《2020届高考物理艺考生大二轮总复习上篇专题七选修模块第1讲分子动理论气体及热力学定律课时作业.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020届高考物理艺考生大二轮总复习上篇专题七选修模块第1讲分子动理论气体及热力学定律课时作业.pdf（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 1 第 1 讲 分子动理论 气体及热力学定律 1 2019 石家庄二模 1 多选 下列说法中正确的是 A 如图甲所示为热机工作能流分配图 如果在理想情况下没有任何漏气 摩擦 不必要 的散热损失 热机的效率会达到100 B 如图乙所示为分子间的引力和斥力随分子间距离变化的关系图 若两分子间距从r0开 始逐渐增大 则分子力先变大后变小 分子势能逐渐变大 C 如图丙所示为某理想气体分子速率分布图像 由图可知与0 相比 100 时速率大 的分子所占比例较多 D 在某样品薄片上均匀涂上一层石蜡 然后用灼热的金属尖接触样品的背面 结果得到 如图丁所示石蜡熔化的图样 则该样品一定为非晶体 E 如图戊所示
2、透明塑料瓶内有少量水 水上方有水蒸气 用橡胶皮塞把瓶口塞住 向 瓶内打气 当瓶塞跳出时 瓶内会出现 白雾 这是由于气体膨胀对外做功温度降低造成 的 2 如图所示 质量m 50 kg 的导热汽缸置于水平地面上 质量不计 横截面积S 0 01 m 2 的活塞通过轻杆与右侧墙壁相连 活塞与汽缸间无摩擦且不漏气 气体温度t 27 汽缸 与地面间的动摩擦因数 0 4 且最大静摩擦力与滑动摩擦力相等 已知g 10 m s 2 热力 学温度与摄氏温度之间的关系为T t 273 求 缓慢升高气体温度 汽缸恰好开始向左运动时气体的压强p和温度t 保证汽缸静止不动时温度的范围 解析 1 根据热力学第二定律可知 如
3、果没有漏气 没有摩擦 也没有机体热量的损失 热机的效率也不可以达到100 故 A 错误 如图乙所示为分子间的引力和斥力随分子间距离 变化的关系图 若两分子间距从r0开始逐渐增大 则分子力先变大后变小 由于分子力做负 功 分子势能逐渐变大 故B 正确 如图丙所示为某理想气体分子速率分布图像 由图可知 与 0 相比 100 时速率大的分子所占比例较多 故C 正确 在某样品薄片上均匀涂上一层 石蜡 然后用灼热的金属尖接触样品的背面 由图可知 该样品具有各向同性 则该样品可 以是非晶体和多晶体 故D错误 如图戊所示 透明塑料瓶内有少量水 水上方有水蒸气 用 橡胶皮塞把瓶口塞住 向瓶内打气 当瓶塞跳出时
4、 瓶内会出现 白雾 这时由于气体膨 胀对外做功温度降低造成的 故E正确 2 汽缸开始运动时 汽缸与地面间的摩擦力为最大静摩擦力 汽缸内气体压强为 p 2 p0 f S 1 2 10 5 Pa 气体发生了等容变化 根据查理定律可得 p0 T0 p T 代入数据可得 T 360 K 即 t T 273 87 当汽缸恰好不向右运动时 温度有最低值汽缸内气体压强 p p0 f S 0 8 10 5Pa 气体发生了等容变化 根据查理定律可得 p0 T0 p T 可得T 240 K 即 t T 273 33 温度在 33 到87 之间汽缸静止不动 答案 1 BCE 2 1 2 10 5Pa 87 33 8
5、7 2 2020 峨山县校级模拟 1 多选 下列说法正确的是 A 凡是不违背能量守恒定律的实验构想 都是能够实现的 B 做功和热传递在改变内能的效果上是等效的 这表明要使物体的内能发生变化 既可 以通过做功来实现 也可以通过热传递来实现 C 保持气体的质量和体积不变 当温度升高时 每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增 多 D 温度升高 分子热运动的平均动能一定增大 但并非所有分子的速率都增大 E 在水池中 一个气泡从池底浮起 此过程可认为气泡的温度不变 气泡内气体为理想 气体 则外界对气泡做正功 同时气泡吸热 2 一个水平放置的汽缸 由两个截面积不同的圆筒联接而成 活塞A B用一长为4L的 刚性
