专题限时集训(十五)
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1.(1)(多选)下列说法正确的是________。
A.昆明地区晴朗天气晒衣服易干,是因为空气的绝对湿度小 B.当分子间距增大时,分子势能一定增大
C.一定量的理想气体,在等压膨胀时,气体分子每秒对器壁单位面积的平均碰撞次数减少
D.晶体熔化时吸收的热量主要用来破坏空间点阵 E.肥皂泡呈球形是由于液体表面张力的作用
(2)如图所示,内壁光滑、导热良好的圆柱形汽缸开口向下竖直悬挂,内有一质量为m的活塞封闭一定质量的理想气体。已知活塞截面积为S,外界大气压强为p0,缸内气体温度为
T1。现对汽缸缓慢加热,使理想气体体积由V增大了2V的过程中,气体吸收的热量为Q1;停
止加热并保持气体体积不变,使其温度降低为T1。已知重力加速度为g,求:
(ⅰ)停止加热时缸内气体的温度; (ⅱ)降温过程中气体放出的热量。
[解析] (1)昆明地区晴朗天气晒衣服易干,是因为相对湿度小,所以晾晒的衣服易干,故A错误;若分子间表现为引力,随分子间距的增大引力做负功,分子势能增加,若分子间表现为斥力,随分子间距的增大斥力做正功,分子势能减小,故B错误;一定量的理想气体,在等压膨胀时,温度升高,气体分子对器壁的平均撞击力增大,为保持压强不变,气体分子每秒对器壁单位面积的平均碰撞次数减少,故C正确;晶体在熔化过程中所吸收的热量,主要用于破坏空间点阵结构,增加分子势能,故D正确;肥皂泡呈球形是由于液体表面张力的作用,故E正确。
(2)(ⅰ)停止加热前缸内气体发生等压变化,由盖—吕萨克定律得= 由题意知V1=V,V2=3V 解得:T2=3T1。
(ⅱ)体积由V增大到3V的过程中,由活塞受力平衡有pS=p0S-mg 解得:p=p0-
V1V2T1T2
mgS
气体对外所做的功
mg??W1=pΔV=2V?p0-? S??
停止加热并保持气体体积不变,W2=0 全程内能变化,ΔU=0 根据热力学第一定律得 ΔU=-W1+Q1-Q2
所以降温过程中气体放出的热量
mg??Q2=Q1-2V?p0-?。 S??
[答案] (1)CDE (2)(ⅰ)3T1 (ⅱ)Q1-2V?p0-?
2.(1)(多选)下列说法中错误的是( ) A.当人们感到潮湿时,空气的绝对湿度一定较大 B.晶体在熔化过程中分子势能增加,分子的平均动能不变 C.用打气筒给自行车充气,越打越费劲,说明气体分子之间有斥力 D.一定质量的理想气体,先等温膨胀,再等压压缩,其体积必低于初态体积 E.一定质量的理想气体,若体积不变,当分子热运动变得剧烈时,压强一定变大 (2)如图为高楼供水系统示意图,压力罐甲、乙与水泵连接,两罐为容积相同的圆柱体,底面积为0.5 m,高为0.7 m,开始两罐内只有压强为1.0×10 Pa的气体,阀门K1、K2关闭,现启动水泵向甲罐内注水,当甲罐内气压达到2.8×10 Pa时水泵停止工作,当甲罐内气压低于1.2×10 Pa时水泵启动,求:
5
5
2
5
??
mg?S?
①甲罐内气压达到2.8×10 Pa时注入水的体积。 ②打开阀门K1,水流入乙罐,达到平衡前水泵是否启动。
[解析] (1)影响人们感觉的是相对湿度而非绝对湿度,A错误;晶体熔化过程吸收热量,内能增大,但温度不变,分子平均动能不变,所以分子势能增大,B正确;气体的分子间距都非常大,分子引力斥力几乎为零,用打气筒给自行车充气,越打越费劲,是因为内部压强越来越大,C错误;气体先等温膨胀,体积变大,压强变小,再等压压缩,体积变小,所以体积先增大后减小,但无法确定体积与初态的关系,D错误;根据气体压强的微观解释可知,气体压强与分子的平均动能和数密度有关,体积不变,数密度不变,而分子热运动变剧烈,分子的平均动能变大,则压强一定增大,E正确。
5
(2)①取甲内气体为研究对象,由玻意耳定律:p0L0S=p1L1S 注入水的体积为:V水=L0S-L1S,解得:V水=0.225 m。 ②打开开关后两罐液面相平,罐内气体高度:L2=对甲气罐由玻意耳定律:p0L0S=p′L2S 解得:p′=1.47×10 Pa
因气压p′>1.2×10 Pa,故水泵未启动。 [答案] (1)ACD (2)①0.225 m ②未启动
3.(1)(多选)(2020·全国卷Ⅲ·T33(1))如图所示,一开口向上的导热汽缸内,用活塞封闭了一定质量的理想气体,活塞与汽缸壁间无摩擦。现用外力作用在活塞上,使其缓慢下降。环境温度保持不变,系统始终处于平衡状态。在活塞下降过程中________。
3
55
3
L0+L1
2
A.气体体积逐渐减小,内能增加 B.气体压强逐渐增大,内能不变 C.气体压强逐渐增大,放出热量 D.外界对气体做功,气体内能不变 E.外界对气体做功,气体吸收热量
(2)如图所示,“L”形玻璃管ABC粗细均匀,开口向上,玻璃管水平部分长为30 cm,竖直部分长为10 cm,管中一段水银柱处于静止状态,水平管中的水银柱长为10 cm,竖直管中的水银柱长为5 cm,已知大气压强为p0=75 cmHg,管中封闭气体的温度为27 ℃。
(ⅰ)若对玻璃管中的气体缓慢加热,当竖直管中的水银柱液面刚好到管口C时,管中封闭气体的温度升高多少?(结果保留1位小数)
(ⅱ)若以玻璃管水平部分为转轴,缓慢转动玻璃管180°,使玻璃管开口向下,试判断玻璃管中水银会不会流出?如果不会流出,竖直管中水银液面离管口的距离为多少?
[解析] (1)外力使活塞缓慢下降的过程中,由于温度保持不变,则气体的内能保持不变,气体的体积逐渐减小,外界对气体做功,由热力学第一定律可知,气体向外界放出热量,又由玻意耳定律可知,气体体积减小,气体的压强增大,由以上分析可知B、C、D正确,A、E
2021高考物理二轮复习专题限时集训15分子动理论气体及热力学定律含解析.doc
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