创新设计2016二轮物理全国通用专题复习专题六选考部分 第13讲分子动理论 气体及热力学定律

创新设计2016二轮物理全国通用专题复习专题六选考部分 第13讲分子动理论 气体及热力学定律内容摘要：

1、高中物理资源下载平台世昌的博客 分子动理论气体及热力学定律专题提升训练1.(1)在一个标准大气压下，1 g 水在沸腾时吸收了 2 260 J 的热量后变成同温度的水蒸气，对外做了 170 J 的功。 已知阿伏加德罗常数 0 23 ，水的摩尔质量 M18 g/列说法中正确的是_。 (填正确答案标号) 090 g 水所含的分子数为 022 个(2)如图 1 所示，U 形管右管横截面积为左管横截面积的 2 倍，在左管内用水银封闭一段长为 26 度为 280 K 的空气柱，左、右两管水银面高度差为 36 界大气压为76 给左管的封闭气体加热，使管内气柱长度变为 30 此时左管内气体的温度为多少。 图 1解析 2、(1)液体变成气体后，分子间的平均距离增大了，选项 A 正确；温度是分子热运动剧烈程度的标志，由于两种状态下的温度是相同的，故两种状态下水分子热运动的剧烈程度是相同的，选项 B 错误；水发生等温变化，分子平均动能不变，因水分子总数不变，分子的总动能不变，根据热力学第一定律 UQW，可得水的内能的变化量为 U2 260 J170 J 2 090 J ，即水的内能增大 2 090 J，则水分子的总势能增大了 2 090 J，选项C 正确；在整个过程中能量是守恒的，选项 D 错误；1 g 水所含的分子数为n 0230 22(个)，选项 E 正确。 18高中物理资源下载平台世昌的博客 (2)设 U 形管 3、左管的横截面为 S，当左管内封闭的气柱长度变为 30 ，左管水银柱下降 4 管水银柱上升 2 左、右两端水银柱高度差 h30 p 1p 0h40 p 0h46 l 1S26SV 23080 KT 2。 由理想气体状态方程可得 2答案(1)2)1)关于一定量的理想气体，下列说法正确的是_。 ( 填正确答案标号)“拔火罐”是一种中医疗法，为了探究“火罐”的“吸力 ”，某人设计了如图 2 所示的实验。 圆柱状汽缸(横截面积为 S)被固定在铁架台上，轻质活塞通过细线与重物 m 相连，将一团燃烧的轻质酒精棉球从缸底的开关 K 处扔到汽缸内，酒精棉球熄灭时( 设此时缸内温度为 t )关闭开关 K，此时活塞下的 4、细线刚好拉直且拉力为零，而这时活塞距缸底为 L。 由于汽缸传热良好，重物被吸起，最后重物稳定在距地面 处。 已知环境温7 不变， 与 大气压强相当，汽缸内的气体可看作理想气体，求 t 值。 6图 2解析(2)当汽缸内温度为 t 时，汽缸内封闭气体状态：高中物理资源下载平台世昌的博客 p 0，V 1 1(273t ) 7 时，汽缸内封闭气体状态：p2p 0 2 2300 6 910由理想气体状态方程得 1400 K故 t127 答案(1)2)127 3.(1)下列叙述正确的是_。 ( 填正确答案标号)某同学研究一定质量理想气体的状态变化，得出如图 3 的 pt 图象。 已知在状态 B3 L ，求：图 3气 5、体在状态 A 的压强；气体在状态 C 的体积。 解析(1)由于大量分子运动的无规则性，温度升高时，物体内大多数分子的热运动速率增大，并非每个分子的速率都增大，A 项错误；布朗运动是液体分子从各个方向对悬浮固体颗粒的碰撞作用不平衡造成的，B 项正确；外界对气体做正功的同时，若气体放热，且释放的热量大于外界做的功，气体的内能将减少，C 项错误；自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，D 项正确；从微观上看，气体压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，E 项正确。 (2)从图中可知，p B1.0 T B(27391) K364 世昌的博客 273 364解得 图中可知，p B1.0 6、 B3 L，p C1.5 p 解得 1)2) 2 1)如图 4 所示，一定质量的理想气体从状态 A 依次经过状态 B、C 和 D 后再回到状态A。 