专题12选修33教师版文档格式.docx
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每选错1个扣3分,最低得分为0分)
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
【答案】ABC
【解析】温度是分子平均动能的标志,温度升高分子的平均动能增加,不同温度下相同速率的分子所占比例不同,温度越高,速率大的分子占比例越高,故虚线为0℃,实线是100℃对应的曲线,曲线下的面积都等于1,故相等,所以ABC正确。
【考点定位】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
【名师点睛】本题主要抓住温度是分子平均动能的标志,温度升高分子的平均动能增加,不同温度下相同速率的分子所占比例不同的特点。
3.【2017·
新课标Ⅱ卷】
(5分)如图,用隔板将一绝热气缸分成两部分,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气缸。
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。
下列说法正确的是________(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.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
【答案】ABD
【考点定位】气体的内能;
热力学第一定律
【名师点睛】此题考查学生对热力学第一定律的理解和运用能力;
要知道气体在向真空膨胀时不对外做功;
绝热状态时Q=0;
理想气体的内能只与温度有关。
4.【2017·
江苏卷】一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C,其V–T图象如图12A–1图所示.下列说法正确的有_________.
(A)A→B的过程中,气体对外界做功
(B)A→B的过程中,气体放出热量
(C)B→C的过程中,气体压强不变
(D)A→B→C的过程中,气体内能增加
【答案】BC
【考点定位】理想气体状态方程热力学第一定律
【名师点睛】两个过程:
A到B等温变化,B到C等压变化.
5.【2017·
新课标Ⅲ卷】
(5分)如图,一定质量的理想气体从状态a出发,经过等容过程ab到达状态b,再经过等温过程bc到达状态c,最后经等压过程ca回到状态a。
下列说法正确的是_______(填正确答案标号。
A.在过程ab中气体的内能增加
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
【解析】在过程ab中,体积不变,外界不对气体做功,气体也不对外界做功,压强增大,温度升高,内能增加,A正确,C错误;
在过程ca中,气体体积缩小,外界对气体做功,压强不变,温度降低,故内能减小,由热力学第一定律可得气体向外界放出热量,B正确,E错误;
在过程bc中,温度不变,内能不变,体积增大,气体对外界做功,由热力学第一定律可知,气体要从外界吸收热量,D正确。
【考点定位】理想气体的等容变化、等压变化和等温变化、热力学第一定律
【名师点睛】本题考查了理想气体的三种特殊状态变化,等容变化、等压变化和等温变化,考查了其中气体与外界的能量交换情况及热力学第一定律,解题时要分析清楚图象,根据理想气体状态方程与热力学第一定律解题。
6.【2017·
江苏卷】题12A–2(甲)和(乙)图中是某同学从资料中查到的两张记录水中炭粒运动位置连线的图片,记录炭粒位置的时间间隔均为30s,两方格纸每格表示的长度相同.比较两张图片可知:
若水温相同,_________(选填“甲”或“乙”)中炭粒的颗粒较大;
若炭粒大小相同,___________(选填“甲”或“乙”)中水分子的热运动较剧烈.
【答案】甲乙
【考点定位】布朗运动
【名师点睛】本题主要考查布朗运动,布朗运动与悬浮在液体中颗粒的大小及液体的温度有关.
7.【2017·
江苏卷】科学家可以运用无规则运动的规律来研究生物蛋白分子.资料显示,某种蛋白的摩尔质量为66kg/mol,其分子可视为半径为3×
10–9m的球,已知阿伏加德罗常数为6.0×
1023mol–1.请估算该蛋白的密度.(计算结果保留一位有效数字)
【答案】
【解析】摩尔体积
由密度,解得
代入数据得
【考点定位】阿伏加德罗常数
【名师点睛】本题主要考查阿伏加德罗常数,摩尔质量、摩尔体积等物理量间的关系,记得公式,用心计算,小心有效数字的要求即可.
8.【2017·
(10分)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。
(i)打开K2,求稳定时活塞上方气体的体积和压强;
(ii)接着打开K3,求稳定时活塞的位置;
(iii)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。
(i)V/22p0(ii)顶部(iii)1.6p0
【解析】
(i)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
①
②
联立①②式得
③
④
(ii)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()时,活塞下气体压强为p2,由玻意耳定律得⑤
由⑤式得
⑥
由⑥式知,打开K3后活塞上升直到B的顶部为止;
此时p2为
(iii)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=1.6p0⑧
【考点定位】玻意耳定律、查理定律
【名师点睛】本题重点考查理想气体的状态方程,在分析的时候注意,气缸导热,即第一个过程为等温变化,审题的时候注意关键字眼。
9.【2017·
(10分)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。
(i)求该热气球所受浮力的大小;
(ii)求该热气球内空气所受的重力;
(iii)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。
(i)(ii)(iii)
(i)设1个大气压下质量为m的空气在温度T0时的体积为V0,密度为
温度为T时的体积为VT,密度为:
由盖-吕萨克定律可得:
联立①②③解得:
气球所受的浮力为:
⑤
联立④⑤解得:
(ⅱ)气球内热空气所受的重力:
⑦
联立④⑦解得:
⑧
(ⅲ)设该气球还能托起的最大质量为m,由力的平衡条件可知:
mg=f–G–m0g⑨
联立⑥⑧⑨可得:
【考点定位】盖-吕萨克定律;
物体的平衡
【名师点睛】此题是热学问题和力学问题的结合题;
关键是知道阿基米德定律,知道温度不同时气体密度不同;
能分析气球的受力情况列出平衡方程。
10.【2017·
(10分)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:
(i)待测气体的压强;
(ii)该仪器能够测量的最大压强。
(i)(ii)
【考点定位】玻意耳定律
【名师点睛】此题主要考查玻意耳定律的应用,解题关键是确定以哪一部分气体为研究对象,并能找到气体在不同状态下的状态参量,然后列方程求解。
1、(全国卷Ⅰ-33)
(1)(5分)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)(10分)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。
(i)求在水下10m处气泡内外的压强差;
(ii)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。
2、(全国卷Ⅱ)33.[物理——选修3–3](15分)
(1)(5分)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p–T图像如图所示,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
(2)(10分)一氧气瓶的容积为0.08m3,开始时瓶中氧气的压强为20个大气压。
某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36m3。
当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时,需重新充气。
若氧气的温度保持不变,求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天。
解答:
33.[物理-选修3-3](15分)
(1)ABE
(2)设氧气开始时的压强为p1,体积为V1,压强变为p2(两个大气压)时,体积为V2,根据玻意耳定律得
p1V1=p2V2①
重新充气前,用去的氧气在p2压强下的体积为
V3=V2-V1②
设用去的氧气在p0(1个大气压)压强下的体积为V0,则有
p2V3=p0V0③
设实验室每天用去的氧气在p0下的体积为∆
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