高中物理二轮复习 (12)

专题八 第1讲 (选修3－3)1．(2014·郑州市二模)(1)下列说法中正确的是________．A ．一定质量的理想气体在等压膨胀过程中温度一定升高B ．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零C ．分子间的距离r 存在某一值r 0，当r 大于r 0时，分子间斥力大于引力；当r 小于r 0时，分子间斥力小于引力D ．由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液体表面分子间作用力表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势E ．关于一定质量的气体，只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低(2)某登山运动员在一次攀登珠穆朗玛峰的过程中，在接近山顶时他手腕上裸露在外的密闭防水手表的表盘玻璃突然爆裂了，而手表没有受到任何撞击，该手表出厂时给出的参数为：27 ℃时表内气体压强为1.0×105 Pa(常温下的大气压强值)，当内、外压强差超过一定的临界值时表盘玻璃将爆裂．爆裂时登山运动员携带的温度计的读数是－21 ℃，爆裂前表内气体体积的变化可忽略不计(气体可视为理想气体，结果保留两位有效数字)． ①表盘玻璃爆裂前一瞬间，表内气体的压强为多大？②若表盘玻璃爆裂时外界大气压强是2.4×104 Pa ，请判断手表的表盘玻璃是向外爆裂还是向内爆裂？解析： (1)由pV T＝常量，可知压强一定，体积增大，温度升高，选项A 正确；气体压强是由气体分子对器壁的碰撞产生的，而分子的无规则运动与容器系统的运动状态无关，选项B 错误；分子间的距离r 存在某一值r 0，当r 大于r 0时，分子间斥力小于引力；当r 小于r 0时，分子间斥力大于引力，选项C 错误；液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液体表面分子间作用力表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势，即液体的表面张力，选项D 正确；温度是分子平均动能的标志，气体分子热运动的剧烈程度减弱，气体的温度就降低，选项E 正确．(2)①由p 1T 1＝p 2T 2，p 1＝1.0×105 Pa ，T 1＝300 K ，T 2＝252 K 解得p 2＝8.4×104 Pa.②向外爆裂．答案： (1)ADE (2)①8.4×104 Pa ②向外爆裂2．(2014·高考冲刺卷七)(1)下列说法正确的是________．A ．做功和热传递在改变物体内能上是等效的B ．布朗运动就是液体分子的热运动C ．分子间的引力和斥力是不能同时存在的，有引力就不会有斥力D ．一定质量的理想气体的内能只与温度有关，温度越高，内能越大E ．一定质量的理想气体吸热时，其温度不一定升高(2)如图所示，一定质量的理想气体从状态A 变化到状态B ，再由状态B 变化到状态C .已知状态A 的温度为300 K.①求气体在状态B 的温度；②由状态B 变化到状态C 的过程中，气体是吸热还是放热？简要说明理由．解析： (1)做功和热传递是改变内能的两种方式，A 正确；布朗运动是固体小颗粒的无规则运动，B 错误；分子间的引力和斥力是同时存在的，C 错误；由于理想气体无分子势能，只有分子动能，分子动能大小由温度决定，故一定质量的理想气体的内能只与温度有关，温度越高，内能越大，因此D 正确；若气体吸热的同时也对外界做功则内能就可能减小，温度也就可能降低，故E 正确．(2)①由理想气体的状态方程p A V A T A ＝p B V B T B得气体在状态B 的温度T B ＝p B V B T A p A V A ＝1 200 K ②由状态B 到状态C ，气体做等容变化，由查理定律得p B T B ＝p C T C， 则T C ＝p C p BT B ＝600 K 气体由状态B 到状态C 为等容变化，气体不做功，但温度降低，内能减小．