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考题回访 专题八 分子运动理论 气体及热力学定律
1.(2016·全国卷Ⅰ)(1)(多选)关于热力学定律,下列说法正确的是 ( ) A.气体吸热后温度一定升高 B.对气体做功可以改变其内能 C.理想气体等压膨胀过程一定放热
D.热量不可能自发地从低温物体传到高温物体
E.如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡,那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡 (2)在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强,两压强差Δp与气泡半径r之间的关系为Δ
p=,其中σ=0.070N/m。现让水下10m处一半径为0.50 cm的气泡缓慢上升。已知大气压强p0=1.0×10Pa,
3
3
2
5
水的密度ρ=1.0×10kg/m,重力加速度大小g取10m/s。 ①求在水下10m处气泡内外的压强差。
②忽略水温随水深的变化,在气泡上升到十分接近水面时,求气泡的半径与其原来半径之比的近似值。 【解析】(1)选B、D、E。对气体做功可以改变其内能,气体吸热后可以全部用来对外做功而内能不变,A错、B对;理想气体等压膨胀过程,温度升高,气体吸热,C错;据热力学第二定律可知热量不可能自发地从低温物体传到高温物体,D对;如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡,则温度相等,这两个系统彼此之间也必定达到热平衡,E对。故选B、D、E。
(2)①当气泡在水下h=10m处时,设其半径为r1,气泡内外压强差为Δp1,则
Δp1= ①
代入题给数据得 Δp1=28Pa②
②设气泡在水下10m处时,气泡内空气的压强为p1,气泡体积为V1;气泡到达水面附近时,气泡内空气压强为p2,内外压强差为Δp2,其体积为V2,半径为r2。 气泡上升过程中温度不变,根据玻意耳定律有 p1V1=p2V2 ③ 由力学平衡条件有 p1=p0+ρgh+Δp1 ④ p2=p0+Δp2 ⑤ 气泡体积V1和V2分别为
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V1=π ⑥
V2=π ⑦
联立③④⑤⑥⑦式得
()=
3
⑧
由②式知,Δpi?p0,i=1、2,故可略去⑧式中的Δpi项。代入题给数据得
=≈1.3
答案:(1)B、D、E (2)①28Pa ②1.3
2.(2015·全国卷Ⅱ)(1)(多选)关于扩散现象,下列说法正确的是 ( ) A.温度越高,扩散进行得越快
B.扩散现象是不同物质间的一种化学反应 C.扩散现象是由物质分子无规则运动产生的 D.扩散现象在气体、液体和固体中都能发生 E.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的
(2)如图,一粗细均匀的U形管竖直放置,A侧上端封闭,B侧上端与大气相通,下端开口处开关K关闭;A侧空气柱的长度为l=10.0cm,B侧水银面比A侧的高h=3.0cm。现将开关K打开,从U形管中放出部分水银,当两侧水银面的高度差为h1=10.0cm时将开关K关闭。已知大气压强p0=75.0cmHg。
①求放出部分水银后A侧空气柱的长度。
②此后再向B侧注入水银,使A、B两侧的水银面达到同一高度,求注入的水银在管内的长度。
【解析】(1)选A、C、D。温度越高,分子运动越剧烈,扩散进行得越快,A项正确;扩散现象是不同物质相互进入到间隙中,不是化学反应,B项错;扩散现象说明分子是无规则运动,而不是由于液体的对流形成的,C项正确,E项错误;扩散现象在气体、液体和固体中都能发生,D项正确。 (2)①选A侧空气柱为研究对象 p1=p0+ph=75.0cmHg+3.0cmHg=78cmHg V1=lS=S×10.0cm
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放出部分水银后
p2=p0-ph1=75.0cmHg-10.0cmHg=65cmHg 由玻意耳定律可得 p1V1=p2V2
l2==12.0cm
②当A、B两侧的水银面达到同一高度时 p3=p0=75cmHg 由玻意耳定律可得 p1V1=p3V3
l3==10.4cm
则注入的水银在管内的长度
l'=h1+2×(l2-l3)=13.2cm
答案:(1)A、C、D (2)①12.0cm ②13.2cm
3.(2014·新课标全国卷Ⅰ)(1)(多选)一定量的理想气体从状态a开始,经历三个过程ab、bc、ca回到原状态,其p -T图象如图所示。下列判断正确的是 ( ) A.过程ab中气体一定吸热 B.过程bc中气体既不吸热也不放热
C.过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热 D.a、b和c三个状态中,状态a分子的平均动能最小
E.b和c两个状态中,容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同
(2)一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形汽缸内,汽缸壁导热良好,活塞可沿汽缸壁无摩擦地滑动。开始时气体压强为p,活塞下表面相对于汽缸底部的高度为h,外界的温度为T0。现取质量为m的
沙子缓慢地倒在活塞的上表面,沙子倒完时,活塞下降了。若此后外界的温度变为T,求重新达到平衡后气体的体积。已知外界大气的压强始终保持不变,重力加速度大小为g。
【解析】(1)选A、D、E。本题考查了气体性质。因为=常数,从图中看,a→b过程不变,则体积V不变,
因此a→b过程是温度升高,压强增大,体积不变,一定是吸热过程,A正确;b→c过程温度不变,但是压强减
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2024届高三物理二轮复习第一篇专题攻略考题回访专题八分子运动理论气体及热力学定律
