届二轮复习专题六选考模块教案Word文件下载.docx
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B.在过程ca中外界对气体做功
C.在过程ab中气体对外界做功
D.在过程bc中气体从外界吸收热量
E.在过程ca中气体从外界吸收热量
选ABD ab过程中气体压强增大,体积不变,则温度升高,内能增加,A项正确;
ab过程发生等容变化,气体对外界不做功,C项错误;
一定质量的理想气体内能仅由温度决定,bc过程发生等温变化,内能不变,bc过程中气体体积增大,气体对外界做功,根据热力学第一定律可知气体从外界吸收热量,D项正确;
ca过程发生等压变化,气体体积减小,外界对气体做功,B项正确;
ca过程中气体温度降低,内能减小,外界对气体做功,根据热力学第一定律可知气体向外界放热,E项错误。
3.[多选](2016·
全国Ⅱ卷)一定量的理想气体从状态a开始,经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态,其pT图象如图所示。
其中对角线ac的延长线过原点O。
下列判断正确的是( )
A.气体在a、c两状态的体积相等
B.气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能
C.在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功
D.在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功
E.在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功
选ABE 由ac的延长线过原点O知,直线Oca为一条等容线,气体在a、c两状态的体积相等,选项A正确;
理想气体的内能由其温度决定,故在状态a时的内能大于在状态c时的内能,选项B正确;
过程cd是等温变化,气体内能不变,由热力学第一定律知,气体对外放出的热量等于外界对气体做的功,选项C错误;
过程da气体内能增大,从外界吸收的热量大于气体对外界做的功,选项D错误;
由理想气体状态方程知:
====C,即paVa=CTa,pbVb=CTb,pcVc=CTc,pdVd=CTd。
设过程bc中压强为p0=pb=pc,过程da中压强为p0′=pd=pa。
由外界对气体做功W=p·
ΔV知,过程bc中外界对气体做的功Wbc=p0(Vb-Vc)=C(Tb-Tc),过程da中气体对外界做的功Wda=p0′(Va-Vd)=C(Ta-Td),Ta=Tb,Tc=Td,故Wbc=Wda,选项E正确。
4.[多选](2017·
全国Ⅱ卷)如图,用隔板将一绝热汽缸分成两部分,隔板左侧充有理想气体,隔板右侧与绝热活塞之间是真空。
现将隔板抽开,气体会自发扩散至整个汽缸。
待气体达到稳定后,缓慢推压活塞,将气体压回到原来的体积。
假设整个系统不漏气。
A.气体自发扩散前后内能相同
B.气体在被压缩的过程中内能增大
C.在自发扩散过程中,气体对外界做功
D.气体在被压缩的过程中,外界对气体做功
E.气体在被压缩的过程中,气体分子的平均动能不变
选ABD 抽开隔板,气体自发扩散过程中,气体对外界不做功,与外界没有热交换,因此气体的内能不变,A项正确,C项错误;
气体在被压缩的过程中,外界对气体做功,D项正确;
由于气体与外界没有热交换,根据热力学第一定律可知,气体在被压缩的过程中内能增大,因此气体的温度升高,气体分子的平均动能增大,B项正确,E项错误。
5.[多选](2016·
全国Ⅲ卷)关于气体的内能,下列说法正确的是( )
A.质量和温度都相同的气体,内能一定相同
B.气体温度不变,整体运动速度越大,其内能越大
C.气体被压缩时,内能可能不变
D.一定量的某种理想气体的内能只与温度有关
E.一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中,内能一定增加
选CDE 气体的内能由物质的量、温度和体积决定,质量和温度都相同的气体,内能可能不同,A错误;
内能与物体的运动速度无关,B错误;
气体被压缩时,同时对外传热,根据热力学第一定律知内能可能不变,C正确;
一定量的某种理想气体的内能只与温度有关,D正确;
根据理想气体状态方程,一定量的某种理想气体在压强不变的情况下,体积变大,则温度一定升高,内能一定增加,E正确。
6.[多选](2017·
全国Ⅰ卷)氧气分子在0℃和100℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。
A.图中两条曲线下面积相等
B.图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形
C.图中实线对应于氧气分子在100℃时的情形
D.图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目
E.与0℃时相比,100℃时氧气分子速率出现在0~400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大
选ABC 根据气体分子单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化曲线的意义可知,题图中两条曲线下面积相等,选项A正确;
题图中虚线占百分比较大的分子速率较小,所以对应于氧气分子平均动能较小的情形,选项B正确;
题图中实线占百分比较大的分子速率较大,分子平均动能较大,根据温度是分子平均动能的标志,可知实线对应于氧气分子在100℃时的情形,选项C正确;