根据热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q ，ΔU ＜0，W ＝0，故Q ＜0，可知气体要放热．答案： (1)ADE (2)①1 200 K ②放热3．(2014·武汉市调研考试)(1)下列说法正确的是________．A ．在围绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中，自由漂浮的水滴呈球形，这是液体表面张力作用的结果B ．布朗运动指的是悬浮在液体里的花粉中的分子的运动C ．对气体而言，尽管大量分子做无规则运动，速率有大有小，但分子的速率是按一定的规律分布的D ．一定质量的理想气体，在等温膨胀的过程中，对外界做功，但内能不变E ．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零 (2)如图，导热性能极好的汽缸，高为L ＝1 m ，开口向上固定在水平面上，汽缸中有横截面积为S ＝100 cm 2、质量为m ＝10 kg 的光滑活塞，活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内．当外界温度为t ＝27 ℃、大气压为p 0＝1×105 Pa 时，气柱高度为l ＝0.9 m ，汽缸和活塞的厚度均可忽略不计，取g ＝10 m/s 2.求：①如果气体温度保持不变，将活塞缓慢拉至汽缸顶端，在顶端处，竖直拉力F 的大小； ②如果外界温度缓慢升高到恰使活塞移至汽缸顶端，外界温度为多少摄氏度．解析： (1)由于液体表面张力的作用，宇宙飞船中自由漂浮的水滴呈球形，选项A 正确；布朗运动是指液体里花粉微粒的运动，选项B 错误；大量分子在做无规则运动的时候，速率是有一定规律分布的，选项C 正确；等温膨胀过程中，气体会对外做功，温度不变，则气体要吸收热量，内能是不变的，选项D 正确；气体的压强不仅仅是重力的压强，在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强不为零，选项E 错误；因此答案选ACD.(2)①设起始状态汽缸内气体压强为p 1，当活塞被缓慢拉至汽缸顶端时汽缸内气体压强为p 2.由玻意耳定律得：p 1lS ＝p 2LS在起始状态对活塞由受力平衡得：p 1S ＝mg ＋p 0S对活塞由受力平衡得：F ＋p 2S ＝mg ＋p 0S解得F ＝110 N.②由盖—吕萨克定律得：lS T ＝LS T ′其中：T ＝300 K T ′＝(273＋t ′) K解得t ′≈60.3 ℃.答案： (1)ACD (2)①110 N ②60.3 ℃4．(2014·贵州省六校联盟第一次联考)(1)以下关于分子动理论的说法中正确的是________．A ．物质是由大量分子组成的B ．－2 ℃时水已经结为冰，部分水分子已经停止了热运动C ．分子势能随分子间距离的增大，可能先减小后增大D ．分子间的引力与斥力都随分子间的距离的增大而减小E．扩散和布朗运动的实质是相同的，都是分子的无规则运动(2)如图所示，竖直放置的汽缸，活塞横截面积为S＝0.01 m2，可在汽缸内无摩擦滑动．汽缸侧壁有一个小孔与装有水银的U形玻璃管相通，汽缸内封闭了一段高为80 cm的气柱(U 形管内的气体体积不计)．此时缸内气体温度为7 ℃，U形管内水银面高度差h1＝5 cm.已知大气压强p0＝1.0×105 Pa，水银的密度ρ＝13.6×103 kg/m3，重力加速度g取10 m/s2.①求活塞的质量m；②若对汽缸缓慢加热的同时，在活塞上缓慢添加砂粒，可保持活塞的高度不变．当缸内气体温度升高到37℃时，求U形管内水银面的高度差．解析：(1)根据分子动理论的内容可知：物质是由大量分子组成的，A正确；－2 ℃时水已经结为冰，但分子运动永不停息，B错误；分子势能随分子间距离的增大，可能先减小后增大，C正确；分子间的引力与斥力都随分子间的距离的增大而减小，D正确；扩散和布朗运动的实质是不同的，E错误．