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1、课时跟踪检测(一)物体是由大量分子组成的S1(多选)某同学在“用油膜法估测分子的大小”实验中,计算结果明显偏大,可能是由于()A油酸未完全散开B油酸中含有大量的酒精C计算油膜面积时舍去了所有不足一个的方格D求每滴体积时,1mL的溶液的滴数多记了10滴V解析:选AC油酸分子直径d,计算结果明显偏大,可能是V取大了或S取小了。油酸未完全散开,所测S偏小,d偏大,A正确;油酸中含有大量酒精,不影响测量结果,B错;若计算油膜面积时舍去了所有不足一个的方格,使S偏小,d变大,C正确;若求每滴体积时,1mL的溶液的滴数多记了10滴,使V变小,d变小,D错。2在用油膜法估测分子大小的实验中,体积为V的某种油
2、,形成一圆形油膜,直径为d,则油分子的直径近似为()2V4V2VA.d2d2C.d2B.4VD.d2dV4V解析:选D油膜的面积为22,油膜的油分子的直径为dd2,故D对。223根据下列物理量(一组),就可以估算出气体分子间的平均距离的是()A阿伏加德罗常数,该气体的摩尔质量和质量B阿伏加德罗常数,该气体的质量和体积C阿伏加德罗常数,该气体的摩尔质量和密度D该气体的密度、体积和摩尔质量解析:选C由气体的立方体模型可知,每个分子平均占有的活动空间为V0r3,r是M气体分子间的平均距离,摩尔体积VNAV0。因此,要计算气体分子间的平均距离r,需要知道阿伏加德罗常数NA、摩尔质量M和该气体的密度。4
3、最近发现的纳米材料具有很多优越性,有着广阔的应用前景,棱长为1nm的立方体,可容纳液态氢分子(其直径约为1010m)的数量最接近于()A102个C106个B103个D109个解析:选B把氢原子看做是小立方体,那么氢原子的体积为:V0d31030m33边长为1nm的立方体体积为:VL3(109)m31027m3可容纳的氢分子个数:nVV0103个。5(多选)已知某气体的摩尔体积为22.4L/mol,摩尔质量为18g/mol,阿伏加德罗常数为6.021023mol1,由以上数据可以估算出这种气体()A每个分子的质量C每个分子占据的空间B每个分子的体积D分子之间的平均距离解析:选ACD实际上气体分子
4、之间的距离远比分子本身的线度大得多,即气体分子之间有很大空隙,故不能根据VVNA计算分子体积,这样算得的应是该气体每个分子所NA3占据的空间,故C正确;可认为每个分子平均占据了一个小立方体空间,V即为相邻分子M之间的平均距离,D正确;每个分子的质量显然可由mA估算,A正确。6把冰分子看成球体,不计冰分子间空隙,则由冰的密度9102kg/m3可估算冰分子直径的数量级是()A108mB1010m解析:选B冰的摩尔质量与水的摩尔质量相同,根据Vmol9102V0NA6.0210233C1012mD1014mM0.018m312105m3mol1一个冰分子的体积2105V1m31028m3冰分子的直径
5、3d36V03161028m1010m,故B对。的体积V与直径D的关系为VD3,结果保留一位有效数字)m7某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前,查阅数据手册得知:油酸的摩尔质量M0.283kgmol1,密度0.895103kg3。若100滴油酸的体积为1mL,则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少?(取NA6.021023mol1,球16M解析:一个油酸分子的体积VNA由球的体积与直径的关系得分子直径D36MAND1108m3最大面积S,解得S1101m2。答案:1101m28已知空气摩尔质量M29103kg/mol,则空气分子的平均质量多大?成年人做一次深呼吸,约吸入450c
6、m3的空气,所吸入的空气分子数约为多少?(取两位有效数字)解析:要估算成年人一次深呼吸吸入的空气分子数,应先估算出吸入空气的摩尔数n,我们可以看成吸入的是标准状态下的空气,这样就可以利用标准状态下空气的摩尔体积求出吸入空气的摩尔数,也就可以知道吸入空气的分子数。设空气分子的平均质量为m0,阿伏加德罗常数用NA表示,则m0M29103NA6.01023kg4.81026kg22.4103nVmol45010622.4103mol2.01102mol因此,吸入的空气分子数为:NnNA2.011026.01023个1.21022个所以空气分子的平均质量为4.81026kg,成年人一次深呼吸吸入的空气
7、分子数约为1.21022个。答案:4.81026kg1.21022课时跟踪检测(二)分子的热运动1(多选)对以下物理现象的分析正确的是()从射来的阳光中,可以看到空气中的微粒在上下飞舞上升的水汽的运动用显微镜观察悬浮在水中的小炭粒,小炭粒不停地做无规则运动向一杯清水中滴入几滴红墨水,红墨水向周围运动A属于布朗运动C只有属于布朗运动B属于扩散现象D以上结论均不正确解析:选BC空气中的微粒和水汽都是用肉眼直接看到的粒子,都不能称为布朗运动,它们的运动更不是分子的运动,也不属于扩散现象;显微镜观察悬浮在水中的小炭粒的运动是布朗运动,红墨水向周围运动是扩散现象。故B、C正确。2关于布朗运动,下列说法正
