摩擦,重力加速度g取10 m/s2,求:
(1)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.
(2)缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達(dá)到熱平衡時,缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng).
圖K11-2-2
9.(2016年廣西桂林月考)一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在豎直放置的圓柱形氣缸內(nèi),氣缸壁導(dǎo)熱良好,活塞可沿氣缸壁無摩擦地滑動.開始時氣體壓強(qiáng)為p,活塞下表面相對于氣缸底部的高度為h,外界溫度為T0 .現(xiàn)取質(zhì)量為m的沙子緩慢地倒在活塞的上表面,沙子倒完時,活塞下降了.若此后外界的溫度變?yōu)門,求重新到達(dá)平衡后氣體的體積.已知外界大氣的壓強(qiáng)始終保持不變,重力加速度大小為g.
10.(2016年湖南衡陽月考)如圖K11-2-3所示,足夠長的圓柱形氣缸豎直放置,其橫截面積為S=1×10-3 m2,氣缸內(nèi)有質(zhì)量m=2 kg的活塞,活塞與氣缸壁封閉良好,不計摩擦.開始時活塞被銷子K銷于如圖位置,離缸底L1=12 cm,此時氣缸內(nèi)被封閉氣體的壓強(qiáng)為p1=1.5×105 Pa,溫度為T1=300 K.外界大氣壓為po=1.0×105 Pa,g取10 m/s2.
(1)現(xiàn)對密閉氣體加熱,當(dāng)溫度升到T2=400 K,其壓強(qiáng)p2多大?
(2)若在此時拔去銷子K,活塞開始向上運(yùn)動,當(dāng)它最后靜止在某一位置時,氣缸內(nèi)氣體的溫度降為T3=360 K,則這時活塞離缸底的距離L3為多少?
(3)保持氣體溫度為360 K不變,讓氣缸和活塞一起在豎直方向做勻變速直線運(yùn)動,為使活塞能停留在離缸底L4=16 cm處,則求氣缸和活塞應(yīng)做勻加速直線運(yùn)動的加速度a大小及方向.
圖K11-2-3
第3講 熱力學(xué)定律 能量守恒
一、多項選擇題(下列選項中有三個選項為正確答案)
1.(2013年山東卷)下列關(guān)于熱現(xiàn)象的描述不正確的是( )
A.根據(jù)熱力學(xué)定律,熱機(jī)的效率可以達(dá)到100%
B.做功和熱傳遞都是通過能量轉(zhuǎn)化的方式改變系統(tǒng)內(nèi)能的
C.溫度是描述熱運(yùn)動的物理量,一個系統(tǒng)與另一個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時兩系統(tǒng)溫度相同
D.物體由大量分子組成,其單個分子的運(yùn)動是無規(guī)則的,大量分子的運(yùn)動也是無規(guī)律的
E.熱量和功是由過程決定的,而內(nèi)能是由物體的狀態(tài)決定的
2.(2014年廣東潮州二模)在給自行車輪胎快速打入空氣(可看成理想氣體)的過程中,對于輪胎內(nèi)的氣體.下列說法中不正確的是( )
A.壓強(qiáng)不變 B.內(nèi)能增加
C.分子平均動能不變 D.分子勢能增加
E.外界不斷對胎內(nèi)氣體做功
3.下列說法不正確的是( )
A.機(jī)械能全部轉(zhuǎn)變成內(nèi)能是不可能的
B.第二類永動機(jī)不可能制成的原因是違反了熱力學(xué)第一定律
C.根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知,熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體
D.從單一熱源吸收的熱量全部變成功是可能的
E.自然界中有的能量便于利用,有的不便于利用
