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高中物理情景归类复习:分子动理论、气体、固体、液体和热力学定律

时间:2023-07-31 理论教育 版权反馈
【摘要】:此时有p2=p0,V2=dS图1-12材料架图1-12材料架根据盖·吕萨克定律:得T2=600K若温度387℃高于临界温度时,气体发生等容变化,根据查理定律求解缸内气体的压强。所以,l3=d此时有V3=dS,T3=600K由理想气体状态方程:解得p3=1.1×105Pa11.[解析]A、B两部分气体总体积不变、它们的压强相等,对A部分气体根据理想气体状态方程列方程,对B部分气体应用玻意耳定律列方程,然后求出A部分气体压强的增加量。由理想气体方程可得解得T3=375K点评

高中物理情景归类复习:分子动理论、气体、固体、液体和热力学定律

一、分子运动论 热和功 固体液体的性质

1.ACE [解析]液晶是一类介于晶体与液体之间的特殊物质,它具有流动性光学性质各向异性,故A正确。

扩散说明分子在做无规则运动,不能说明分子间的斥力,故B错误

热量总是自发地从温度高的物体传递到温度低的物体,而温度是分子平均动能的标志,故C正确。

根据能量转化的方向可知,机械能可能全部转化为内能,故D错误。

液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,分子之间的作用力表现为引力,所以液体表面存在表面张力,故E正确。

故选ACE。

2.ACD [解析]布朗运动是固体颗粒在液体中的运动,反映液体分子的运动,故显微镜下观察到墨水中的小碳粒在不停地作无规则运动,这反映了液体分子运动的无规则性,故A正确。

分子间的相互作用力随着分子间距离由很小逐渐增大,r<r0分子力随r增大而减小,分子势能随r增大而减小,r=r0时,分子力等于零,r>r0分子力随r增大先增大再减小,分子势能随r增大而增大,故B错误,C正确。

分子之间存在间隙,在真空、高温条件下,可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素,故D正确。

温度升高,分子的平均动能增大,但单个分子的运动不确定,故E错误。

故选ACD。

3.ACE [解析]分子间距离增大时,分子间的引力和斥力都减小,故A正确。

布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动,是液体分子无规则运动的反映,不是分子的运动,故B错误。

食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布,具有空间上的周期性,C正确。

做功和热传递在改变系统内能方面是等价的,故D错误。

第二类永动机虽不违背能量守恒定律,但违反热力学第二定律,仍不可能制成,故E正确。

故选ACE。

4.ACE [解析]体积等于摩尔质量除以密度,则A正确。

因气体间有大的空隙,则B错误。

阿伏加德罗常数NA原子的质量之和等于摩尔质量,则C正确。

因NAV0并不等于摩尔体积,则D错误。

ρV为摩尔质量,阿伏加得罗常数等于摩尔质量单个分子质量与之比,则E正确。

故选ACE。

5.BCE [解析]在使两个分子间的距离由很远减小到很难再靠近的过程中,分子力开始时是引力,先增大,后减小,再变成斥力后逐渐增大,故A错误。

(b)图中,在测量油酸分子直径时,可把油膜厚度视为分子直径,故B正确。

(c)图中,食盐晶体中的钠离子、氯离子按一定规律分布,具有空间上的周期性,故C正确。

(d)图中,猛推木质推杆,该过程中气体的体积减小,外界对气体做功,密闭的气体温度升高,压强变大,故D错误。

(e)图中,电冰箱的工作过程表明,热量可以从低温物体向高温物体传递,在该过程中压缩机做功,产生其他的变化,故E正确。

故选BCE。

二、气体实验定律 气体状态方程

6.CD [解析]由理想气体的状态方程=C可知,保持气体的压强p不变,改变其体积V,则气体温度T发生变化,气体内能发生变化,故A错误。

保持气体的压强不变,改变其温度,气体温度发生变化,气体内能发生变化,故B错误。

由理想气体的状态方程=C可知,若气体的温度T逐渐升高,如果体积V同时变大,其压强可能不变,故C正确。

气体绝热压缩或膨胀时,气体不吸热也不放热,气体内能发生变化,温度升高或降低,在非绝热过程中,气体内能变化,要吸收或放出热量,由此可知气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关,故D正确。

由理想气体状态方程=C可知,当气体体积逐渐增大时,如果压强p不变,或pV增大,则气体温度T升高,气体内能增大,E错误。

故选CD。

7.[解析](1)气体初状态体积为V1=Ls1=22×2cm3=44cm2,由图知此时压强为p1=80cmHg,此时气体温度T1=273+57=230K。

(2)p2=82cmHg,V2=48cm3,从图象可以看出,达到状态(p2,V2,T2)后气体的压强不再变化,说明水银已完全进入细管,状态1到状态2由理想气体状态方程知,

代入数据,

8.[解析]①由理想气体的状态方程(www.xing528.com)

得气体在状态B的温度TB=1200K

②由B→C,气体做等容变化,由查理定律得

解得TC=600K

故气体由B到C为等容变化,不做功,但温度降低,内能减小。根据热力学第一定律,△U=W+Q,可知气体要放热。

9.[解析]打开阀门后,气体通过细管进入右边容器,活塞缓慢向下移动,气体作用于活塞的压强仍为p0。活塞对气体的压强也是p0。设达到平衡时活塞的高度为x,气体的温度为T,根据理想气体状态方程得

解得

此过程中外界对气体所做的功为

10.[解析](1)根据盖·吕萨克定律求出活塞刚好到达顶部时气体的临界温度。以封闭气体为研究对象:p1=p0

设温度升高到T0时,活塞刚好到达汽缸口。此时有p2=p0,V2=dS

根据盖·吕萨克定律:

得T2=600K

(2)若温度387℃高于临界温度时,气体发生等容变化,根据查理定律求解缸内气体的压强。

T3=(387+273)K=660K>T2,封闭气体先做等压变化,活塞到达汽缸口之后做等容变化。

所以,l3=d

此时有V3=dS,T3=600K

由理想气体状态方程:

解得 p3=1.1×105Pa

11.[解析]A、B两部分气体总体积不变、它们的压强相等,对A部分气体根据理想气体状态方程列方程,对B部分气体应用玻意耳定律列方程,然后求出A部分气体压强的增加量。

设温度升高后,A、B气体压强的增加量都为△p,对A部分气体,升高温度后的体积为VA,则由气体状态方程:

对B部分气体,升高温度后的体积为VB,则由玻意耳定律:

pV=(p+Δp)VB

A、B两部分气体总体积不变,2V=VA+VB解得

故A部分气体的压强增加量为

12.[解析](1)找出初末状态的物理量,根据玻意耳定律求压强,由共点力平衡求拉力。

初态静止时,对活塞受力分析可得

活塞刚到缸口时,L2=1m,由理想气体方程可得  p1SL0=p2SL2

得  p2=0.64×105Pa

对活塞受力分析,由平衡条件可得

F=mg+(p0-p2)S=96N(2)由共点力平衡求得压强,再用理想气体状态方程求温度。

活塞到达缸口时,L3=1m

对活塞受力分析,由平衡条件可得

由理想气体方程可得

解得T3=375K

点评:确定气体状态做何种变化是关键,要充分挖掘隐含条件。

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