8、确的是()A布朗运动就是分子运动,布朗运动停止了,分子运动也会暂时停止B微粒做布朗运动,充分说明了微粒内部分子是不停地做无规则运动的C布朗运动是无规则的,因此它说明了液体分子的运动也是无规则的D布朗运动的无规则性,是由于外界条件无规律的不断变化而引起的解析:选C布朗运动是指悬浮在液体或气体中的微粒的运动,它不是指分子的运动。布朗运动是由液体或气体分子的撞击引起的,布朗运动的无规则性,间接反映了液体或气体分子运动的无规则性,它不是由颗粒内部的分子无规则运动引起的。布朗运动的无规则性,是由液体分子无规则运动决定的,并不是由于外界条件变化引起的,故只有C对。3分子的热运动是指()A分子被加热后的运动
9、B分子的无规则运动C物体的热胀冷缩现象D物体做机械运动的某种情况解析:选B分子的热运动是指分子的无规则运动,因为运动的激烈程度与温度有关,故称之为热运动,分子的热运动永不停息,不是被加热后才有的运动;热胀冷缩和机械运动是宏观物体的运动不是分子的热运动。故B正确。4如图1所示的是用显微镜观察到的悬浮在水中的一个花粉微粒的布朗运动路线,以微粒在A点开始计时,每隔30s记下一个位置,依次得到B、C、D、E、F、G、H、I、J、K各点。则在第75s末时微粒所在的位置是()图1A一定在CD连线的中点B一定不在CD连线的中点C一定在CD连线上,但不一定在CD连线的中点D不一定在CD连线上解析:选D第75s
10、末时,微粒由CD运动,但CD连线并不是其轨迹,所以,此时微粒可能在CD连线上,也可能不在CD连线上,只有D对。5关于扩散现象和布朗运动,下列说法中正确的是()A扩散现象和布朗运动都是分子的无规则运动B扩散现象和布朗运动没有本质的区别C扩散现象可以停止,说明分子的热运动可以停止D扩散现象和布朗运动都与温度有关解析:选D扩散现象是由于分子的无规则热运动而导致的物质的群体迁移,当物质在某一能到达的空间内达到均匀分布时,这种宏观的迁移现象就结束了,但分子的无规则运动依然存在。布朗运动是由于分子热运动对悬浮微粒的不均匀撞击所致,它不会停止,这两种现象都与温度有关,温度越高,现象越明显。6关于布朗运动与分
11、子运动(热运动)的说法中正确的是()A微粒的无规则运动就是分子的运动B微粒的无规则运动就是固体颗粒分子无规则运动的反映C微粒的无规则运动是液体分子无规则运动的反映D因为布朗运动的剧烈程度跟温度有关,所以布朗运动也可以叫做热运动解析:选C微粒是由大量的分子组成的,它的运动不是分子的运动,A错误。布朗运动是悬浮在液体中的小颗粒受到液体分子的作用而做的无规则运动,它反映了包围固体小颗粒的液体分子在做无规则运动,B错误,C正确。布朗运动的对象是固体小颗粒,热运动的对象是分子,所以布朗运动不是热运动,D错误。7我国北方地区多次出现过沙尘暴天气,沙尘暴天气出现时,远方物体呈土黄色,太阳呈淡黄色,尘沙等细粒
12、浮游在空中。请问沙尘暴天气中的风沙弥漫,尘土飞扬,是否是布朗运动?6解析:能在液体或气体中做布朗运动的微粒都是很小的,一般数量级在10m,这种微粒人眼是看不到的,必须借助于显微镜。沙尘暴天气中的灰沙、尘土都是较大的颗粒,它们的运动基本属于在气流作用下的移动,不是布朗运动。答案:见解析8在房间的一端打开一瓶香水,如果没有空气对流,在房间的另一端的人并不能马上闻到香味,这是由分子运动速率不大造成的。这种说法正确吗?为什么?解析:这种说法是不正确的。气体分子运动的速率实际上是比较大的。并不能马上闻到香味的原因是:虽然气体分子运动的速率比较大,但由于分子运动的无规则,且与空气分子不断地碰撞,方向不停地
13、在改变,大量的分子扩散到另一个位臵需要一定的时间,并且人要闻到香味必须等香味达到一定的浓度才行。答案:见解析课时跟踪检测(三)分子间的作用力1清晨,草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠,这一物理过程中,水分子间的()A引力消失,斥力增大C引力、斥力都减小B斥力消失,引力增大D引力、斥力都增大解析:选D由水汽凝结成水珠时,分子间的距离减小,分子引力和斥力都增大,所以D正确。2(多选)当钢丝被拉伸时,下列说法正确的是()A分子间只有引力作用B分子间的引力和斥力都减小C分子间的引力比斥力减小得慢D分子力为零时,引力和斥力同时为零解析:选BC钢丝拉伸,分子间距离增大,分子间的引力、斥力都减小,但引
14、力比斥力减小得慢,分子力表现为引力,所以B、C正确,A、D错误。3下列说法正确的是()A水的体积很难被压缩,这是因为水分子间不存在空隙B气体能够发生扩散现象是因为气体分子间存在斥力C两个相同的半球壳吻合接触,中间抽成真空(马德堡半球),用力很难拉开,这是分子间存在吸引力的宏观表现D碎玻璃不能拼在一起,是由于分子间距离太大,几乎不存在作用力解析:选D水分子间也有空隙,当水被压缩时,分子距离由r0略微减小,分子间斥9力大于引力,分子力的宏观表现为斥力,其效果是水的体积很难被压缩;当分子间距的数量级大于10m时,分子力已微弱到可以忽略,碎玻璃不能拼在一起,就是由于分子间距离太大,几乎不存在作用力,所
