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选修33题组(二)1.(1)(2018四川雅安三诊)下列说法正确的是。A.理想气体吸热后温度一定升高B.可视为理想气体的相同质量和温度的氢气与氧气相比,平均动能一定相等,内能一定不相等C.某理想气体的摩尔体积为V0,阿伏加德罗常数为NA,则该理想气体单个的分子体积为V0NAD.甲、乙两个分子仅在分子力的作用下由无穷远处逐渐靠近直到不能再靠近的过程中,分子引力与分子斥力都增大,分子势能先减小后增大E.扩散现象与布朗运动都能说明分子在永不停息地运动(2)(2018河南濮阳二模)一横截面积为S的气缸竖直倒放,气缸内有一质量为m的活塞,将一定质量的理想气体封闭在气缸内,气柱的长度为L,活塞与气缸壁无摩擦,气体处于平衡状态,如图1所示,现保持温度不变,把气缸倾斜,使气缸侧壁与竖直方向夹角为=37,重新达到平衡后,如图2所示,设大气压强为p0,气缸导热良好。已知sin 37=0.60,cos 37=0.80,重力加速度为g,求:此时理想气柱的长度;分析说明气缸从竖直到放倒倾斜过程,理想气体吸热还是放热。2.(1)(2018山东枣庄二调)下列说法正确的是。A.由阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和气体的密度,可以估算出理想气体分子间的平均距离B.分子平均速率大的物体的温度比分子平均速率小的物体的温度高C.分子间的引力和斥力同时存在,都随分子之间距离的增大而减小D.机械能不可能全部转化为内能,内能也无法全部用来做功转化成机械能E.第二类永动机不可能制成,是因为它违反了热力学第二定律(2)(2018辽宁重点高中协作校三模)如图所示,开口向上、竖直放置的足够高的汽缸,内部有一定质量的理想气体被轻活塞A、B分成、容积均为V的两部分,开始时活塞A、B均被锁定,不能滑动,此时气体的压强与外界大气压p0相同;气体的压强是气体的3倍。外界温度恒定,汽缸导热性良好。现解除活塞B的锁定。求稳定后气体的体积和压强;稳定后,再解除活塞A的锁定,求再次稳定后气体的体积。3.(1)(2018河南新乡三模)下列说法正确的是。A.只要减弱气体分子热运动的剧烈程度,气体的温度就可以降低B.随着分子间距增大,分子间引力和斥力均减小,分子势能也一定减小C.同种物质要么是晶体,要么是非晶体,不可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现D.在温度不变的情况下,减小液面上方饱和汽的体积时,饱和汽的压强不变E.温度相同的氢气和氧气,它们分子的平均动能相同(2)(2018陕西榆林三模)如图所示,竖直放置的U形管导热良好,左端封闭,右端开口,左管横截面积为右管横截面积的2倍,在左管内用水银封闭一段长为l,温度为T的空气柱,左右两管水银面高度差为h cm,外界大气压为h0 cmHg。若向右管中缓慢注入水银,直至两管水银面相平(原右管中水银没有全部进入水平部分),求在右管中注入水银柱的长度h1(以cm为单位);在两管水银面相平后,缓慢升高气体的温度至空气柱的长度为开始时的长度l,求此时空气柱的温度T。选修33题组(二)1.答案 (1)BDE(2)x=5p0S-5mg5p0S-4mgL放热解析 (1)理想气体的内能只与温度有关。