【創(chuàng)新設(shè)計】（浙江專用）高考物理三輪考前通關(guān) 終極猜想22 分子動理論 氣體及熱力學定律(1).doc

終極猜想二十二分子動理論氣體及熱力學定律(本卷共5小題，滿分45分建議時間：30分鐘 )1(1)下列說法中正確的是_a氣體的溫度升高時，分子的熱運動變得劇烈，分子的平均動能增大，撞擊器壁時對器壁的作用力增大，從而氣體的壓強一定增大b把兩塊純凈的鉛壓緊，它們會“粘”在一起，說明分子間存在引力c破碎的玻璃不能重新拼接在一起是因為其分子間存在斥力作用d分子a從遠處趨近固定不動的分子b，只受分子之間作用力，當a到達受b的作用力為零處時，a的動能一定最大(2)如圖1所示，一導熱性良好的氣缸豎直放置于恒溫的環(huán)境中，氣缸內(nèi)有一質(zhì)量不可忽略的水平活塞，將一定質(zhì)量的理想氣體封在氣缸內(nèi)，活塞與氣缸壁無摩擦，氣缸不漏氣，整個裝置處于平衡狀態(tài)活塞上放置一廣口瓶，瓶中盛有一定量的酒精，經(jīng)過一段較長時間后，與原來相比較，氣體的壓強_(填“減小”、“不變”或“增大”)，氣體_(填“吸熱”或“放熱”)圖1(3)目前，環(huán)境污染已非常嚴重，瓶裝純凈水已經(jīng)占領(lǐng)柜臺再嚴重下去，瓶裝純凈空氣也會上市設(shè)瓶子的容積為500 ml，空氣的摩爾質(zhì)量m29103 kg/mol.按標準狀況計算，na6.01023 mol1，試估算：空氣分子的平均質(zhì)量是多少？一瓶純凈空氣的質(zhì)量是多少？一瓶中約有多少個氣體分子？解析(1)氣體的溫度升高時，分子的熱運動變得劇烈，分子的平均動能增大，撞擊器壁時對器壁的作用力增大，但是氣體的壓強不一定增大，還要看分子的密集程度，a項錯誤；把兩塊純凈的鉛壓緊，它們會“粘”在一起，是分子間引力的作用，b項正確；玻璃斷面凹凸不平，即使用很大的力也不能使兩斷面間距接近分子引力作用的距離，所以碎玻璃不能接合，若把玻璃加熱，玻璃變軟，則可重新接合，所以c項錯誤；分子a從遠處趨近固定不動的分子b，只受分子之間作用力，先是引力做正功，當a到達受b的作用力為零處時，a的動能一定最大，d項正確(2)由于酒精蒸發(fā)，所以質(zhì)量變小，氣體的壓強為psmgp0s，氣體的壓強減小因為氣缸為導熱氣缸，所以氣體的變化為等溫變化，因為壓強減小，體積增大，溫度不變，所以要吸熱(3)m kg4.81026 kgm空v瓶 kg6.5104 kg分子數(shù)nnnana1.31022個答案(1)bd(2)減小吸熱(3)4.81026 kg6.5104 kg1.31022個2(1)下列關(guān)于分子動理論說法中正確的是_(填選項前的編號)a分子勢能隨著分子間距離的增大，可能先減小后增大b分子間的相互作用力隨著分子間距離的增大，一定先減小后增大c物體溫度越高，則該物體內(nèi)所有分子運動的速率都一定越大d顯微鏡下觀察到墨水中的小顆粒在不停的做無規(guī)則運動，這就是液體分子的運動(2)一定質(zhì)量的某種理想氣體從狀態(tài)a開始按圖示的箭頭方向經(jīng)過狀態(tài)b達到狀態(tài)c.已知氣體在a狀態(tài)時的體積為1.5 l，求：圖2氣體在狀態(tài)c時的體積；從微觀上解析從狀態(tài)b到狀態(tài)c氣體壓強變化的原因；說明ab、bc兩個變化過程是吸熱還是放熱，并比較熱量大小解析(1)當分子間距離rr0時，分子間距離增大，分子力做負功，分子勢能增加，所以a對b錯；溫度越高，物體內(nèi)大量分子的平均速率增大，并不是所有分子速率都增大，c錯；布朗運動中，是液體中的小顆粒在做無規(guī)則的運動，從而間接的反映出液體分子在做無規(guī)則運動，d錯(2)a至b過程為等壓變化，由蓋呂薩克定律得得vb l2 lb至c為等容過程，所以vcvb2 l氣體的體積一定，分子密度不變，當溫度降低時，分子的平均動能減小，所以壓強減小ab過程是吸熱，bc過程是放熱ab過程吸收的熱量大于bc過程放出的熱量答案(1)a(2)2 l見解析ab吸熱，bc放熱，吸熱大于放熱3(1)下列說法正確的是()a一定質(zhì)量的理想氣體，若體積不變，當分子熱運動變得劇烈時，壓強一定變大b熱量只能從高溫物體傳到低溫物體c物體的溫度越高，每個分子的動能越大d如果沒有漏氣，也沒有摩擦的能量損失，內(nèi)燃機就可以把內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機械能(2)如圖3所示，有一長為l、右端開口的圓柱形氣缸，一個質(zhì)量不計的薄活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，開始時活塞處在離左端l處，氣體溫度為27 ，現(xiàn)對氣體加熱求：當加熱到427 