15、以选项A错误、D正确。气体分子永不停息地做无规则运动,所以发生扩散现象,实际上气体分子间距离远大于r0,分子间几乎无作用力,所以B错。抽成真空的马德堡半球,之所以很难拉开,是由于球外大气压力对球的作用,所以C错。4(多选)两个分子从靠近得不能再近的位置开始,使二者之间的距离逐渐增大,直到大于分子直径的10倍以上,这一过程中关于分子间的相互作用力,下述说法中正确的是()A分子间的引力和斥力都在减小B分子间的斥力在减小,引力在增大C分子间的作用力在逐渐减小D分子间的作用力先减小后增大,再减小到零解析:选AD分子间同时存在着引力和斥力,当距离增大时,二力都在减小,只是斥力减小得比引力快。分子间的作用
16、力:当rr0时,表现为斥力;当rr0时,合力为零;当rr0时,表现为引力;当r10r0时,分子间的相互作用力可视为零,所以分子力的变化是先减小后增大,再减小到零,A、D正确。5有甲、乙两个分子,甲分子固定不动,乙分子由无穷远处逐渐向甲靠近,直到不能再靠近为止,在这整个过程中()A分子力总对乙做正功B乙总是克服分子力做功C先是分子力对乙做正功,然后乙克服分子力做功D乙先克服分子力做功,然后分子力对乙做正功解析:选C甲、乙两分子间的距离大于r0时,分子力为引力,随着甲、乙分子距离减小,分子力对乙做正功;分子间的距离小于r0时,分子力为斥力,随着甲、乙分子距离减小,分子力对乙做负功,故C正确。6设有
17、一分子位于如图1所示的坐标系原点O处不动,另一分子可位于x轴上不同位置处,图中纵坐标表示这两个分子间作用力的大小,两条曲线分别表示斥力和引力的大小随两分子间距离变化的关系,e为两曲线的交点,则()图1Aab表示引力,cd表示斥力,e点的横坐标可能为1015mBab表示斥力,cd表示引力,e点的横坐标可能为1010mCab表示引力,cd表示斥力,e点的横坐标可能为1010mDab表示斥力,cd表示引力,e点的横坐标可能为1015m解析:选C在f-x图像中,随着距离的增大斥力比引力变化的快,所以ab为引力曲线,cd为斥力曲线,当分子间的距离等于分子直径数量级时,引力等于斥力。所以e点的横坐标可能为
18、1010m,C对。7将下列实验事实与其产生的原因对应起来。实验事实有以下五个:A水与酒精混合后体积变小B固体很难被压缩C细绳不易被拉断D糖在热水中溶解得快E冰冻食品也会变干其产生的原因如下:a固体分子也在不停地运动b分子运动的激烈程度与温度有关c分子之间存在着空隙d分子间存在着引力e分子间存在着斥力与A、B、C、D、E五个实验事实相对应的原因分别是_,_,_,_,_(在横线上分别填上与实验事实相对应的原因前的字母代号)。答案:cedba8随着科学技术的发展,近几年来,也出现了许多的焊接方式,如摩擦焊接、爆炸焊接等,摩擦焊接是使焊件的两个接触面高速地向相反的方向旋转,同时加上很大的压力(每平方厘
19、米加到几千到几万牛顿的力),瞬间就焊接成一个整体了。试用学过的分子动理论知识分析摩擦焊接的原理。解析:摩擦焊接是利用了分子引力的作用。当焊接的两个物体的接触面朝相反的方向高速旋转时,又施加上很大的压力,就可以使两接触面上大量分子间的距离达到或接近r0,从而使两个接触面瞬间焊接在一起。答案:见解析课时跟踪检测(四)温度和温标1(多选)关于系统的状态参量,下列说法正确的是()A描述运动物体的状态可以用压强等参量B描述系统的力学性质可以用压强来描述C描述气体的性质可用温度、体积等参量D温度能描述系统的热学性质解析:选BCD描述运动物体的状态可以用速度、加速度、位移等参量,A错;描述系统的力学性质可以
20、用压强、电场强度、磁感应强度等来描述,B对;描述气体的性质可用温度、体积、压强等参量,C对;温度是用来描述物体冷热程度的物理量,可以描述系统的热学性质,D对。2当甲、乙两物体相互接触后,热量从甲物体流向乙物体,这样的情况表示甲物体具有()A较高的热量C较大的密度B较大的比热容D较高的温度解析:选D热量总是从高温物体传到低温物体,或从物体的高温部分传递到低温部分,因此决定热量传播的决定因素是温度,A、B、C各选项所提到的条件均与此无关,故D项正确。3(多选)下列说法正确的是()A用温度计测量温度是根据热平衡的原理B温度相同的棉花和石头相接触,需要经过一段时间才能达到热平衡C若a与b、c分别达到热
21、平衡,则b、c之间也达到了热平衡D两物体温度相同,可以说两物体达到热平衡解析:选ACD当温度计的液泡与被测物体紧密接触时,如果两者的温度有差异,它们之间就会发生热交换,高温物体将向低温物体传热,最终使二者的温度达到相等,即达到热平衡。A、D对;温度相同,不会进行热传递,B错;若a与b、c分别达到热平衡,三者温度就相等了,所以b、c之间也达到了热平衡,C对。4(多选)下列说法中正确的有()A处于热平衡的两个系统的状态参量不再变化B达到热平衡的两个系统分开后,再接触时有可能发生新的变化C两个未接触的系统不可能处于热平衡D处于热平衡的几个系统的温度一定相等解析:选AD根据热平衡的定义,两个处于热平衡
22、的系统,无论分开,还是再接触,系统的状态参量都不再发生变化,故A正确、B错误;一切达到热平衡的系统一定都具有相同的温度,两个未接触的系统也可能处于热平衡,故C错误、D正确。5有关温标的说法正确的是()A温标不同,测量时得到同一系统的温度数值可能是不同的B不同温标表示的温度数值不同,则说明温度不同C温标的规定都是人为的,没有什么理论依据D热力学温标和摄氏温标是两种不同的温度表示方法,表示的温度数值没有关系解析:选A温标不同,测量同一系统的温度数值一般不同,A正确,B错误;每一种温标的规定都有一定意义,如摄氏温标的0表示一个标准大气压下冰的熔点,100为一个标准大气压下水的沸点,C错误;热力学温标
