江苏专版版高考物理一轮复习 第十一章 选修部分 微专题75备考精炼 选修33Word文件下载.docx
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④测得此油膜面积为3.60×
102cm2.
(1)这种粗测方法是将每个分子视为球形,让油酸尽可能地在水面上散开,则形成的油膜面积可视为________,这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径.
(2)利用数据可求得油酸分子的直径约为__________m.
4.如图1所示,一汽缸竖直放置,用一质量为m的活塞在缸内封闭了一定量的理想气体,在汽缸的底部安装有一根电热丝,用导线和外界电源相连,已知汽缸壁和活塞都是绝热的,汽缸壁与活塞间接触光滑且不漏气.现接通电源,电热丝对缸内气体缓慢加热.设活塞横截面积为S,外界大气压强为p0,电热丝热功率为P,测得通电t时间内活塞缓慢向上移动高度h,求:
(重力加速度为g)
图1
(1)汽缸内气体压强的大小;
(2)t时间内缸内气体对外所做的功和内能的变化量.
5.(2017·
江苏高考考前模拟
(二))下列说法中正确的是( )
A.当分子间作用力表现为斥力时,分子势能随分子间距离的增大而增大
B.气体压强的大小跟气体分子的平均动能有关,与分子的密集程度无关
C.有规则外形的物体是晶体,没有确定的几何外形的物体是非晶体
D.由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离,液面分子间表现为引力,所以液体表面具有收缩的趋势
6.一定质量的理想气体经历了如图2所示A到B状态变化的过程,已知气体状态A参量为pA、VA、tA,状态B参量为pB、VB、tB,则有:
pA____pB(选填“>”“<”或“=”).若A到B过程气体内能变化为ΔU,则气体吸收的热量Q=____________.
图2
7.冬天天气寒冷,有时室内需要加温.如果有一房间室内面积为22.4m2,高为3.0m,室内空气通过房间缝隙与外界大气相通,开始时室内温度为0℃,通过加热使室内温度升为20℃.若上述过程中大气压强不变,已知气体在0℃的摩尔体积为22.4L/mol,阿伏加德罗常数为6.0×
1023mol-1,试估算这个过程中有多少个空气分子从室内跑出.(结果保留两位有效数字)
8.(2017·
江苏三模)一定质量的理想气体经过如图3所示的一系列过程:
图3
(1)下列说法正确的是________.
A.由a→b过程,气体内能增加
B.由a→b过程,气体分子热运动加剧
C.当分子热运动减缓时,压强必定减小
D.当分子平均动能增大时,气体体积可以保持不变
(2)在上述b→c过程中,____________(选填“气体对外”或“外界对气体”)做功;
c→a过程中,气体____________(选填“从外界吸收”或“向外界放出”)热量.
(3)若已知该理想气体在a状态时的温度为Ta,在b状态时的体积为Vb,在c状态时的温度为Tc、密度为ρ、摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,试计算该理想气体中的分子数.
9.(2017·
淮阴区校级期末)一位同学为了表演“轻功”,用打气筒给4只相同气球充以相等质量的空气(可视为理想气体),然后将它们放置在水平木板上,再在气球的上方平放一块轻质塑料板,如图4所示,这位同学慢慢站上轻质塑料板中间位置的过程中,气球一直没有破裂,球内气体温度可视为不变.
图4
A.气球内气体的压强是由于气体重力而产生的
B.由于该同学压迫气球,球内气体分子间表现为斥力
C.气球内气体分子平均动能不变
D.气球内气体的体积是所有气体分子的体积之和
(2)表演过程中,对球内气体共做了4J的功,此过程中气球______(填“吸收”或“放出”)热量.若某气球突然爆炸,则该气球内的气体内能______(填“增加”或“减少”).
(3)一只气球内气体的体积为V,密度为ρ,平均摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,试用以上字母表示这个气球内气体的分子个数及分子间的平均距离.
10.(2018·
南京市玄武区模拟)
(1)下列说法正确的有______.
A.天然水晶熔化后再凝固的水晶(石英玻璃)仍然是晶体
B.大气中氢含量较少的原因是氢分子平均速率较大,更容易发生逃逸
C.相同的温度下,液体的扩散速度等于固体的扩散速度
D.人类使用能量的过程是将高品质的能量最终转化为低品质的内能
(2)汽车内燃机汽缸内汽油燃烧时,气体体积膨胀推动活塞对外做功.已知在某次对外做功的冲程中,汽油燃烧释放的化学能为1×
103J,因尾气排放、汽缸发热等对外散失的热量为8×
102J.该内燃机的效率为________.随着科技的进步,可设法减少热量的损失,则内燃机的效率能不断提高,其效率__________(选填“有可能”或“仍不可能”)达到100%.
(3)已知地球到月球的平均距离为384400km,金原子的直径为3.48×
10-9m,金的摩尔质量为197g/mol.若将金原子一个接一个地紧挨排列起来,筑成从地球通往月球的“分子大道”(已知NA=6.02×
1023mol-1).试问:
①该“分子大道”需要多少个原子?
②这些原子的总质量为多少?
答案精析
1.
(1)C
(2)对外做功
(3)①
②
解析
(1)在p-V图中等温线为双曲线的一支,而且越远离坐标原点的温度越高,沿着背风坡下降时升温,所以图象应该由低等温线指向高等温线,另外在此过程中空气团的体积和压强均变化,故选C.
(2)空气团在山的迎风坡上升时温度降低,空气团内能减小,又绝热,根据热力学第一定律可知空气团对外做功.