其中 AB 和 CD 为等温过程，BC 和 DA 为绝热过程(气体与外界无热量交换)。 这就是著名的“卡诺循环”。 在该循环过程中，下列说法正确的是_。 (填正确答案标号)图 过程中， 过程中， 过程中， 过程中， 过程中，气体分子的平均动能增大(2)如图 5 所示为一可以测量较高温度的装置，左、右两壁等长的 U 形管内盛有温度为 0 的水银，左管上端开口，水银恰到管口，在封闭的右管上方有空气，空气柱高 h24 在给空气柱加热，空气膨胀，挤出部分水银， 7、当空气又冷却到 0 时，左边开口管内水银面下降了 H5 求管内空气被加热到的最高温度。 设大气压 6 管子足够长，右管始终有水银)。 高中物理资源下载平台世昌的博客 (1)A 到 B 过程气体体积增大，故气体对外界做功， A 正确；B 到 C 过程气体体积增大，气体对外界做功，但不与外界发生热交换，根据热力学第一定律得气体的内能减小，故温度降低，气体分子的平均动能减小，B 错误；C 到 D 过程温度不变，分子运动的剧烈程度不变，压强增大，说明单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，C 正确；D 到 A 过程，气体体积减小，外界对气体做功，与外界没有热交换，根据热力学第一定律得气体内能增大，气体分 8、子的平均动能增大，气体分子的速率分布图线变化，D 错误，E 正确。 (2)由题意知，初状态 6 4 00 124S，T 1273 时，两边水银柱高度差是 h，则末状态 76 h) 5h)73 h20 3252，此时各状态参量为 h2H)S30S，7630) 06 2答案(1)2)1)下列有关热学的叙述中，正确的是_。 ( 填正确答案标号)分子间的相互作用力先增大后减小，此时分子间的作用力一定是引力高中物理资源下载平台世昌的博客 ，)如图 6，一根粗细均匀的细玻璃管开口朝上竖直放置，玻璃管中有一段长为 h24 3 空气柱，系统初始温度为 00 K，外界大气压恒定不变为 6 将玻璃管开口封闭，将系统温 9、度升至 T400 K，结果发现管中水银柱上升了 2 空气可以看作理想气体，试求：图 6升温后玻璃管内封闭的上下两部分空气的压强分别为多少 玻璃管总长为多少。 解析(1)布朗运动指的是悬浮在液体中的花粉颗粒的运动，选项 A 错误；分子力表现为引力时(rr 0)，随分子间的距离增大，分子力是先增大后减小的，选项 B 正确；热力学第一定律和热力学第二定律是相互补充的关系，二者并不矛盾，选项 C 错误；因为理想气体忽略分子势能，所以一定质量的理想气体温度一定时，气体内能是不变的，选项 量可以从低温物体传到高温物体，只是一定会引起其他变化，选项 E 正确。 (2)设升温后下部空气压强为 p，玻璃管壁横截面积 10、 S，对下部气体有（h）p（2 p184 pph160 上部气体最初长度为 x，对上部气体有 p（x 2 x40 x0hx 87 1)2) 160 87 世昌的博客 (2015海南单科， 15)(1)已知地球大气层的厚度 h 远小于地球半径 R，空气平均摩尔质量为 M，阿伏加德罗常数为 面大气压强为 力加速度大小为 g。 由此可估算得，地球大气层空气分子总数为_，空气分子之间的平均距离为_。 (2)如图 7 所示，一底面积为 S，内壁光滑的圆柱形容器竖直放置在水平地面上，开口向上，内有两个质量均为 m 的相同活塞 A 和 B；在 A 与 B 之间、B 与容器底面之间分别封有一定量的同样的理想气体，平衡时体积均为 V。 已知容器内气体温度始终不变，重力加速度大小为 g，外界大气压强为 假设活塞 B 发生缓慢漏气，致使 B 最终与容器底面接触。 求活塞 A 移动的距离。 图 7解析(1)设大气层中气体的质量为 m，由大气压强产生，mgp 0S，即 mn ，假设每个分子占据一个小立方体，各小立方体紧小立方体边长即为空气分子平均间距，设为 a，大气层中气体总体积为V，a ，而 V4 以 a。 3)A 与 B 之间、B 与容器。