23、和摄氏温标的数值关系有Tt273K,D错误。6下列关于热力学温标说法不正确的是()A热力学温度的零度是273.15,叫做绝对零度B热力学温度的每一度的大小和摄氏温度的每一度大小是相同的C绝对零度是低温的极限,永远达不到D1等于1K解析:选D热力学温度和摄氏温度的每一度大小是相同的,两种温度的区别在于它们的零值规定不同,所以A、B、C均正确;根据Tt273.15K知,1为274.15K,所以D不正确。7“在测铜块的比热容时,先把质量已知的铜块放入沸水中加热,经过一段时间后把它迅速放入质量已知、温度已知的水中,并用温度计测量水的温度,当水温不再上升时,这就是铜块与水的共同温度,根据实验的数据就可以
24、计算铜块的比热容。”以上的叙述中,哪个地方涉及了“平衡态”和“热平衡”的概念?解析:铜块放入水中加热经过一段时间后铜块和沸水各自达到“平衡态”,它们这两个系统达到“热平衡”,铜块的温度就等于沸水的温度。当把铜块和温度计放入质量已知、温度已知的水中时,铜块、温度计和水三者发生热传递,当水温不再上升时,水、铜块和温度计各自达到“平衡态”,三者达到“热平衡”。答案:见解析8假设房间向环境传递热量的速率正比于房间和环境之间的温度差,暖气片向房间传递热量的速度也正比于暖气片与房间之间的温度差。暖气片温度恒为T0,当环境温度为5时,房间温度保持在22。当环境温度为15时,房间温度保持为16.5。(1)求暖
25、气片的温度T0;T0(2)给房子加一层保温材料,使得温差一定时房间散热的速率下降20%,求环境温度为15时房间的温度。解析:(1)设两次房间温度分别为T122,T116.5,环境温度分别为T25,T215;设暖气片向房间的散热系数为k1,房间向环境的散热系数为k2,当房间温度平衡时暖气片向房间的散热速率与房间向环境的散热速率相同,则有:k1(T0T1)k2(T1T2)k1(T0T1)k2(T1T2)整理得:T2T1T2T1T1T2T1T2516.5152216.51522555TT22259k2T0T1由式可知,11T1(2)设此时房间的温度为T1则k1(T0T1)(120%)k2(T1T2)
26、k552211则由式得k1T00.8k2T2k10.8k29550.8111590.81120.4。答案:(1)55(2)20.4课时跟踪检测(五)内能1(多选)有关“温度”的概念,下列说法中正确的是()A温度反映了每个分子热运动的剧烈程度B温度是分子平均动能的标志C一定质量的某种物质,内能增加,温度一定升高D温度升高时物体的某个分子的动能可能减小解析:选BD温度是分子平均动能大小的标志,而对某个确定的分子来说,其热运动的情况无法确定,不能用温度来衡量。故A错而B、D对。温度不升高而仅使分子的势能增加,也可以使物体内能增加,冰融化为同温度的水就是一个例证,故C错。2一定质量的0的水在凝结成0的
27、冰的过程中,体积变大,它内能的变化是()A分子平均动能增加,分子势能减少B分子平均动能减小,分子势能增加C分子平均动能不变,分子势能增加D分子平均动能不变,分子势能减少解析:选D温度相同,分子的平均动能相同,体积改变,分子势能发生了变化。由于不清楚由水变成冰分子力做功的情况,不能从做功上来判断。水变成冰是放出热量的过程,因此说势能减少。D对。3下面有关机械能和内能的说法中正确的是()A机械能大的物体,内能一定也大B物体做加速运动时,其运动速度越来越大,物体内分子平均动能必增大C物体降温时,其机械能必减少D摩擦生热是机械能向内能的转化解析:选D机械能与内能有着本质的区别,对于同一物体,机械能是由
28、其宏观运动速度和相对高度决定的,而内能是由物体内部分子无规则运动和聚集状态决定的。4(多选)两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图1中曲线所示,曲线与r轴交点的横坐标为r0。相距很远的两分子在分子力作用下,由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远处时分子势能为零,下列说法正确的是()图1A在rr0阶段,F做正功,分子动能增加,势能减小B在rr0阶段,F做负功,分子动能减小,势能也减小C在rr0时,分子势能最小,动能最大D在rr0时,分子势能为零解析:选AC在rr0阶段,两分子间的斥力和引力的合力F表现为引力,两分子在分子力作用下,由静止开始相互接近,F做正功,分子动能增加,势能减小
29、,选项A正确;在rr0阶段,两分子间的斥力和引力的合力F表现为斥力,F做负功,分子动能减小,势能增大,选项B错误;在rr0时,分子势能最小,动能最大,选项C正确;在整个过程中,只有分子力做功,分子动能和势能之和保持不变,在rr0时,分子势能为负值,选项D错误。5(多选)回收“神舟十号”飞船的过程中,飞船在轨道上运行的高度逐渐降低进入大气层,最后安全着陆。由于与大气的高速摩擦,使得飞船壳体外表温度上升到近二千摄氏度,从分子动理论和能量方面下列理解正确的是()A飞船壳体材料每个分子的动能均增大B飞船壳体材料分子的平均动能增大C飞船的内能向机械能转化D飞船的机械能向内能转化解析:选BD本题以飞船与大