6、细杆连接 L 0 5 m 它们可以在筒内无摩擦地左右滑动 A B的截面积分别为SA 40 cm 2 SB 20 cm 2 A B之间封闭着一定质量的理想气体 两活塞外侧 A的左方和B的右方 是压强 为p0 1 0 10 5 Pa的大气 当汽缸内气体温度为T1 525 K时两活塞静止于如图所示的位置 现使汽缸内气体的温度缓慢下降 当温度降为多少时活塞A恰好移到两圆筒连接处 若在此变化过程中气体共向外放热500 J 求气体的内能变化了多少 解析 1 第二类永动机不违反能量守恒定律 但违反热力学第二定律 不能够实现 故 A错误 做功和热传递在改变内能的效果上是等效的 表明要使物体的内能发生变化 既可
7、以 通过做功来实现 也可以通过热传递来实现 故B 正确 保持气体的质量和体积不变 当温 度升高时 分子平均速率增大 每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多 故C 正确 温度 越高 分子热运动的平均动能越大 分子的平均速率越大 这是统计规律 具体到个别分子 其速率的变化不确定 因此仍可能有分子的运动速率非常小 故D正确 3 随着气泡的上升 压强减小 因为温度不变 根据 pV T c可知 体积增大 气泡对外界做 正功 根据 U W Q可知 温度不变时 U不变 又W 0 所以Q 0 即气泡吸热 故 E错误 2 对活塞受力分析 活塞向右缓慢移动过程中 气体发生等压变化 由盖 吕萨克定律有 3LSA LS
8、B T1 4LSB T2 代入数据 3 0 5 40 0 5 20 525 4 0 5 20 T2 解得T2 300 K 时活塞A恰好移到两筒连接处 活塞向右移动过程中 外界对气体做功 W p0 3L SA SB 1 10 5 3 0 5 4 10 3 2 10 3 J 300 J 由热力学第一定律得 U W Q 300 J 500 J 200 J 即气体的内能减少200 J 答案 1 BCD 2 300 K 200 J 3 1 一定质量的理想气体 状态从A B C D A的变化过程可用如图所示的p V图 描述 图中p1 p2 V1 V2和V3为已知量 气体状态从A到B是 过程 选填 等容 等
9、压 或 等温 状态从B到C的变化过程中 气体的温度 选填 升高 不变 或 降 低 状态从C到D的变化过程中 气体 选填 吸热 或 放热 状态从A B C D的变化过程中 气体对外界所做的总功为 2 如图所示 竖直放置的汽缸上端有一活塞 活塞横截面积为S 厚度不计 活塞可在 汽缸内无摩擦地滑动 汽缸侧壁有一个小孔与装有水银的U 形玻璃细管相通 汽缸内封闭了 一段高为L的气柱 U形管内的气体体积不计 此时缸内气体温度为T0 U形管内水银柱高度 差为h 已知大气压强为p0 水银的密度为 重力加速度为g 汽缸内气体与外界无热量交 换 求活塞的质量m 对汽缸内气体进行加热 并在活塞上缓慢添加质量为4m的
10、沙子 最终活塞位置不变 求最终汽缸内气体的温度T 解析 1 A B 对应压强值恒为p2 即为等压过程 B C 由 pV T 恒量 V不变 p减小 T降低 4 C D 由 pV T 恒量 p不变 V减小 可知T降低 外界对气体做功 内能减小 由 U W Q可知C D过程放热 A B 气体对外界做功 W AB p2 V3 V1 B C V不变 气体不做功 C D V减小 外界对气体做功 WCD p1 V3 V2 状态从A B C D的变化过程中 气体对外界做的总功W WAB WBC WCD p2 V3 V1 p1 V3 V2 2 本题考查物体的平衡 查理定律 意在考查考生的理解能力 活塞受力分析如
11、图所示 设此时汽缸内气体的压强为p1 由平衡条件有p1S p0S mg 由 U形管中水银的高度差 结合液体压强公式有p1 p0 gh 联立解得活塞的质量m Sh 在活塞上添加质量为4m的沙子 由平衡条件得p2S p0S 5mg得p2 p0 5 gh 汽缸内气体做等容变化 由查理定律得 p1 T0 p2 T 所以此时汽缸内气体的温度为T p0 5 gh p0 gh T0 答案 1 等压 降低 放热 p2 V3 V1 p1 V3 V2 2 pSh p0 5 gh p0 gh T0 4 2018 全国卷 33T 1 多选 对于实际的气体 下列说法正确的是 A 气体的内能包括气体分子的重力势能 B 气