時，氣體的壓強(已知外界大氣壓恒為p0，絕對零度為273 ，活塞阻力不計)圖3解析(1)當氣體體積不變，分子熱運動變劇烈時單位時間內(nèi)撞擊器壁的分子數(shù)增加，對器壁的撞擊作用力增大，壓強變大，a對；熱量不能自發(fā)的從低溫物體傳向高溫物體，在外界影響下可以傳向高溫物體，b錯；溫度升高氣體分子的平均動能增大，c錯；能量轉(zhuǎn)化有方向性，內(nèi)能不能完全轉(zhuǎn)化為機械能，d錯(2)開始加熱活塞移動的過程中封閉氣體作等壓變化設(shè)氣缸橫截面積為s，活塞恰移動到氣缸右端開口處時，氣體溫度為t ，則對于封閉氣體狀態(tài)一：t1(27273) k，v1ls狀態(tài)二：t(t273) k，vls由可得，解得t177 說明當加熱到427 時氣體的壓強變?yōu)閜3，在此之前活塞已移動到氣缸右端開口處，對于封閉氣體初狀態(tài)：t1300 k，v1ls，p1p0末狀態(tài)：t3700 k，v3ls，由可得p3p1，代入數(shù)據(jù)得：p3p0答案(1)a(2)p04(1)以下說法中正確的是_a分子間的距離增大時，分子間的引力增大、斥力減小b物體的溫度升高時，分子的平均動能將增大c物體吸熱時，它的內(nèi)能一定增加d熱量可以由低溫物體傳到高溫物體(2)利用油膜法估測油酸分子直徑的大小時，用滴管將體積分數(shù)為0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下滴入1 ml酒精油酸溶液時的滴數(shù)n；則每滴油酸溶液中含有的油酸體積為_ ml，將n滴油酸酒精溶液滴到水面上，測得油酸薄膜的面積為s cm2；則單個油酸分子的直徑為_ cm.(3)圖4中a、b氣缸的長度和截面積均為30 cm和20 cm2，c是可在氣缸內(nèi)無摩擦滑動的、體積不計的活塞，d為閥門整個裝置均由導熱材料制成起初閥門關(guān)閉，a內(nèi)有壓強pa2.0105 pa的氮氣b內(nèi)有壓強pb1.0105 pa的氧氣閥門打開后，活塞c向右移動，最后達到平衡求：圖4活塞c移動的距離及平衡后b中氣體的壓強；活塞c移動過程中a中氣體是吸熱還是放熱(簡要說明理由)(假定氧氣和氮氣均為理想氣體，連接氣缸的管道體積可忽略)解析(1)分子間距增大時，分子間的引力與斥力都減??；由于分子運動的無規(guī)則性，溫度升高時，分子的平均動能將增加；物體吸熱的同時對外做功，且做的功等于吸的熱，則它的內(nèi)能不變；通過做功，熱量可以從低溫物體傳到高溫物體所以選項b、d正確(2)單個油酸分子的直徑等于油膜的厚度，每滴油酸溶液的體積為 ml，每滴油酸溶液中含有的油酸體積為0.05% ml，油膜的體積為v0.05%n ml，則分子的直徑(即油膜的厚度)為d cm.(3)由玻意耳定律，對a部分氣體有palsp(lx)s對b部分氣體有pblsp(lx)s代入相關(guān)數(shù)據(jù)解得p1.5105 pa，x10 cm活塞c向右移動的過程中a中氣體對外做功，而氣體發(fā)生等溫變化，內(nèi)能不變，故a中氣體從外界吸熱答案(1)bd(2)0.05%(3)10 cm1.5105 pa吸熱5(1)下列說法正確的是_(填入正確選項前的字母)a兩個分子之間的作用力會隨著距離的增大而減小b物體的內(nèi)能在宏觀上只與其溫度和體積有關(guān)c一定質(zhì)量的氣體經(jīng)歷等容過程，如果吸熱則其內(nèi)能一定增加d物質(zhì)的狀態(tài)在一定的條件下可以相互轉(zhuǎn)變，在轉(zhuǎn)變過程中會發(fā)生能量交換(2)如圖5所示，兩端開口、粗細均勻的足夠長玻璃管插在大水銀槽中，管的上部有一定長度的水銀，兩段空氣柱被封閉在左右兩側(cè)的豎直管中開啟上部連通左右水銀的閥門a，當溫度為300 k時，水銀的平衡位置如圖(h1h25 cm，l150 cm)，大氣壓為75 cm hg.求：圖5右管內(nèi)氣柱的長度l2；關(guān)閉閥門a，當溫度升至405 k時，左側(cè)豎直管內(nèi)氣柱的長度l3.解析(1)由分子動理論可知，當兩個分子之間表現(xiàn)為引力時，其作用力隨分子間的距離增大先增大后減小，a錯誤；物體的內(nèi)能在宏觀上與溫度、體積以及物質(zhì)的質(zhì)量有關(guān)，b錯誤；等容變化過程中，外界對氣體不做功，故吸熱內(nèi)能一定增大，c正確；物質(zhì)的狀態(tài)在一定的條件下可以相互轉(zhuǎn)變，在轉(zhuǎn)變過程中會涉及能量變換，d正確(2)左管內(nèi)氣體壓強：p1p0h280 cmhg右管內(nèi)氣體壓強：p2p1h185 cmhgp2p0h3，得右管內(nèi)外液面高度差h310