根据热力学第一定律U=W+Q得,物体的内能与做功和热传递有关,故一定质量的理想气体吸热时温度可以不变,故A错误;温度是分子的平均动能的标志,所以相同温度的氢气与氧气相比,平均动能一定相等;但氢气分子与氧气分子相比,氢气分子的质量小,所以相同质量的氢气的分子数比氧气的分子多,内能一定比氧气大,故B正确;某理想气体的摩尔体积为V0,阿伏加德罗常数为NA,可以求出该理想气体的每一个分子所占的空间为V0NA;由于气体分子之间的距离远大于分子的大小,所以气体的体积小于V0NA,故C错误;分子之间的距离减小时,分子引力与分子斥力都增大;甲、乙两个分子在只受分子力的作用下由无穷远处逐渐靠近直到不能再靠近的过程中,开始时分子之间的作用力表现为引力,距离减小的过程中分子力做正功,分子势能减小;分子之间的距离小于平衡位置的距离时,分子力表现为斥力,距离减小的过程中分子力做负功,分子势能增大,故D正确;扩散现象与布朗运动都能说明分子在永不停息地运动。故E正确。故选BDE。(2)以活塞为研究对象,气缸竖直倒立时,根据平衡条件有p0S=mg+p1S,得p1=p0-mgS气缸倾斜后,根据平衡条件有p0S=mgcos 37+p2S,得p2=p0-mgScos 37=p0-4mg5S根据玻意耳定律有p1LS=p2xS,解得x=5p0S-5mg5p0S-4mgL由得出气体体积减小,大气压对气体做功。由热力学第一定律U=W+Q,气体等温过程U=0,故放出热量Q=W。2.答案 (1)ACE(2)12V,2p03V解析 (1)由气体的摩尔质量和气体的密度之比可求出气体的摩尔体积,摩尔体积与阿伏加德罗常数之比等于每个气体分子占据的空间大小,由此可以估算出理想气体分子间的平均距离,故A正确;气体温度是气体分子的平均动能的标志,而分子平均动能不仅跟分子的平均速率有关,还跟分子的质量有关,两种不同气体(分子质量不同),它们的分子质量和平均速率的大小是无法确定分子平均动能的大小的,因而也无法确定这两种气体温度高低,故B错误;分子间的引力和斥力同时存在,分子之间的斥力和引力大小都随分子间距离的增加而减小,故C正确;机械能可能全部转化为内能,如运动的物体在摩擦力作用下减速运动直到静止;热机在内能转化为机械能时,不可避免地要有一部分热量被传导出,所以热机效率达不到100%,即任何热机都不可以把得到的全部内能转化为机械能,故D错误;第二类永动机不可能制成,是因为它违反了热力学第二定律,故E正确;故选ACE。(2)设解除活塞B的锁定后,稳定后气体的压强为p1,体积为V1,气体的压强为p2,体积为V2,两部分气体都经历等温过程,则p1=p2对气体:p0V=p1V1对气体:3p0V=p2(2V-V1)解得:V1=12V,p1=2p0解除活塞A的锁定后,汽缸内气体压强大于大气压,活塞将上升,气体和气体经历等温过程,设再次稳定后气体的压强为p3,体积为V3,p3=p0,则3p0V=p3V3解得V3=3V3.答案 (1)ADE(2)h+3hh0lh02+3hlh0(h0-h)T解析 (1)温度是分子热运动的标志,则只要减弱气体分子热运动的剧烈程度,气体的温度就可以降低,选项A正确;随着分子间距增大,分子间引力和斥力均减小;若分子力表现为引力,则随分子距离变大,分子力做负功,则分子势能也增大;若分子力表现为斥力,则随分子距离变大,分子力做正功,则分子势能减小;选项B错误;同种物质可能是晶体,也可能是非晶体,故C错误;饱和汽压仅仅与温度有关,在温度不变的情况下,减小液面上方饱和汽的体积时,饱和汽的压强不变,故D正确;温度是分子热运动的平均动能的标志,则温度相同的氢气和氧气,它们分子的平均动能相同,选项E正确;故选ADE。(2)封闭气体等温变化:p1=h0-hp2=h0p1l=p2lh1=h+3(l-l)解得:h1=h+3hh0l空气柱的长度为开始时的长度l时,左管水银面下降hh0l,右管水银面会上升2hh0l,此时空气柱的压强:p3=h0+3hh0l由p1T=p3T解得:T=h02+3hlh0(h0-h)T
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