4.(2014年山東卷)如圖K11-3-1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,缸內(nèi)氣體( )
圖K11-3-1
A.內(nèi)能增加
B.對外做功
C.壓強(qiáng)不變
D.壓強(qiáng)增大
E.分子間的引力和斥力都增大
5.如圖K11-3-2所示,將一空的薄金屬圓筒開口向下壓入水中,設(shè)水溫均勻且恒定,筒內(nèi)空氣無泄漏,不計空氣分子間的相互作用.被淹沒的金屬筒在緩慢下降的過程中,筒內(nèi)空氣體積不斷減小,則下列說法中不正確的是( )
圖K11-3-2
A.筒內(nèi)空氣的壓強(qiáng)在增大
B.筒內(nèi)空氣的溫度在升高
C.筒內(nèi)空氣向外界放熱
D.筒內(nèi)空氣的內(nèi)能減小
E.筒內(nèi)空氣向外界吸熱
6.下列有關(guān)物體內(nèi)能改變的判斷中,正確的是( )
A.外界對物體做功,物體的內(nèi)能一定增加
B.外界對物體傳遞熱量,物體的內(nèi)能一定增加
C.物體對外界做功,物體的內(nèi)能可能增加
D.物體向外界放熱,物體的內(nèi)能可能增加
E.物體內(nèi)能的改變等于外界對物體做的功和物體吸收的熱量的總和
7.(2015年廣東梅州質(zhì)檢改編)關(guān)于永動機(jī)和熱力學(xué)定律的討論,下列敘述正確的是( )
A.第二類永動機(jī)違反能量守恒定律
B.如果物體從外界吸收了熱量,則物體的內(nèi)能一定增加
C.保持氣體的質(zhì)量和體積不變,當(dāng)溫度升高時,每秒撞擊單位面積器壁的氣體分子數(shù)增多
D.做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能,但從能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的觀點(diǎn)來看,這兩種改變方式是有區(qū)別的
E.第一類永動機(jī)違反了能量守恒定律
二、非選擇題
8.一定質(zhì)量的氣體從外界吸收了4.2×105 J的熱量,同時氣體對外做了6×105 J的功,解答:
(1)物體的內(nèi)能是增加還是減少?變化量是多少?
(2)分子勢能是增加還是減少?
(3)分子的平均動能是增加還是減少?
9.一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在氣缸內(nèi),如圖K11-3-3所示水平放置.活塞的質(zhì)量m=20 kg,橫截面積S=100 cm2,活塞可沿氣缸壁無摩擦滑動但不漏氣,開始使氣缸水平放置,活塞與氣缸底的距離L1=12 cm,離氣缸口的距離L2=3 cm.外界氣溫為27 ℃,大氣壓強(qiáng)為1.0×105 Pa,將氣缸緩慢地轉(zhuǎn)到開口向上的豎直位置,待穩(wěn)定后對缸內(nèi)氣體逐漸加熱,使活塞上表面剛好與氣缸口相平,已知g=10 m/s2,求:
(1)此時氣體的溫度為多少?
(2)在對缸內(nèi)氣體加熱的過程中,氣體膨脹對外做功,同時吸收Q=370 J的熱量,則氣體增加的內(nèi)能ΔU多大?
圖K11-3-3
10.在如圖K11-3-4所示的坐標(biāo)系中,一定質(zhì)量的某種理想氣體先后發(fā)生以下兩種狀態(tài)變化過程:第一種變化是從狀態(tài)A到狀態(tài)B,外界對該氣體做功為6 J;第二種變化是從狀態(tài)A到狀態(tài)C,該氣體從外界吸收的熱量為9 J.圖線AC的反向延長線通過坐標(biāo)原點(diǎn)O,B、C兩狀態(tài)的溫度相同,理想氣體的分子勢能為零.求:
(1)從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程,該氣體對外界做的功W1和其內(nèi)能的增量ΔU1.
(2)從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程,該氣體內(nèi)能的增量ΔU2及其從外界吸收的熱量Q2.
