逍遥学能 2017-09-19 19:32
常见的物质是由大量的分子.原子构成的，下面是分子动理论气体热力学定律专项练习，希望对考生复习有帮助。
1.(新课标全国卷，33)(15分)(1)(5分)下列说法正确的是________。(填正确答案标号。选对1个得2分，选对24分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分)
A.将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体
B.固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质
C.由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体
D.在合适的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体
E.在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变
(2)(10分)如图，一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞。已知大活塞的质量为m1=2.50 kg，横截面积为S1=80.0 cm2;小活塞的质量为m2=1.50 kg，横截面积为S2=40.0 cm2;两活塞用刚性轻杆连接，间距为l=40.0 cm;汽缸外大气的压强为p=1.00105 Pa，温度为T=303 K。初始时大活塞与大圆筒底部相距，两活塞间封闭气体的温度为T1=495 K。现汽缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移。忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦，重力加速度大小g取 10 m/s2。求：
(?)在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，缸内封闭气体的温度;
(?)缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强。
2.(新课标全国卷，33)(15分)(1)(5分)关于扩散现象，下列说法正________。(填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分)
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)(10分)如图，一粗细均匀的U形管竖直放置，A侧上端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=10.0 cm，B侧水银面比A侧的高h=3.0 cm。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=10.0 cm时将开关K关闭。已知大气压强p0=75.0 cmHg。
(?)求放出部分水银后A侧空气柱的长度;
(?)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。
3.(山东理综，37)(12分)(1)墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀。关于该现象的分析正确的是________。(双选，填正确答案标号)
a.混合均匀主要是由于碳粒受重力作用
b.混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动
c.使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速
d.墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的
(2)扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象。如图，截面积为S的热杯盖扣在水平桌面上，开始时内部封闭气体的温度为300 K，压强为大气压强p0。当封闭气体温度上升至303 K时，杯盖恰好被整体顶起，放出少许气体后又落回桌面，其内部气体压强立刻减为p0，温度仍为303 K。再经过一段时间，内部气体温度恢复到300 K。整个过程中封闭气体均可视为理想气体。求：
(?)当温度上升到303 K且尚未放气时，封闭气体的压强
(?)当温度恢复到300 K时，竖直向上提起杯盖所需的最小力。
4.(海南单科，15)(12分)(1)(4分)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NA，地面大气压强为p0，重力加速度大小为g。由此可估算得，地球大气层空气分子总数为________________。
(2)(8分)如图，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p0。现假设活塞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。
5.(重庆理综，10)(12分)(1)(6分)某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，且车胎体积增大。若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，那么()