12、体的内能包括气体分子之间相互作用的势能 C 气体的内能包括气体整体运动的动能 D 气体的体积变化时 其内能可能不变 E 气体的内能包括气体分子热运动的动能 2 如图 一竖直放置的汽缸上端开口 汽缸壁内有卡口a和b a b间距为h a距缸底 的高度为H 活塞只能在a b间移动 其下方密封有一定质量的理想气体 已知活塞质量为 m 面积为S 厚度可忽略 活塞和汽缸壁均绝热 不计它们之间的摩擦 开始时活塞处于静 止状态 上下方气体压强均为p0 温度均为T0 现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体 直至活 塞刚好到达b处 求此时汽缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功 重力加速度 5 大小为g 解析 1
13、气体的内能包括分子之间相互作用的势能和分子热运动的动能 与整体的重力 势能和动能均无关 故A C错误 B E正确 由热力学第二定律可知 气体体积变化时 其 内能可能不变 故D正确 2 设活塞在a处时温度为T1 体积为V1 活塞在b处时温度为T2 体积为V2 活塞没动 之前是等容过程 p0 T0 p0 mg S T1 T1 p0 mg S T0 p0 之后是一个等压过程 V1 SH V2 S H h V1 T1 V 2 T2 所以解得 T2 H hp0 mg S Hp0 W F h mg p0S h 答案 1 BDE 2 H hp0 mg S Hp0 mg p0S h 5 2018 全国卷 33
14、T 1 多选 如图 一定量的理想气体从状态a变化到状态b 其过程如p V图中从a到b的直线所示 在此过程中 A 气体温度一直降低 B 气体内能一直增加 C 气体一直对外做功 D 气体一直从外界吸热 E 气体吸收的热量一直全部用于对外做功 2 在两端封闭 粗细均匀的U形细玻璃管内有一段水银柱 水银柱的两端各封闭有一段 空气 当 U形管两端竖直朝上时 左 右两边空气柱的长度分别为l1 18 0 cm和l2 12 0 cm 左边气体的压强为12 0 cmHg 现将 U 形管缓慢平放在水平桌面上 没有气体从管的一边通过 水银逸入另一边 求U形管平放时两边空气柱的长度 在整个过程中 气体温度不变 解析
15、1 因 pV T C 由a b pa pb Va Vb 可得Ta Tb 故 A项错误 因Ta Tb 故理 想气体的内能一直增加 B项正确 因气体的体积一直增大 故气体一直对外做功 C项正确 由热力学第一定律 U W Q可知 气体一直从外界吸热 D项正确 气体吸收的热量有一部 分转化为内能 一部分用于对外做功 故E项错误 2 设管截面积为S 对左边的气体 p1 12 0 cmHg l1 18 0 cm 6 设后来压强为p l 1 l1 l 根据玻意耳定律得 p1l1S pl 1S 即 p1l1S p l1 l S 对右边的气体 p2 p1 p液 6 0 cmHg l2 12 0 cm 后来压强为
16、p l 2 l2 l 根据玻意耳定律得 p2l2S pl 2S 即p2l2S p l2 l S 联立解得 l 4 5 cm 所以 l 1 18 0 cm 4 5 cm 22 5 cm l 2 12 0 cm 4 5 cm 7 5 cm 答案 1 BCD 2 l 1 22 5 cm l 2 7 5 cm 6 2020 湖北模拟 1 多选 下列说法正确的是 A 花粉颗粒在水中做布朗运动 反映了花粉分子在不停的做无规则运动 B 外界对气体做正功 气体的内能不一定增加 C 影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一温 度下水的饱和气压的差 D 第二类永动机不能制成是因为它违反了能量守恒定律 E 晶体熔化过程中 分子的平均动能保持不变 分子势能增大 2 一个篮球的容积是2 5 L 用打气筒给篮球打气时 每次把 10 5 Pa的空气打进去125 cm 3 如果在打气前篮球里的空气压强也是10 5 Pa 那么打30 次以后篮球内的空气压强是多少Pa 设在打气过程中气体温度不变 解析 1 花粉颗粒在水中做布朗运动 反映了水分子在不停的做无规则运动 故 A错误 外界对气体做