圖K11-3-4
實驗十二 用油膜法估測分子的大小
一、單項選擇題
1.一滴油酸酒精溶液含質(zhì)量為m的純油酸,滴在液面上擴(kuò)散后形成的最大面積為S.已知純油酸的摩爾質(zhì)量為M、密度為ρ,阿伏加德羅常數(shù)為NA,下列表達(dá)式中正確的有( )
A.油酸分子的直徑d=
B.油酸分子的直徑d=
C.油酸所含的分子數(shù)n=NA
D.油酸所含的分子數(shù)n=NA
2.用油膜法測出分子直徑后,要測出阿伏加德羅常數(shù),只需知道油滴的( )
A.摩爾質(zhì)量 B.摩爾體積
C.體積 D.密度
3.關(guān)于油膜面積的測量方法,下列說法中正確的是( )
A.油酸滴入水中后,要立刻用刻度尺去量油膜的面積
B.油酸滴入水中后,要讓油膜盡可能地散開,再用刻度尺去測量油膜的面積
C.油酸滴入水中后,要立即將油膜的輪廓畫在玻璃板上,再利用坐標(biāo)紙去計算油膜的面積
D.油酸滴入水中后,要讓油膜盡可能散開,等收縮到穩(wěn)定狀態(tài)后,再把油膜的輪廓畫在玻璃板上,用坐標(biāo)紙去計算油膜的面積
4.某種油劑的密度為8×102 kg/m3,取這種油劑0.8 g滴在平靜的水面上,最后形成的油膜最大面積約為( )
A.10-10 m2 B.104 m2 C.1010 cm2 D.104 cm2
5.(2014年山東濱州一模)下列說法正確的是( )
A.布朗運(yùn)動是指懸浮固體顆粒的運(yùn)動,反映了固體內(nèi)部分子的無規(guī)則運(yùn)動
B.溫度一定時,水的飽和汽壓也是一定的
C.第一類永動機(jī)違背了能量守恒定律,第二類永動機(jī)沒有違背能量守恒定律,因此,隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,第二類永動機(jī)是可以制成的
D.由阿伏加德羅常數(shù)、氣體的摩爾質(zhì)量和密度,可以估算出該種氣體分子的大小
二、多項選擇題
6.利用油膜法測出了分子直徑D后,若滴在液面上一滴油酸的體積為V,水面上形成的油膜面積為S,這滴油酸中的油酸分子數(shù)為N,阿伏加德羅常數(shù)為NA,則下述表達(dá)式近似正確的是( )
A.V=NπD3 B.S=NπD2 C.V=NADS D.S=NAπD2
7.根據(jù)熱力學(xué)定律,下列說法中正確的是( )
A.電冰箱的工作過程表明,熱量可以從低溫物體向高溫物體傳遞
B.空調(diào)機(jī)在制冷過程中,從室內(nèi)吸收的熱量少于向室外放出的熱量
C.科技的進(jìn)步可以使內(nèi)燃機(jī)成為單一熱源的熱機(jī)
D.能的過度消耗使自然界的能量不斷減少,形成“能源危機(jī)”
三、非選擇題
8.在做“用油膜法估測分子直徑的大小”的實驗時,實驗簡要步驟如下:
A.將畫有油膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上,數(shù)出輪廓內(nèi)的方格數(shù)(不足半個的舍去,多于半個的算一個),再根據(jù)方格的邊長求出油膜的面積S
B.將一滴油酸酒精溶液滴在水面上,待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后,將玻璃板放在淺盤上,用彩筆將薄膜的形狀描畫在玻璃板上
C.用淺盤裝入約2 cm深的水,然后把痱子粉或石膏粉均勻地撒在水面上
D.用公式L=,求出薄膜厚度,即油酸分子直徑的大小
E.根據(jù)油酸酒精溶液的濃度,算出一滴溶液中純油酸的體積V
F.用注射器或滴管將事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒,記下量筒內(nèi)增加一定體積時的滴數(shù)
上述實驗步驟的合理順序是________________.