30、气摩擦为背景,考查了分子动能、分子平均动能、物体内能及其变化等相关知识,重点考查的是温度的微观意义(温度是分子平均动能的标志)。飞船壳体外表温度升高,说明分子的平均动能增大,故A错,B对;飞船的高度逐渐降低,与大气高速摩擦,机械能向内能转化,故C错,D对。6(多选)两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动,直至不再靠近。在此过程中,下列说法正确的是_。(填正确答案标号)A分子力先增大,后一直减小B分子力先做正功,后做负功C分子动能先增大,后减小D分子势能先增大,后减小E分子势能和动能之和不变解析:选BCE本题考查分子力、分子力做功和分子势能的概念,意在考查考生对分子力、分子力做功与分子
31、势能关系的掌握情况。分子力应先增大,后减小,再增大,所以A选项错;分子力先为引力,做正功,再为斥力,做负功,B选项正确;根据动能定理可知分子动能先增大后减小,分子势能先减小后增大,分子动能和分子势能之和保持不变,所以C、E选项正确,D错误。7一木块静止在光滑的水平面上,被水平方向飞来的子弹击中,子弹进入木块的深度于打入深度d与木块移动的距离L之和,则有E损FL)设气锤应下落n次,才能使铁块温度升高40,则由能的转化和守恒定律得nQ。所以,nW1.5104为d,此时木块相对于水平面移动了L,设木块对子弹的阻力恒为F,求产生的内能和子弹损失的动能之比。d解析:产生的内能等于阻力与两者相对位移大小的
32、乘积,即QF子弹损失的动能等于它克服阻力所做的功,在子弹受到阻力的过程,它发生的位移等(d所以Q:E损d:(dL)答案:d:(dL)2)8重1000kg的气锤从2.5m高处落下,打在质量为200kg的铁块上,要使铁块的温度升高40,气锤至少应落下多少次?设气锤撞击铁块时60%的机械能损失用来升高铁块的温度取g10m/s,铁的比热容c0.462103J/(kg。解析:气锤从2.5m高处下落到铁块上损失的机械能:Emgh1000102.5J2.5104J。气锤撞击铁块后用来升高铁块温度的能量为:WW60%1.5104J。使铁块温度升高40所需的热量Qcmt0.46210320040J3.69610
33、6J。WQ3.696106246.4。所以至少需要247次才能使铁块温度升高40。答案:247次课时跟踪检测(六)气体的等温变化1描述气体状态的参量是指()A质量、温度、密度C质量、压强、温度B温度、体积、压强D密度、压强、温度1,2,解析:选B气体状态参量是指温度、压强和体积,B对。2(多选)一定质量的气体,在温度不变的条件下,将其压强变为原来的2倍,则()A气体分子的平均动能增大B气体的密度变为原来的2倍C气体的体积变为原来的一半D气体的分子总数变为原来的2倍解析:选BC温度是分子平均动能的标志,由于温度T不变,故分子的平均动能不变,1据玻意耳定律得p1V12p1V2,V22V1。mmV1
34、V221即2,故B、C正确。3一定质量的气体,压强为3atm,保持温度不变,当压强减小2atm时,体积变化4L,则该气体原来的体积为()334A.L8C.LB2LD8L解析:选B由题意知p13atm,p21atm,当温度不变时,一定质量气体的压强减小则体积变大,所以V2V14L,根据玻意耳定律得p1V1p2V2,解得V12L,故B正确。4.如图1所示,某种自动洗衣机进水时,与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气,通过压力传感器感知管中的空气压力,从而控制进水量。设温度不变,洗衣缸内水位升高。则细管中被封闭的空气()图1A体积不变,压强变小B体积变小,压强变大C体积不变,压强变大D体积变小,压
35、强变小解析:选B由题图可知空气被封闭在细管内,缸内水位升高时,气体体积减小;根据玻意耳定律,气体压强增大,B选项正确。(5.多选)如图2所示,是某气体状态变化的p-V图像,则下列说法正确的是()图2A气体做的是等温变化B从A到B气体的压强一直减小C从A到B气体的体积一直增大D气体的三个状态参量一直都在变解析:选BCD一定质量的气体的等温过程的p-V图像即等温曲线是双曲线,显然图中所示AB图线不是等温线,AB过程不是等温变化,A选项不正确。从AB图线可知气体从A状态变为B状态的过程中,压强p在逐渐减小,体积V在不断增大,则B、C选项正确。又因为该过程不是等温过程,所以气体的三个状态参量一直都在变
36、化,D选项正确。6.如图3所示,一圆筒形汽缸静置于地面上,汽缸筒的质量为M,活塞(连同手柄)的质量为m,汽缸内部的横截面积为S,大气压强为p0。现用手握住活塞手柄缓慢向上提,不计汽缸内气体的重量及活塞与汽缸壁间的摩擦,若将汽缸刚提离地面时汽缸内气体的压强为p、手对活塞手柄竖直向上的作用力为F,则()图3mgApp0S,FmgmgBpp0S,Fp0S(mM)gMgCpp0S,F(mM)gMgDpp0S,FMg解析:选C对整体有F(Mm)g;Mg对汽缸有MgpSp0S,pp0S,选C。17.长为100cm的、内径均匀的细玻璃管,一端封闭、一端开口,当开口竖直向上时,用20cm水银柱封住l49cm长
