13導航卷十三分子動理論氣體熱力學定律

1、導航卷十三分子動理論氣體熱力學定律(時間：45分鐘)1(2015新課標全國卷，33)(15分)(1)(5分)下列說法正確的是_。(填正確答案標號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每選錯1個扣3分，最低得分為0分)A將一塊晶體敲碎后，得到的小顆粒是非晶體B固體可以分為晶體和非晶體兩類，有些晶體在不同方向上有不同的光學性質(zhì)C由同種元素構成的固體，可能會由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體D在合適的條件下，某些晶體可以轉化為非晶體，某些非晶體也可以轉化為晶體E在熔化過程中，晶體要吸收熱量，但溫度保持不變，內(nèi)能也保持不變(2)(10分)如圖，一固定的豎直汽缸由一大一小兩個同軸圓筒組成

2、，兩圓筒中各有一個活塞。已知大活塞的質(zhì)量為m12.50 kg，橫截面積為S180.0 cm2；小活塞的質(zhì)量為m21.50 kg，橫截面積為S240.0 cm2；兩活塞用剛性輕桿連接，間距為l40.0 cm；汽缸外大氣的壓強為p1.00105 Pa，溫度為T303 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T1495 K?，F(xiàn)汽缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降，活塞緩慢下移。忽略兩活塞與汽缸壁之間的摩擦，重力加速度大小g取 10 m/s2。求： ()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；()缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達到熱平衡時，缸內(nèi)封閉氣體的壓強。2(2015新課標全國卷，33

3、)(15分)(1)(5分)關于擴散現(xiàn)象，下列說法正確的是_。(填正確答案標號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每選錯1個扣3分，最低得分為0分)A溫度越高，擴散進行得越快B擴散現(xiàn)象是不同物質(zhì)間的一種化學反應C擴散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無規(guī)則運動產(chǎn)生的D擴散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生E液體中的擴散現(xiàn)象是由于液體的對流形成的(2)(10分)如圖，一粗細均勻的U形管豎直放置，A側上端封閉，B側上端與大氣相通，下端開口處開關K關閉；A側空氣柱的長度為l10.0 cm，B側水銀面比A側的高h3.0 cm?，F(xiàn)將開關K打開，從U形管中放出部分水銀，當兩側水銀面的高度差為h110.0 cm時將

4、開關K關閉。已知大氣壓強p075.0 cmHg。 ()求放出部分水銀后A側空氣柱的長度；()此后再向B側注入水銀，使A、B兩側的水銀面達到同一高度，求注入的水銀在管內(nèi)的長度。3(2015山東理綜，37)(12分)(1)墨滴入水，擴而散之，徐徐混勻。關于該現(xiàn)象的分析正確的是_。(雙選，填正確答案標號)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)則運動c使用碳粒更小的墨汁，混合均勻的過程進行得更迅速d墨汁的擴散運動是由于碳粒和水分子發(fā)生化學反應引起的(2)扣在水平桌面上的熱杯蓋有時會發(fā)生被頂起的現(xiàn)象。如圖，截面積為S的熱杯蓋扣在水平桌面上，開始時內(nèi)部封閉氣體的溫度為3

5、00 K，壓強為大氣壓強p0。當封閉氣體溫度上升至303 K時，杯蓋恰好被整體頂起，放出少許氣體后又落回桌面，其內(nèi)部氣體壓強立刻減為p0，溫度仍為303 K。再經(jīng)過一段時間，內(nèi)部氣體溫度恢復到300 K。整個過程中封閉氣體均可視為理想氣體。求：()當溫度上升到303 K且尚未放氣時，封閉氣體的壓強；()當溫度恢復到300 K時，豎直向上提起杯蓋所需的最小力。4(2015海南單科，15)(12分)(1)(4分)已知地球大氣層的厚度h遠小于地球半徑R，空氣平均摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，地面大氣壓強為p0，重力加速度大小為g。由此可估算得，地球大氣層空氣分子總數(shù)為_，空氣分子之間的平均距離

6、為_。(2)(8分)如圖，一底面積為S，內(nèi)壁光滑的圓柱形容器豎直放置在水平地面上，開口向上，內(nèi)有兩個質(zhì)量均為m的相同活塞A和B；在A與B之間、B與容器底面之間分別封有一定量的同樣的理想氣體，平衡時體積均為V。已知容器內(nèi)氣體溫度始終不變，重力加速度大小為g，外界大氣壓強為p0?，F(xiàn)假設活塞B發(fā)生緩慢漏氣，致使B最終與容器底面接觸。求活塞A移動的距離。5(2015重慶理綜，10)(12分)(1)(6分)某駕駛員發(fā)現(xiàn)中午時車胎內(nèi)的氣壓高于清晨時的，且車胎體積增大。若這段時間胎內(nèi)氣體質(zhì)量不變且可視為理想氣體，那么()A外界對胎內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能減小B外界對胎內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能增大C胎內(nèi)氣體對外界做功