9.(2014年江蘇二模)在“用油膜法估測分子的大小”實驗中,用注射器將一滴油酸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,在玻璃板上描出油膜的輪廓,隨后把玻璃板放在坐標(biāo)紙上,其形狀如圖S12-1所示,坐標(biāo)紙上正方形小方格的邊長為10 mm,該油酸膜的面積是________m2;若一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是4×10-6 mL,則油酸分子的直徑是________m.(上述結(jié)果均保留一位有效數(shù)字)
圖S12-1
10.(2015年江蘇連云港月考)利用油膜法可以粗略測出阿伏加德羅常數(shù).把密度ρ=0.8×103 kg/m3的某種油,用滴管滴一滴在水面上形成油膜,已知這滴油的體積為V=0.5×10-3 cm3,形成的油膜面積為S=0.7 m2,油的摩爾質(zhì)量M=9×10-2 kg/mol,若把油膜看成單分子層,每個油分子看成球形,那么:
(1)油分子的直徑是多少?
(2)由以上數(shù)據(jù)可粗略測出阿伏加德羅常數(shù)NA是多少?(計算結(jié)果保留一位有效數(shù)字)
專題提升十一 氣體圖象的應(yīng)用
1.一定質(zhì)量的理想氣體的p-t圖象如圖Z11-1所示,在氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中,體積變化情況為( )
圖Z11-1
A.一定不變 B.一定減小
C.一定增大 D.不能判定怎樣變化
2.(多選,2014年新課標(biāo)卷Ⅰ)一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始,經(jīng)歷三個過程ab、bc、ca回到原狀態(tài),其p -T圖象如圖Z11-2所示.下列判斷正確的是( )
圖Z11-2
A.過程ab中氣體一定吸熱
B.過程bc中氣體既不吸熱也不放熱
C.過程ca中外界對氣體所做的功等于氣體所放的熱
D.a、b和c三個狀態(tài)中,狀態(tài)a分子的平均動能最小
E.b和c兩個狀態(tài)中,容器壁單位面積單位時間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同
3.(多選)一定質(zhì)量理想氣體的狀態(tài)經(jīng)歷了如圖Z11-3所示的ab、bc、cd、da四個過程,其中bc的延長線通過原點(diǎn),cd垂直于ab且與水平軸平行,da與bc平行,則氣體體積在( )
圖Z11-3
A.ab過程中不斷增加
B.bc過程中保持不變
C.cd過程中不斷增加
D.da過程中保持不變
4.(多選,2014年湖南十校聯(lián)考)如圖Z11-4所示,固定的導(dǎo)熱氣缸內(nèi)用活塞密封一定質(zhì)量的理想氣體,氣缸置于溫度不變的環(huán)境中.現(xiàn)用力使活塞緩慢地向上移動,密閉氣體的狀態(tài)發(fā)生了變化.下列圖象中p、V和U分別表示該氣體的壓強(qiáng)、體積和內(nèi)能,k表示該氣體分子的平均動能,n表示單位體積內(nèi)氣體的分子數(shù),a、d為雙曲線,b、c為直線.能正確反映上述過程的是( )
圖Z11-4
A B C D
5.(2013年江蘇卷)如圖Z11-5所示,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A.其中,A→B和C→D為等溫過程,B→C和D→A為絕熱過程(氣體與外界無熱量交換).這就是著名的“卡諾循環(huán)”.該循環(huán)過程中,下列說法正確的是( )
圖Z11-5
A.A→B過程中,外界對氣體做功
B.B→C過程中,氣體分子的平均動能增大
C.C→D過程中,單位時間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多
D.D→A過程中,氣體分子的速率分布曲線不發(fā)生變化
6.某同學(xué)利用DIS實驗系統(tǒng)研究一定質(zhì)量理想氣體的狀態(tài)變化,實驗后計算機(jī)屏幕顯示如圖Z11-6所示的p-t圖象.已知在狀態(tài)B時氣體的體積VB=3 L,求:
圖Z11-6
(1)氣體在狀態(tài)A的壓強(qiáng).