37、的空气柱,如图4所示。当开口竖直向下时(设当时大气压强为76cmHg,即1105Pa),管内被封闭的空气柱长为多少?图41222解析:设玻璃管的横截面积为S,初状态:p1(7620)cmHg,V1lS;设末状态时(管口向下)无水银溢出,管内被封闭的空气柱长为l,有p2(7620)cmHg,V2lS,根据玻意耳定律有p1V1p2V2,解得l84cm因84cm20cm104cm100cm(管长),这说明水银将要溢出一部分,原假设末状态时(管口向下)无水银溢出,不合理,求出的结果是错误的,故必须重新计算。设末状态管内剩余的水银柱长为xcm则p2(76x)cmHg,V2(100 x)S根据玻意耳定律p
38、1V1p2V2得(7620)49S(76x)(100 x)S即x2176x28960,解得x18.4,x157.7(舍去)所求空气柱长度为100cmxcm81.6cm。答案:81.6cm8.如图5,一汽缸水平固定在静止的小车上,一质量为m、面积为S的活塞将一定量的气体封闭在汽缸内,平衡时活塞与汽缸底相距L。现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动,稳定时发现活塞相对于汽缸移动了距离d。已知大气压强为p0,不计汽缸和活塞间的摩擦,且小车运动时,大气对活塞的压强仍可视为p0,整个过程中温度保持不变。求小车的加速度的大小。图5解析:设小车加速度大小为a,稳定时汽缸内气体的压强为p1,活塞受到汽缸内外
39、气体10的压力分别为,fp1S,fp0S,10由牛顿第二定律得:ffma,小车静止时,在平衡情况下,汽缸内气体的压强应为p0,由玻意耳定律得:p1V1p0V,式中VSL,V1S(Ld),联立解得:ap0SdmLd。答案:ap0SdmLd课时跟踪检测(七)气体的等容变化和等压变化1描述一定质量的气体做等容变化的过程的图线是下图中的哪些()解析:选D等容变化过程的p-t图在t轴上的交点坐标是(273,0),D正确。2.(多选)一定质量的某种气体自状态A经状态C变化到状态B,这一过程在V-T图上的表示如图1所示,则()图1A在过程AC中,气体的压强不断变大B在过程CB中,气体的压强不断变小C在状态A
40、时,气体的压强最大D在状态B时,气体的压强最大解析:选AD气体在过程AC中发生等温变化,由pVC可知,体积减小,压强增大,p故A正确。在CB变化过程中,气体的体积不发生变化,即为等容变化,由TC可知,温度升高,压强增大,故B错误。综上所述,在ACB过程中气体的压强始终增大,所以气体在状态B时的压强最大,故C错误,D正确。3贮气罐内的某种气体,在密封的条件下,温度从13上升到52,则气体的压强()42522A升高为原来的4倍22C降低为原来的1B降低为原来的25D升高为原来的p2T2p1T12731322pTpT2735225解析:选D气体体积不变,由查理定律11得22,故D对。4.粗细均匀,两
41、端封闭的细长玻璃管中,有一段水银柱将管中气体分为A和B两部分,如图2所示。已知两部分气体A和B的体积关系是VB3VA,将玻璃管温度均升高相同温度的过程中,水银将()图2A向A端移动C始终不动B向B端移动D以上三种情况都有可能解析:选C由于两边气体初状态的温度和压强相同,所以升温后,增加的压强也相同,因此,水银不移动,故C对。5.如图3所示,一端封闭的均匀玻璃管,开口向上竖直放置,管中有两段水银柱封闭了两段空气柱,开始时V12V2。现将玻璃管缓慢地均匀加热,下列说法中正确的是()图3A加热过程中,始终有V12V2B加热后V12V2C加热后V12V2D条件不足,无法判断1解析:选A加热前后,上段气
42、体的压强保持p0gh不变,下段气体的压强保持p0VVVV1212ghgh不变,整个过程为等压变化,根据盖吕萨克定律得T1T,T2T,V2V21VV2所以11,即V12V2,故A正确。(6.多选)一定质量的气体做等压变化时,其V-t图像如图4所示。若保持气体质量不变,而改变气体的压强,再让气体做等压变化,则其等压线与原来相比,下列可能正确的是()图4A等压线与V轴之间夹角变小B等压线与V轴之间夹角变大C等压线与t轴交点的位置不变D等压线与t轴交点的位置一定改变p2T2T2T1p2p11解析:选ABC对于一定质量气体的等压线,其V-t图像的延长线一定过273.15的点,故C项正确;由于题目中没有给
43、定压强p的变化情况,因此A、B都有可能,故选A、B、C。7用易拉罐盛装碳酸饮料非常卫生和方便,但如果剧烈碰撞或严重受热会导致爆炸。我们通常用的可乐易拉罐容积V355mL。假设在室温(17)下罐内装有0.9V的饮料,剩余空间充满CO2气体,气体压强为1atm。若易拉罐能承受的最大压强为1.2atm,则保存温度不能超过多少?解析:本题为一定质量的气体发生等容变化,取CO2气体为研究对象。初态:p11atm,T1(27317)K290K,末态:p21.2atm,T2待求。pT由查理定律11得:2901.2K348K。t(348273)75。答案:758如图5所示,两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同