根据分子速率分布图可知,题图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目占总分子数的百分比,不能得出任意速率区间的氧气分子数目,选项D错误;
由分子速率分布图可知,与0℃时相比,100℃时氧气分子速率出现在0~400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小,选项E错误。
典型试题
难度
主要考查知识点
2016·
全国Ⅰ卷
★★☆
热力学定律
2017·
全国Ⅲ卷
★★★
全国Ⅱ卷
气体实验定律、热力学定律
气体的内能、热力学定律
气体分子速率分布
二、聚焦计算题考法——气体性质
7.(2017·
全国Ⅰ卷)如图,容积均为V的汽缸A、B下端有细管(容积可忽略)连通,阀门K2位于细管的中部,A、B的顶部各有一阀门K1、K3;
B中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略)。
初始时,三个阀门均打开,活塞在B的底部;
关闭K2、K3,通过K1给汽缸充气,使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1。
已知室温为27℃,汽缸导热。
(1)打开K2,求稳定时活塞上方气体的体积和压强;
(2)接着打开K3,求稳定时活塞的位置;
(3)再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20℃,求此时活塞下方气体的压强。
(1)设打开K2后,稳定时活塞上方气体的压强为p1,体积为V1。
依题意,被活塞分开的两部分气体都经历等温过程。
由玻意耳定律得
p0V=p1V1①
3p0V=p1(2V—V1)②
联立①②式得
V1=③
p1=2p0。
④
(2)打开K3后,由④式知,活塞必定上升。
设在活塞下方气体与A中气体的体积之和为V2(V2≤2V)时,活塞下气体压强为p2。
3p0V=p2V2⑤
由⑤式得
p2=p0⑥
由⑥式知,打开K3后活塞上升直到B的顶部为止;
此时p2为p2′=p0。
(3)设加热后活塞下方气体的压强为p3,气体温度从T1=300K升高到T2=320K的等容过程中,由查理定律得
=⑦
将有关数据代入⑦式得
p3=1.6p0。
⑧
答案:
(1) 2p0
(2)在汽缸B的顶部 (3)1.6p0
8.(2017·
全国Ⅱ卷)一热气球体积为V,内部充有温度为Ta的热空气,气球外冷空气的温度为Tb。
已知空气在1个大气压、温度T0时的密度为ρ0,该气球内、外的气压始终都为1个大气压,重力加速度大小为g。
(1)求该热气球所受浮力的大小;
(2)求该热气球内空气所受的重力;
(3)设充气前热气球的质量为m0,求充气后它还能托起的最大质量。
(1)设1个大气压下质量为m的空气在温度为T0时的体积为V0,密度为ρ0=①
在温度为T时的体积为VT,密度为
ρ(T)=②
由盖—吕萨克定律得=③
联立①②③式得
ρ(T)=ρ0④
气球所受的浮力为
F=ρ(Tb)gV⑤
联立④⑤式得
F=Vgρ0。
⑥
(2)气球内热空气所受的重力为
G=ρ(Ta)Vg⑦
联立④⑦式得
G=Vgρ0。
(3)设该气球还能托起的最大质量为m,由力的平衡条件得
mg=F-G-m0g⑨
联立⑥⑧⑨式得
m=Vρ0T0-m0。
⑩
(1)Vgρ0
(2)Vgρ0
(3)Vρ0T0-m0
9.(2017·
全国Ⅲ卷)一种测量稀薄气体压强的仪器如图(a)所示,玻璃泡M的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管K1和K2。
K1长为l,顶端封闭,K2上端与待测气体连通;
M下端经橡皮软管与充有水银的容器R连通。
开始测量时,M与K2相通;
逐渐提升R,直到K2中水银面与K1顶端等高,此时水银已进入K1,且K1中水银面比顶端低h,如图(b)所示。
设测量过程中温度、与K2相通的待测气体的压强均保持不变。
已知K1和K2的内径均为d,M的容积为V0,水银的密度为ρ,重力加速度大小为g。
求:
(1)待测气体的压强;
(2)该仪器能够测量的最大压强。
(1)水银面上升至M的下端使玻璃泡中气体恰好被封住,设此时被封闭的气体的体积为V,压强等于待测气体的压强p。
提升R,直到K2中水银面与K1顶端等高时,K1中水银面比顶端低h;
设此时封闭气体的压强为p1,体积为V1,则
V=V0+πd2l①
V1=πd2h②
由力学平衡条件得
p1=p+ρhg③
整个过程为等温过程,由玻意耳定律得
pV=p1V1④
联立①②③④式得
p=。
⑤
(2)由题意知
h≤l⑥
联立⑤⑥式有
p≤⑦
该仪器能够测量的最大压强为
pmax=。
(1)
(2)
10.(2016·
全国Ⅰ卷)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Δp=,其中σ=0.070N/m。
现让水下10m处一半径为0.50cm的气泡缓慢上升。
已知大气压强p0=1.0×
105Pa,水的密度ρ=1.0×
103kg/m3,重力加速度大小g=10m/s2。
(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。
(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=28Pa。
②
(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,气泡内空气的压强为p2,气泡内外压强差为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=p
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