(2)氣體在狀態(tài)C的體積.
7.在如圖Z11-7所示的p-V圖象中,一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)過ACB過程至狀態(tài)B,氣體對外做功280 J,吸收熱量410 J;氣體又從狀態(tài)B經(jīng)BDA過程回到狀態(tài)A,這一過程中外界對氣體做功200 J,求:
(1)ACB過程中氣體的內(nèi)能是增加還是減少?變化量是多少?
(2)BDA過程中氣體是吸熱還是放熱?吸收或放出的熱量是多少?
圖Z11-7
8.如圖Z11-8甲所示為“⊥”形上端開口的玻璃管,圖乙為玻璃管內(nèi)封閉氣體的p-V圖象,管內(nèi)有一部分水銀封住氣體,細(xì)管足夠長,圖中大小截面面積分別為S1=2 cm2、S2=1 cm2.封閉氣體初始溫度為57 ℃,封閉氣體長度為L=22 cm.求:
圖Z11-8
(1)封閉氣體初始狀態(tài)的壓強(qiáng).
(2)當(dāng)緩慢升高氣體溫度到多高時方可將所有水銀全部擠入細(xì)管內(nèi).
(3)當(dāng)溫度升高至492 K時,液柱下端離開粗細(xì)接口處的距離.
專題十一 熱 學(xué)
第1講 分子動理論 內(nèi)能
1.ADE 2.ABC 3.CDE 4.BCE 5.ADE
6.CDE 解析:當(dāng)分子間距離等于平衡距離時,分子力為零,分子勢能最?。划?dāng)分子間距離小平衡距離時,分子力表現(xiàn)為斥力,故r2處分子間的作用力為零,所以r=r2處釋放的兩個分子,它們之間沒有相互作用力,故它們將保持原來的靜止?fàn)顟B(tài),A、B錯誤.當(dāng)r=r1,分子間表現(xiàn)為斥力,隨著距離的增大,斥力在減小,所以加速度在減小,當(dāng)?shù)絩=r2處作用力為零,加速度為零,速度最大,之后分子間表現(xiàn)為引力,距離增大,引力增大,加速度增大,故加速度先減小后增大,故CD正確.r=r2為平衡位置,平衡位置的分子勢能最小,故E正確.
7.BCE 解析:氣體分子在做無規(guī)則的運(yùn)動,失去容器后就會散開,選項A錯誤;一定量100 ℃的水變成100 ℃的水蒸氣,因溫度不變,平均動能不變,而內(nèi)能增加,所以其分子之間的勢能增加,選項B正確;根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程知如果壓強(qiáng)不變,體積增大,溫度升高,根據(jù)ΔU=W+Q,ΔU>0,W<0,故Q>0,它一定從外界吸熱,選項C正確;若氣體的體積增大,分子密度減小,壓強(qiáng)可能減小,選項D錯誤;內(nèi)能等于其所有分子熱運(yùn)動動能和分子之間勢能的總和,選項E正確.
8.ACE 9.ABD
10.CDE 解析:物體的內(nèi)能為所有分子的動能和分子勢能之和,物體的內(nèi)能不僅與溫度有關(guān),還與物體的質(zhì)量、體積有關(guān),A錯誤.分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動,所以瞬時速度可能為0,B錯誤.當(dāng)液體與大氣相接觸,表面層內(nèi)分子所受其他分子的斥力和引力,其中引力大于斥力表現(xiàn)為相互吸引,故C正確.因為溫度是分子平均動能的標(biāo)志,故D正確.根據(jù)氣體壓強(qiáng)的定義可知,單位體積內(nèi)的分子數(shù)和溫度決定氣體分子單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù),所以E正確.
11.解:設(shè)氣體體積為V0,變?yōu)橐后w后體積為V1
氣體分子數(shù)n=NA,V1=n(或V1=nd3)
則=πd3NA(或=d3NA)
解得≈1×10-4(9×10-5~2×10-4均正確).