(2)①对活塞，有：p0S＋mg＝p1S由题意，可知：p1＝p0＋pgh1解得：m＝ph1S代入数值得m＝6.8 kg②活塞位置不变，汽缸内气体做等容变化由p1T1＝p2T2T1＝280 K，T2＝310 K，p2＝p0＋pgh2代入数值得h2＝13.4 cm.答案：(1)ACD(2)①6.8 kg②13.4 m5．(2014·石家庄市质量检测二)(1)下列说法正确的是________．A．气体扩散现象表明气体分子间存在斥力B．对于同一理想气体，温度越高，分子平均动能越大C．热量总是自发地从分子平均动能大的物体传递到分子平均动能小的物体D．用活塞压缩汽缸内的理想气体，对气体做了3.0×105 J的功，同时气体向外界放出1.5×105 J的热量，则气体内能增加了1.5×105 JE．在阳光照射下，可以观察到教室空气中飞舞的灰尘做无规则运动，灰尘的运动属于布朗运动(2)如图所示，两端开口的汽缸水平固定，A 、B 是两个厚度不计的活塞，可在汽缸内无摩擦滑动．面积分别为S 1＝20 cm 2 ，S 2＝10 cm 2，它们之间用一根细杆连接，B 通过水平细绳绕过光滑的定滑轮与质量为M ＝2 kg 的重物C 连接，静止时汽缸中的气体温度T 1＝600 K ，汽缸两部分的气柱长均为L ，已知大气压强p 0＝1×105 Pa ，取g ＝10 m/s 2，缸内气体可看做理想气体．①活塞静止时，求汽缸内气体的压强；②若降低汽缸内气体的温度，当活塞A 缓慢向右移动12L 时，求汽缸内气体的温度． 解析： (2)①设静止时汽缸内气体压强为p 1，活塞受力平衡：p 1S 1＋p 0S 2＝p 0S 1＋p 1S 2＋Mg代入数据解得压强p 1＝1.2×105 Pa.②由活塞A 受力平衡可知缸内气体压强没有变化，由盖—吕萨克定律得：S 1L ＋S 2L T 1＝S 1L 2＋S 23L 2T 2代入数据解得：T 2＝500 K.答案： (1)BCD (2)①1.2×105 Pa ②500 K6. (2014·沈阳市质量监测)(1)如图所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子间的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e 为两曲线的交点，则下列说法正确的是________．A ．ab 为斥力曲线，cd 为引力曲线，e 点横坐标的数量级为10－10 m B ．ab 为引力曲线，cd 为斥力曲线，e 点横坐标的数量级为10－10 mC ．若两个分子间距离增大，则分子势能也增大D ．由分子动理论可知：温度相同的氢气和氧气，分子平均动能相同E ．质量和温度都相同的氢气和氧气(视为理想气体)，氢气的内能大(2)内壁光滑的导热汽缸竖直浸放在盛有27 ℃温水的恒温水槽中，用不计质量的活塞封闭了压强为1.0×105 Pa 、体积为2.0×10－3 m 3的理想气体．现在活塞上方缓缓倒上质量为0.5 kg 的砂子，封闭气体的体积变为V 1；然后将汽缸移出水槽，经过缓慢降温，气体温度最终变为－23℃.已知活塞面积为2×10－4 m 2，大气压强为1.0×105 Pa ，g 取10 m/s 2，求：①气体体积V 1；②汽缸内气体的最终体积V 2(结果保留两位有效数字)．解析： (1)由分子间相互作用力关系可知，当分子间距离小于r 0时，表现为斥力，分子间距离大于r 0时，表现为引力，因此选项A 错误B 正确；当分子间距离小于r 0时，分子间距离增大，分子间作用力做正功，分子势能减小，当分子间距离大于r 0时，分子间距离增大，分子间作用力做负功，分子势能增大，选项C 错误；由分子动理论可知，选项D 正确；由理想气体状态方程可知，选项E 正确．答案选B 、D 、E.(2)①汽缸在水槽中，往活塞上方缓缓倒砂子过程中，气体发生等温变化p 1＝p 0＋mg S＝1.25×105 Pa 根据玻意耳定律有p 0V 0＝p 1V 1解得：V 1＝1.6×10－3m 3 ②移出水槽后，气体发生等压变化，根据盖—吕萨克定律得V 1T 1＝V 2T 2解得：V 2＝1.3×10－3 m 3.答案： (1)BDE (2)①1.6×10－3 m 3 ②1.3×10－3m 3。