A.外界对胎内气体做功，气体内能减小
B.外界对胎内气体做功，气体内能增大
C.胎内气体对外界做功，内能减小
D.胎内气体对外界做功，内能增大
(2)(6分)北方某地的冬天室外气温很低，吹出的肥皂泡会很快冻结。若刚吹出时肥皂泡内气体温度为T1，压强为p1，肥皂泡冻结后泡内气体温度降为T2。整个过程中泡内气体视为理想气体，不计体积和质量变化，大气压强为p0。求冻结后肥皂膜内外气体的压强差。
参考答案
1.【详细分析】(1)晶体有固定的熔点，并不会因为颗粒的大小而改变，即使敲碎为小颗粒，仍旧是晶体，选项A错误;固体分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上光学性质不同，表现为晶体具有各向异性，选项B正确;同种元素构成的可能由于原子的排列方式不同而形成不同的晶体，如金刚石和石墨，选项C正确;晶体的分子排列结构如果遭到破坏就可能形成非晶体，D正确;熔化过程中，晶体要吸热，温度不变，但是内能增大，选项E错误。
(2)(?)大小活塞在缓慢下移过程中，受力情况不变，汽缸内气体压强不变，由盖吕萨克定律得=
初状态V1=(S1+S2)，T1=495 K
末状态V2=lS2
代入可得T2=T1=330 K
(?)对大、小活塞受力分析则有
m1g+m2g+pS1+p1S2=p1S1+pS2
可得p1=1.1105 Pa
缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡过程中，气体体积不变，由查理定律得=
T3=T=303 K
解得p2=1.01105 Pa
答案 (1)BCD (2)(?)330 K (?)1.01105 Pa
2.【详细分析】(1)根据分子动理论，温度越高，扩散进行得越快，故A正确;扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，不是化学反应，故C正确、B错误;扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，故D正确;液体中的扩散现象不是由于液体的对流形成的，是液体分子无规则运动产生的，故E错误。
(2)(?)以cmHg为压强单位。设A侧空气柱长度l=10.0 cm时的压强为p;当两侧水银面的高度差为h1=10.0 cm时，空气柱的长度l1，压强为p1。
由玻意耳定律得pl=p1l1①
由力学平衡条件得p=p0+ph②
打开开关K放出水银的过程中，B侧水银面处的压强始终为p0，而A侧水银面处的压强随空气柱长度的增加逐渐减小，B、A两侧水银面的高度差也随之减小，直至B侧水银面低于A侧水银面h1为止。由力学平衡条件有
p1=p0-ph1③
联立①②③式，并代入题给数据得l1=12.0 cm④
(?)当A、B两侧的水银面达到同一高A侧空气柱的长度为l2，压强为p2。
由玻意耳定律得pl=p2l2⑤
由力学平衡条件有p2=p0⑥
联立②⑤⑥式，并代入题给数据得l2=10.4 cm⑦
设注入的水银在管内的长度h，依题意得
h=2(l1-l2)+h1⑧
联立④⑦⑧式，并代入题给数据得h=13.2 cm⑨
答案 (1)ACD (2)(?)12.0 cm (?)13.2 cm
3.【详细分析】(1)根据分子动理论的知识可知，混合均匀主要是由于水分子做无规则运动，使得碳粒无规则运动造成的布朗运动，由于布朗运动的剧烈程度与颗粒大小和温度有关，所以使用碳粒更小的墨汁，布朗运动会更明显，则混合均匀的过程进行得更迅速，故选b、c。
(2)(?)以开始封闭的气体为研究对象，由题意可知，初状态温度T0=300 K，压强为p0;末状态温度T1=303 K，压强设为p1，由查理定律得=①
代入数据得p1=p0=1.01p0②
(?)设杯盖的质量为m，刚好被顶起时，由平衡条件得
p1S=p0S+mg③
放出少许气体后，以杯盖内的剩余气体为研究对象，由题意可知，初状态温度T2=303 K，压强p2=p0，末状态温度T3=300 K，压强设为p3，由查理定律得
=④
设提起杯盖所需的最小力为F，由平衡条件得
F+p3S=p0S+mg⑤
联立②③④⑤式，代入数据得
F=p0S=0.02p0S⑥
答案 (1)bc (2)(?)1.01 p0 (?)0.02p0S
4.【详细分析】(1)设大气层中气体的质量为m，由大气压强产生，mg=p0S，即：m=
分子数n===，假设每个分子占据一个小立方体，各小立方体紧密排列，则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V=4R2h，所以a=
(2)A与B之间、B与容器底面之间的气体压强分别为p1、p2，在漏气前，对A分析有p1=p0+，对B有p2=p1+
B最终与容器底面接触后，AB间的压强为p，气体体积为V，则有p=p0+
因为温度始终不变，对于混合气体有p1V+p2V=pV
设活塞B厚度为d，漏气前A距离底面的高度为
h=+d
漏气后A距离底面的高度为h=+d
联立可得h=h-h
以上各式联立化简得h=
答案 (1)
(2)
5.【详细分析】(1)车胎体积增大，D项正确。
(2)对泡内气体由查理定律得=①
内外气体的压强差为p=p2-p0②
联立①②式解得p=p1-p0③
答案 (1)D (2)p1-p0
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