第2講 氣體、液體和固體
1.ACD 解析:水的表面分子間距較大,分子力表現(xiàn)為引力,這種分子之間的引力具有收縮的趨勢,針輕放在水面上,它會浮在水面上,正是由于表面存在表面張力的緣故,A正確;水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠,而在干凈的玻璃板上卻不能,這是因為水不浸潤油脂,但可以浸潤玻璃,B錯誤;在圍繞地球飛行的宇宙飛船中,水滴處于完全失重狀態(tài),水滴表面僅在表面張力的作用下有收縮為球形的趨勢,C正確;在毛細(xì)現(xiàn)象中,毛細(xì)管中的液面有的升高,有的降低,這與液體的種類和毛細(xì)管的材料有關(guān),D正確;當(dāng)兩薄玻璃板間夾有一層水膜時,在垂直于玻璃板的方向很難將玻璃拉開, 這是由于玻璃板之間沒有空氣,即氣壓為零,而兩玻璃板外面存在大氣壓強(qiáng),大氣壓將兩塊玻璃緊緊地壓在一起,E錯誤.
2.ACD 3.ADE 4.CDE 5.BDE 6.BCE
7.解:(1)以cmHg為壓強(qiáng)單位,設(shè)A側(cè)空氣柱長度l=10.0 cm時壓強(qiáng)為p;當(dāng)兩側(cè)水銀面的高度差為h1=10.0 cm時,空氣柱的長度為l1,壓強(qiáng)為p1,由玻意耳定律得pl=p1l1
由力學(xué)平衡條件得p=p0+h
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)水銀面和高度差也隨之減小,直至B側(cè)水銀低于A側(cè)水銀面h1為止,由力學(xué)平衡有p1=p0-h(huán)1
并代入數(shù)據(jù)得l1=12.0 cm.
(2)當(dāng)A、B兩側(cè)水銀面達(dá)到同一高度時,設(shè)A側(cè)空氣柱的長度為l2,壓強(qiáng)為p2.
由玻意耳定律得pl=p2l2
由力學(xué)平衡條件可知p2=p0
代入數(shù)據(jù)得l2=10.4 cm
設(shè)注入的水銀在管內(nèi)的長度為Δh,依題意有
Δh=2(l1-l2)+h1=13.2 cm.
8.解:(1)氣缸內(nèi)氣體為等壓變化,即=
初始V1=(S1+S2),末狀態(tài)V2=LS2
代入可得T2=330 K.
(2)對大小活塞受力分析則有
m1g+m2g+(p1-p)S2=-pS1+p1S1
可得p1=1.1×105 Pa
缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達(dá)到熱平衡時,氣體體積不變,為等容變化,有=
可得p2=1.01×105 Pa.
9.解:設(shè)活塞的橫截面積為S,沙子倒在活塞上后,對氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)為Δp,由玻意耳定律得
phS=(p+Δp)(h-h(huán))S?、?
解得Δp=p?、?
外界的溫度變?yōu)門后,設(shè)活塞距離底面的高度h′1.
根據(jù)蓋-呂薩克定律,得=?、?
解得h′=h?、?
據(jù)題意可得Δp=?、?
氣體最后的體積為V=Sh′?、?
聯(lián)立②④⑤⑥式得V=.
10.解:(1)等容變化:=,解得p2=2.0×105Pa.
(2)活塞受力平衡,故封閉氣壓強(qiáng)為
p3=p0+=1.2×105 Pa
根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程,有=
解得L3=18 cm.
(3)等溫變化p3V3=p4V4,
解得p4=1.35×105 Pa
應(yīng)豎直向上做勻加速直線運(yùn)動,對活塞,
由牛頓第二定律p4S-p3S-mg=ma
解得a=7.5 m/s2.