44、汽缸直立放置,汽缸底部和顶部均有细管连通,顶部的细管带有阀门K。两汽缸的容积均为V0,汽缸中各有一个绝热活塞(质量不同,厚度可忽略)。图5开始时K关闭,两活塞下方和右活塞上方充有气体(可视为理想气体),压强分别为p0和p0/3;左活塞在汽缸正中间,其上方为真空;右活塞上方气体体积为V0/4。现使汽缸底与一恒温热源接触,平衡后左活塞升至汽缸顶部,且与顶部刚好没有接触;然后打开K,经过一段时间,重新达到平衡。已知外界温度为T0,不计活塞与汽缸壁间的摩擦。求:(1)恒温热源的温度T;(2)重新达到平衡后左汽缸中活塞上方气体的体积Vx。解析:(1)与恒温热源接触后,在K未打开时,右活塞不动,两活塞下方
45、的气体经历等压过程,由盖吕萨克定律得T05V0/4T7V0/4由此得7T5T0。(2)由初始状态的力学平衡条件可知,左活塞的质量比右活塞的大。打开K后,左活塞下降至某一位臵,右活塞必须升至汽缸顶,才能满足力学平衡条件。汽缸顶部与外界接触,底部与恒温热源接触,两部分气体各自经历等温过程,设左活塞上方气体最终压强为p,由玻意耳定律得pV4pVx30074(pp0)(2V0Vx)p0V0联立式得6Vx2V0VxV020其解为1Vx2V01另一解Vx3V0,不合题意,舍去。71(2)5答案:(1)T02V0课时跟踪检测(八)理想气体的状态方程T1T21(多选)关于理想气体,下列说法中正确的是()A理想
46、气体的分子间没有分子力B理想气体是严格遵从气体实验定律的气体模型C理想气体是一种理想化的模型,没有实际意义D实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下,可看成理想气体解析:选ABD人们把严格遵从气体实验定律的气体叫做理想气体,故B正确。理想气体分子间没有分子力,是一种理想化的模型,在研究气体的状态变化特点时忽略次要因素,使研究的问题简洁、明了,故A正确,C错误。在温度不太低、压强不太大时,实际气体可看成理想气体,故D正确。2(多选)对一定质量的理想气体,下列状态变化中不可能的是()A使气体体积增加而同时温度降低B使气体温度升高,体积不变,压强减小C使气体温度不变,而压强、体积同时增大D使气体温度
47、降低,压强减小,体积减小pV解析:选BC对于理想气体,满足公式TC。若体积增加而温度降低,只要压强也变小,公式就成立,A选项是可能的;若温度升高,体积不变,压强应是变大的,B选项是不可能的;若温度不变,压强与体积成反比,不可能同时增大,C选项不可能;压强减小,体积可能减小,可能变大,D选项可能。3一定质量的理想气体,在某一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p1、V1、T1,在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p2、V2、T2,下列关系正确的是()1Ap1p2,V12V2,T12T21Bp1p2,V12V2,T12T2Cp12p2,V12V2,T12T2Dp12p2,V1V2,T12T2pV
48、pV解析:选D根据理想气体状态方程1122判断可知D正确。4(多选)一定质量的理想气体,初始状态为p、V、T,经过一系列状态变化后,压强仍为p,则下列过程中可以实现的是()A先等温膨胀,再等容降温B先等温压缩,再等容降温C先等容升温,再等温压缩D先等容降温,再等温压缩pV解析:选BD根据理想气体的状态方程TC,若经过等温膨胀,则T不变,V增加,p减小,再等容降温,则V不变,T降低,p减小,最后压强p肯定不是原来值,A错;同理可以确定C也错,正确选项为B、D。5.如图1中A、B两点代表一定质量理想气体的两个不同的状态,状态A的温度为TA,状态B的温度为TB;由图可知()ATB2TACTB6TA图
49、1BTB4TADTB8TATATBTApAVApVpVTpV解析:选C对于A、B两个状态应用理想气体状态方程AABB可得:BBB34216,即TB6TA,C项正确。6(多选)一定质量的某种理想气体经历如图2所示的一系列过程,ab、bc、cd和da这四个过程在p-T图上都是直线段,其中ab的延长线通过坐标原点O,bc垂直于ab,cd平行于ab,由图可以判断()图2Aab过程中气体体积不断减小Bbc过程中气体体积不断减小Ccd过程中气体体积不断增大Dda过程中气体体积不断增大解析:选BCD四条直线段只有ab是等容过程,A错误;连接Ob、Oc和Od,则Ob、Oc、Od都是一定质量的理想气体的等容线,
50、依据p-T图中等容线的特点(斜率越大,气体体积越小),比较这几条图线的斜率,即可得出VaVbVdVc,故B、C、D都正确。T1T27贮气筒内压缩气体的温度为27,压强是20atm,从筒内放出一半质量的气体后,并使筒内剩余气体的温度降低到12,求剩余气体的压强为多大。解析:以容器内剩余气体为研究对象,它原来占有整个容器容积的一半,后来充满整个容器,设容器的容积为V,则1初态:p120atm,V12V,T1(27327)K300K;末态:p2?,V2V,T2(27312)K285KpVpV根据理想气体状态方程:11222pVT得:p2112V20285V2T1300Vatm9.5atm。答案:9.