7、，內(nèi)能減小D胎內(nèi)氣體對外界做功，內(nèi)能增大(2)(6分)北方某地的冬天室外氣溫很低，吹出的肥皂泡會很快凍結。若剛吹出時肥皂泡內(nèi)氣體溫度為T1，壓強為p1，肥皂泡凍結后泡內(nèi)氣體溫度降為T2。整個過程中泡內(nèi)氣體視為理想氣體，不計體積和質(zhì)量變化，大氣壓強為p0。求凍結后肥皂膜內(nèi)外氣體的壓強差。導航卷十三分子動理論氣體熱力學定律1【詳細分析】(1)晶體有固定的熔點，并不會因為顆粒的大小而改變，即使敲碎為小顆粒，仍舊是晶體，選項A錯誤；固體分為晶體和非晶體兩類，有些晶體在不同方向上光學性質(zhì)不同，表現(xiàn)為晶體具有各向異性，選項B正確；同種元素構成的可能由于原子的排列方式不同而形成不同的晶體，如金剛石和石墨，選

8、項C正確；晶體的分子排列結構如果遭到破壞就可能形成非晶體，反之亦然，選項D正確；熔化過程中，晶體要吸熱，溫度不變，但是內(nèi)能增大，選項E錯誤。(2)()大小活塞在緩慢下移過程中，受力情況不變，汽缸內(nèi)氣體壓強不變，由蓋呂薩克定律得初狀態(tài)V1(S1S2)，T1495 K末狀態(tài)V2lS2代入可得T2T1330 K()對大、小活塞受力分析則有m1gm2gpS1p1S2p1S1pS2可得p11.1105 Pa缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達到熱平衡過程中，氣體體積不變，由查理定律得T3T303 K解得p21.01105 Pa答案(1)BCD(2)()330 K()1.01105 Pa2【詳細分析】(1)根據(jù)分子

9、動理論，溫度越高，擴散進行得越快，故A正確；擴散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無規(guī)則運動產(chǎn)生的，不是化學反應，故C正確、B錯誤；擴散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生，故D正確；液體中的擴散現(xiàn)象不是由于液體的對流形成的，是液體分子無規(guī)則運動產(chǎn)生的，故E錯誤。(2)()以cmHg為壓強單位。設A側空氣柱長度l10.0 cm時的壓強為p；當兩側水銀面的高度差為h110.0 cm時，空氣柱的長度為l1，壓強為p1。由玻意耳定律得plp1l1由力學平衡條件得pp0ph打開開關K放出水銀的過程中，B側水銀面處的壓強始終為p0，而A側水銀面處的壓強隨空氣柱長度的增加逐漸減小，B、A兩側水銀面的高度差也隨之減小，直至B側水

10、銀面低于A側水銀面h1為止。由力學平衡條件有p1p0ph1聯(lián)立式，并代入題給數(shù)據(jù)得l112.0 cm()當A、B兩側的水銀面達到同一高度時，設A側空氣柱的長度為l2，壓強為p2。由玻意耳定律得plp2l2由力學平衡條件有p2p0聯(lián)立式，并代入題給數(shù)據(jù)得l210.4 cm設注入的水銀在管內(nèi)的長度h，依題意得h2(l1l2)h1聯(lián)立式，并代入題給數(shù)據(jù)得h13.2 cm答案(1)ACD(2)()12.0 cm()13.2 cm3【詳細分析】(1)根據(jù)分子動理論的知識可知，混合均勻主要是由于水分子做無規(guī)則運動，使得碳粒無規(guī)則運動造成的布朗運動，由于布朗運動的劇烈程度與顆粒大小和溫度有關，所以使用碳粒更

11、小的墨汁，布朗運動會更明顯，則混合均勻的過程進行得更迅速，故選b、c。(2)()以開始封閉的氣體為研究對象，由題意可知，初狀態(tài)溫度T0300 K，壓強為p0；末狀態(tài)溫度T1303 K，壓強設為p1，由查理定律得代入數(shù)據(jù)得p1p01.01p0()設杯蓋的質(zhì)量為m，剛好被頂起時，由平衡條件得p1Sp0Smg放出少許氣體后，以杯蓋內(nèi)的剩余氣體為研究對象，由題意可知，初狀態(tài)溫度T2303 K，壓強p2p0，末狀態(tài)溫度T3300 K，壓強設為p3，由查理定律得設提起杯蓋所需的最小力為F，由平衡條件得Fp3Sp0Smg聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得Fp0S0.02p0S答案(1)bc(2)()1.01 p0()0.02p0S4【詳細分析】(1)設大氣層中氣體的質(zhì)量為m，由大氣壓強產(chǎn)生，mgp0S，即：m分子數(shù)n，假設每個分子占據(jù)一個小立方體，各小立方體緊密排列，則小立方體邊長即為空氣分子平均間距，設為a，大氣層中氣體總體積為V，a，而V4R2h，所以a。(2)A與B之間、B與容器底面之間的氣體壓強分別為p1、p2，在漏氣前，對A分析有p1p0，對B有p2p1B最終與容器底面接觸后，AB間的壓強為p，氣體體積為V，則有pp0因為溫度始