第3講 熱力學(xué)定律 能量守恒
1.ABD 2.ACD 3.ABC 4.ABC 5.BDE 6.CDE 7.CDE
8.解:(1)氣體從外界吸熱為Q=4.2×105 J
氣體對外做功W=-6×105 J
由熱力學(xué)第一定律得
ΔU=W+Q=-6×105 J+4.2×105 J=-1.8×105 J
ΔU為負(fù),說明氣體的內(nèi)能減少了,減少了1.8×105 J.
(2)因為氣體對外做功,所以氣體的體積膨脹,分子間的距離增大了,分子力做負(fù)功,氣體分子勢能增加了.
(3)因為氣體內(nèi)能減少,同時氣體分子勢能增加,說明氣體分子的平均動能一定減少了.
9.解:(1)當(dāng)氣缸水平放置時,p0=1.0×105 Pa
V0=L1S,T0=(273+27) K
當(dāng)氣缸口朝上,活塞到達(dá)氣缸口時,活塞的受力分析圖如圖D119所示,有p1S=p0S+mg
圖D119
則p1=p0+=1.0×105 Pa+ Pa=1.2×105 Pa
V1=(L1+L2)S
由理想氣體狀態(tài)方程得=
則T1=T0=×300 K=450 K.
(2)當(dāng)氣缸口向上,未加熱穩(wěn)定時,由玻意耳定律得
p0L1S=p1LS
則L== cm=10 cm
加熱后,氣體做等壓變化,外界對氣體做功為
W=-p0(L1+L2-L)S-mg(L1+L2-L)=-60 J
根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q得ΔU=310 J.
10.解:(1)從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程,氣體發(fā)生等容變化
該氣體對外界做的功W1=0
根據(jù)熱力學(xué)第一定律有ΔU1=W1+Q1
內(nèi)能的增量ΔU1=Q1=9 J.
(2)從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程,體積減小,溫度升高
該氣體內(nèi)能的增量ΔU2=ΔU1=9 J
根據(jù)熱力學(xué)第一定律有ΔU2=W2+Q2
從外界吸收的熱量Q2=ΔU2-W2=3 J.
實驗十二 用油膜法估測分子的大小
1.C 2.B 3.D 4.B 5.B
6.AB 解析:油酸分子的體積V0=πD3,所以這滴油酸(共有N個分子)的體積V=NV0=NπD3,故A正確,C錯誤;油酸分子所占面積S0=πD2,所以含有N個分子的這滴油酸油膜的面積S=NS0=NπD2,故B正確、D錯誤.
7.AB
8.CFBAED(或CFEBAD或FECBAD)
9.8×10-3 5×10-10
10.解:(1)油分子的直徑d== m≈7×10-10 m.
(2)油的摩爾體積為VA=
每個油分子的體積為V0==
阿伏加德羅常數(shù)為NA=
聯(lián)立以上各式解得NA=
代入數(shù)值解得NA≈6×1023 mol-1.
專題提升十一 氣體圖象的應(yīng)用
1.D 解析:因一定質(zhì)量理想氣體的等容線在p-T圖上為過原點(diǎn)的直線,且圖線斜率與氣體體積成反比;而在p-t圖上應(yīng)為過t軸上-273 ℃的直線,本題圖無法確定BA的延長線與t軸的交點(diǎn)坐標(biāo),因而無法比較t軸上-273 ℃的點(diǎn)分別與A、B兩點(diǎn)連線的斜率大小,也就無法比較A、B兩狀態(tài)體積的大小,故應(yīng)選D.
2.ADE
3.AB 解析:因為bc的延長線通過原點(diǎn),所以bc是等容線,即氣體體積在bc過程中保持不變,B正確;ab是等溫線,壓強(qiáng)減小則體積增大,A正確;cd是等壓線,溫度降低則體積減小,C錯誤;連接aO交cd于e點(diǎn),如圖D120所示,則ae是等容線,即Va=Ve,因為Vd
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