51、5atm8.如图3所示,由U形管和细管连接的玻璃泡A、B和C浸泡在温度均为0的水槽中,B的容积是A的3倍。阀门S将A和B两部分隔开。A内为真空,B和C内都充有气体。U形管内左边水银柱比右边的低60mm。打开阀门S,整个系统稳定后,U形管内左右水银柱高度相等。假设U形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积。图3(1)求玻璃泡C中气体的压强(以mmHg为单位);(2)将右侧水槽的水从0加热到一定温度时,U形管内左右水银柱高度差又为60mm,求加热后右侧水槽的水温。解析:(1)在打开阀门S前,两水槽水温均为T0273K。设玻璃泡B中气体的压强为p1,体积为VB,玻璃泡C中气体的压强为pC,依题意有p
52、1pCp式中p60mmHg。打开阀门S后,两水槽水温仍为T0,设玻璃泡B中气体的压强为pB。依题意,有pBpC玻璃泡A和B中气体的体积为V2VAVB根据玻意耳定律得p1VBpBV2联立式,并代入题给数据得BpCpVVApC180mmHg。(2)当右侧水槽的水温加热到T时,U形管左右水银柱高度差为p,玻璃泡C中气体的压强为pCpBp玻璃泡C中的气体体积不变,根据查理定律得pCpCT0T联立式,并代入题给数据得T364K。答案:(1)180mmHg(2)364K课时跟踪检测(九)气体热现象的微观意义1下列关于气体分子运动的特点,正确的说法是()A气体分子运动的平均速率与温度有关B当温度升高时,气体
53、分子的速率分布不再是“中间多、两头少”C气体分子的运动速率可由牛顿运动定律求得D气体分子的平均速度随温度升高而增大解析:选A气体分子的运动与温度有关,温度升高时,平均速率变大,但仍遵循“中间多、两头少”的统计规律,A对,B错。由于分子运动是无规则的,而且牛顿运动定律是物体运动宏观定律,故不能用它来求微观的分子运动速率,C错。大量分子向各个方向运动的概率相等,所以稳定时,平均速度几乎为零,与温度无关,D错。2决定气体压强大小的因素,下列说法中正确的是()A气体的体积和气体的密度B气体的质量和气体的种类C气体分子数密度和气体的温度D气体分子质量和气体分子的速度解析:选C从微观角度来看,气体压强的大
54、小跟两个因素有关,一个是气体分子的平均动能,另一个是分子的密集程度。而温度是分子热运动的平均动能的标志,C正确。3对于一定质量的气体,下列叙述中正确的是()A如果体积减小,气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增多B如果压强增大,气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增多C如果温度升高,气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增多D如果分子数密度增大,气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增多解析:选B气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数,是由单位体积内的分子数和分子的平均速率共同决定的。选项A和D都是单位体积内的分子数增多,但分子的平均速率如何变
55、化却不知道;选项C由温度升高可知分子的平均速率增大,但单位体积内的分子数如何变化未知,所以选项A、C、D都不能选。气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数正是气体压强的微观表现,所以选项B是正确的。41859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律,后来有许多实验验证了这一规律。若以横坐标v表示分子速率,纵坐标f(v)表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比。下面四幅图中能正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是()解析:选D气体分子速率分布规律是中间多、两头少,且分子不停地做无规则运动,没有速度为零的分子,故选D。5(多选)下面是某地区17月份气温与气压的对照表:月份12345
56、67平均最高气温/1.43.910.719.626.730.230.8平均大气压/105Pa1.0211.0191.0141.0081.0030.99840.996由对照表可知,7月份与1月份相比较()A空气分子无规则热运动加剧B空气分子无规则热运动减弱C单位时间内空气分子对地面的撞击次数增加了D单位时间内空气分子对地面的撞击次数减少了解析:选AD由题表可知,7月份比1月份气温高,空气分子无规则热运动加剧,A正确,B错误;7月份比1月份大气压强小了,而分子热运动的平均动能大了,平均每个分子对地面的冲力大了,所以单位时间内空气分子对地面的撞击次数必然减少,才能使大气压强减小,故C错误,D正确。6
57、密闭在钢瓶中的理想气体,温度升高时压强增大。从分子动理论的角度分析,这是由于分子热运动的_增大了。该气体在温度T1、T2时的分子速率分布图像如图1所示,则T1_(选填“大于”或“小于”)T2。图1解析:密闭在钢瓶中的理想气体的体积不变,当温度升高时,分子的平均动能增大,但每次撞击的作用力变大,所以压强增大;当温度升高时,气体分子的平均速率会增大,大多数分子的速率都增大,所以波峰应向速率大的方向移动,即T2T1。答案:平均动能小于7如图2是氧分子在不同温度(0和100)下的速率分布规律图,由图可得出哪些结论?(至少答出两条)AB解析:(1)设气体在B状态时的体积为VB,由盖吕萨克定律得TT,图2
58、解析:一定温度下,氧气分子的速率呈现出“中间多,两头少”的分布规律;温度越高,氧气分子热运动的平均速率越大(或温度越高,氧气分子运动越剧烈)。答案:见解析8一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C,其中AB过程为等压变化,3BC过程为等容变化。已知VA0.3m,TATC300K,TB400K。(1)求气体在状态B时的体积。(2)说明BC过程压强变化的微观原因。VVAB3代入数据得VB0.4m。(2)微观原因:气体体积不变,分子密集程度不变,温度降低,气体分子平均动能减小,导致气体压强减小。3答案:(1)0.4m(2)见解析课时跟踪检测(十)固体液体1如图1所示,甲、乙两种薄片的表面分别涂有
59、薄薄的一层石蜡,然后用烧热的钢针的针尖分别接触这两种薄片,接触点周围熔化了的石蜡的形状分别如图所示。对这两种薄片,下列说法正确的是()图1A甲的熔点一定高于乙的熔点B甲薄片一定是晶体C乙薄片一定是非晶体D以上说法都错解析:选B单晶体具有各向异性,多晶体和非晶体具有各向同性,故甲薄片一定是单晶体,从图中无法确定熔点的高低,B正确。2(多选)关于液体和固体,以下说法正确的是()A液体分子间的相互作用比固体分子间的相互作用强B液体分子同固体分子一样,也是密集在一起的C液体分子的热运动没有固定的平衡位置D同温度时液体的扩散比固体的扩散快解析:选BCD液体具有一定的体积,是液体分子密集在一起的缘故,但液
60、体分子间的相互作用不像固体微粒那样强,所以选项B是正确的,选项A是错误的。液体具有流动性的原因是液体分子热运动的平衡位臵不固定,液体分子所以能在液体中移动也正是因为液体分子在液体里移动比固体容易,所以其扩散也比固体的扩散快,选C、D都是正确的。3.如图2所示,把玻璃管的裂口放在火焰上烧熔,它的尖端就变钝了。产生这一现象的原因是()图2A玻璃是非晶体,熔化再凝固后变成晶体B玻璃是晶体,熔化再凝固后变成非晶体C熔化的玻璃表面分子间表现为引力使其表面绷紧D熔化的玻璃表面分子间表现为斥力使其表面扩张解析:选C玻璃是非晶体,熔化再凝固后仍然是非晶体,故A、B错误;细玻璃棒尖端放在火焰上烧熔后尖端变成球形
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