根据U=CT得:
ΔU=CΔT①
空气团沿着背风坡下降过程中,外界对空气团做功为W,
根据热力学第一定律得:
ΔU=W+Q②
其中Q=0③
①②③联立解得:
ΔT=
;
(3)①水滴的体积为V=
πd3
水滴的质量m=ρV
分子数n=
NA=
②根据
=
πd03
解得d0=
2.CD [由于液体表面分子间距离大于平衡位置间距r0,故液体表面存在表面张力,故A错误;
布朗微粒做无规则运动是由于它受到水分子的撞击力不平衡造成的,故B错误;
一定量的0℃的水结成0℃的冰,放出热量,分子势能减小,分子总动能不变,内能一定减小,故C正确;
液晶既具有液体的流动性,又具有晶体的光学的各向异性的特点,故D正确.]
3.
(1)单分子油膜
(2)1.11×
10-9
解析
(1)这种粗测方法是将每个分子视为球形,让油酸尽可能地在水面上散开,则形成的油膜面积可视为单分子油膜,这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径.
(2)1滴溶液中纯油酸的体积V=
×
=4×
10-5mL,
油酸分子的直径d=
cm≈1.11×
10-7cm=1.11×
10-9m.
4.
(1)p0+
(2)p0Sh+mgh Pt-mgh-p0Sh
解析
(1)活塞受力平衡,设内部气体压强为p,则:
p0+
=p
(2)气体对外做功:
W=pSh=p0Sh+mgh
由热力学第一定律得,内能的变化量:
ΔU=Q-W=Pt-mgh-p0Sh.
5.D
6.= ΔU+pA(VB-VA)
解析 热力学温度:
T=273+t,由题图可知,V与T成正比,
因此,从A到B过程是等压变化,有:
pA=pB,
在此过程中,气体体积变大,气体对外做功,
W=-pΔV=-pA(VB-VA),
由热力学第一定律:
ΔU=W+Q可知:
Q=ΔU-W=ΔU+pA(VB-VA).
7.1.2×
1026个
解析 0℃时室内气体分子总数N=
6.0×
1023=1.8×
1027(个)
设20℃时室内气体体积与气体总体积分别为V1和V2.
根据盖-吕萨克定律得
则20℃时室内气体分子数与总分子数之比为
从室内跑出的气体分子数为ΔN=N-N1;
联立解得ΔN=
N≈1.2×
1026(个)
8.
(1)D
(2)外界对气体 从外界吸收 (3)
NA
解析
(1)由a→b过程,温度不变,故一定质量的理想气体的内能不变,故A错误;
由a→b过程,温度不变,分子热运动的平均动能不变,故气体分子热运动的剧烈程度不变,故B错误;
由b→c过程,温度降低,分子热运动减缓,压强不变,故C错误;
由c→a过程,温度升高,分子平均动能增大,因为c→a过程题图p-T图象过原点,所以由c→a过程为等容过程,故气体体积可以保持不变,故D正确.
(2)b→c过程中p不变,而温度T减小,根据
=定值,可知体积V变小,所以外界对气体做功;
c→a过程中温度升高,故内能增大,ΔU>0,c→a为等容过程,故W=0,根据热力学第一定律:
ΔU=W+Q
所以:
Q>0,故气体从外界吸收热量.
(3)根据题图图象可知a→b过程为等温过程:
Ta=Tb
由b→c过程为等压变化过程,根据盖-吕萨克定律可得:
该理想气体中的分子数:
N=
·
联立各式可得:
9.
(1)C
(2)放出 减少 (3)
解析
(1)密闭容器内的气体压强是大量气体分子频繁撞击器壁产生,故A错误.
该同学压迫气球,气体分子间距离仍然较大,气体分子间的作用力几乎为零,故B错误.
球内气体温度可视为不变,所以气球内气体分子平均动能不变,故C正确.
气体分子间空隙很大,所以气球内气体的体积远大于所有气体分子的体积之和,故D错误.
(2)表演过程中,球内气体温度可视为不变,说明球内气体内能不变,即ΔU=0,对球内气体共做了4J的功,即W=4J,所以此过程中Q=-4J,即气球放出的热量是4J,若某气球突然爆炸,气体对外做功,瞬间无热传递,则该气球内的气体内能减少,温度降低.
(3)一只气球内气体的体积为V,密度为ρ,平均摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,所以气体的摩尔数:
n=
,
这个气球内气体的分子个数:
N=nNA=
气体分子之间的距离:
d=
解得:
.
10.
(1)BD
(2)20% 仍不可能 (3)①1.10×
1017个 ②3.60×
10-8kg
解析
(1)天然水晶熔化后再凝固的水晶(石英玻璃)是非晶体,故A错误;
在动能一定的情况下,质量越小,速率越大;
地球大气中氢含量少,是由于外层气体中氢分子平均速率大,更容易大于地球的第一宇宙速度,更易从地球逃逸,故B正确;
在相同的温度下,液体的扩散速度要比固体的扩散速度快,故C错误;
根据热力学第二定律,能量在利用过程中,总是由高品质的能量最终转化为低品质的内能,故D正确.
(2)汽油燃烧释放的化学能为1×
103J,因尾气排放、汽缸发热等对外散失的热量为8.0×
102J,故转化为机械能的能量为200J;
该内燃机的效率为η=
100%=20%;
根据热力学第二定律,不可能从单一热源吸热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响,故内燃机的效率不可能达到100%;
(3)①地球到月球的平均距离为384400km,金原子的直径为3.48×
10-9m,故“分子大道”需要的原子数为:
≈1.10×
1017(个);
②单个分子的质量为:
m0=
①
这些原子的总质量为:
m=m0·
N②
联立①②解得:
m=
kg≈3.60×
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