2021届高考物理二轮复习-专题七-第1讲-分子动理论、气体及热力学定律作业.doc
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1、2021届高考物理二轮复习 专题七 第1讲 分子动理论、气体及热力学定律作业2021届高考物理二轮复习 专题七 第1讲 分子动理论、气体及热力学定律作业年级:姓名:- 10 -第1讲 分子动理论、气体及热力学定律 (45分钟)基础题组专练1(2020高考全国卷)(1)分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示,rr1时,F0。分子间势能由r决定,规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零。若一分子固定于原点O,另一分子从距O点很远处向O点运动,在两分子间距减小到r2的过程中,势能_(选填“减小”“不变”或“增大”);在间距由r2减小到r1的过程中,势能_(选填“减小”“不变”或“增大”);在间距等于
2、r1处,势能_(选填“大于”“等于”或“小于”)零。(2)甲、乙两个储气罐储存有同种气体(可视为理想气体)。甲罐的容积为V,罐中气体的压强为p;乙罐的容积为2V,罐中气体的压强为p。现通过连接两罐的细管把甲罐中的部分气体调配到乙罐中去,两罐中气体温度相同且在调配过程中保持不变,调配后两罐中气体的压强相等。求调配后:两罐中气体的压强;甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比。解析:(1)分子势能与分子间距离变化的关系图像如图乙所示,两分子间距减小到r2的过程中和由r2减小到r1的过程中,分子力做正功,分子势能减小;在间距等于r1处,分子势能最小,小于零。(2)假设乙罐中的气体被压缩到压强为p,
3、其体积变为V1,由玻意耳定律有p(2V)pV1现两罐气体压强均为p,总体积为(VV1)。设调配后两罐中气体的压强为p,由玻意耳定律有p(VV1)p(V2V)联立式可得pp若调配后甲罐中的气体再被压缩到原来的压强p时,体积为V2,由玻意耳定律有pVpV2设调配后甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比为k,由密度的定义有k联立式可得k答案:(1)减小减小小于(2)p2(2020高考全国卷)(1)如图,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_。A气体体积逐渐减小,内
4、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,两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H18 cm的U形管,左管上端封闭,右管上端开口。右管中有高h04 cm的水银柱,水银柱上表面离管口的距离l12 cm。管底水平段的体积可忽略。环境温度为T1283 K,大气压强p076 cmHg。现从右侧端口缓慢注入水银(与原水银柱之间无气隙),恰好使水银柱下端到达右管底部。此时水银柱的高度为多少?再将左管中密封气体缓慢加热,使水银柱上表面恰与右管口平齐,此时密封气体的温度为多少?解析:(1)温度不变,理想气体的内能不变,
5、A错误;根据玻意耳定律,体积减小,压强增大,B正确;根据UWQ,内能不变,外界对气体做功,气体放出热量,C、D正确,E错误。(2)设密封气体初始体积为V1,压强为p1,左、右管的横截面积均为S,密封气体先经等温压缩过程体积变为V2,压强变为p2。由玻意耳定律有p1V1p2V2设注入水银后水银柱高度为h,水银的密度为,按题设条件有p1p0gh0p2p0ghV1(2Hlh0)S,V2HS联立式并代入题给数据得h12.9 cm密封气体再经等压膨胀过程体积变为V3,温度变为T2,由盖吕萨克定律有按题设条件有V3(2Hh)S联立式并代入题给数据得T2363 K答案:(1)BCD(2)12.9 m363
6、K3(1)水的摩尔质量为M18 g/mol,水的密度为1.0103 kg/m3,阿伏加德罗常数NA6.01023 mol1,则一个水分子的质量为_kg,一瓶600 mL的纯净水所含水分子的个数为_个。(2)中学物理课上一种演示气体定律的有趣仪器哈勃瓶,它是一个底部开有圆孔,瓶颈很短、导热性良好的平底大烧瓶。在一次实验中,体积为V1 L的瓶内塞有一气球,气球的吹气口反扣在瓶口上,瓶底的圆孔上配有一个截面积为S2 cm2的轻质橡皮塞,橡皮塞与玻璃瓶间的最大静摩擦fm60 N。瓶内由气球和轻质橡皮塞封闭一定质量的气体,不计实验开始前气球中的少量气体和气球膜厚度,向气球中缓慢打气,假设气球缓慢膨胀过程
7、中球内、外气压近似相等。已知实验室环境温度T290 K恒定,环境空气密度1.20 kg/m3,压强为标准大气压p01105 Pa,求:橡皮塞被弹出时瓶内气体的压强;为了使橡皮塞被弹出,需要向气球内打入空气的质量。解析:(1)水分子的质量等于摩尔质量除以阿伏加德罗常数,即m代入数据得m31026kg水分子数目为NNA代入数据得N6102321025(个)。(2)橡皮塞即将弹出时,对瓶塞受力分析得pSp0Sfm解得pp04105 Pa。瓶内气体等温变化:p0VpV1,则V10.25 L气球内气体的体积V2VV10.75 L气球内气体压强也为p等温变化:p0V0pV2,可得V03 L打入空气质量mV
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