第2講固體液體與氣體時(shí)間：60分鐘1．(多選)(2013·蘇北四市三調(diào))如圖1－2－16所示的四幅圖分別對應(yīng)四種說法，其中正確的是()．圖1－2－16A．微粒運(yùn)動(dòng)就是物質(zhì)分子的無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，即布朗運(yùn)動(dòng)B．當(dāng)兩個(gè)相鄰的分子間距離為r0時(shí)，它們間相互作用的引力和斥力大小相等C．食鹽晶體的物理性質(zhì)沿各個(gè)方向都是一樣的D．小草上的露珠呈球形的主要原因是液體表面張力的作用解析布朗運(yùn)動(dòng)是顆粒的運(yùn)動(dòng)不是分子的運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；食鹽是晶體，晶體具有各向異性的特點(diǎn)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；B、D正確．答案BD2．(單選)如圖1－2－17所示，圖1－2－17用一絕熱的活塞將一定質(zhì)量的理想氣體密封在絕熱的汽缸內(nèi)(活塞與汽缸壁之間無摩擦)，現(xiàn)通過汽缸內(nèi)一電阻絲對氣體加熱，則下列圖象中能正確反映氣體的壓強(qiáng)p、體積V和溫度T之間關(guān)系的是 ()．圖1－2－17解析設(shè)活塞重力為G，面積為S，則密封氣體壓強(qiáng)p＝p0＋eq\f(G,S)，氣體被加熱的過程中，做等壓變化，所以B圖正確．答案B3．(多選)(2012·上海卷，19)圖1－2－18圖1－2－18a為測量分子速率分布的裝置示意圖．圓筒繞其中心勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，側(cè)面開有狹縫N，內(nèi)側(cè)貼有記錄薄膜，M為正對狹縫的位置．從原子爐R中射出的銀原子蒸汽穿過屏上S縫后進(jìn)入狹縫N，在圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)半個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)相繼到達(dá)并沉積在薄膜上．展開的薄膜如圖b所示，NP、PQ間距相等．則 ()．圖1－2－18A．到達(dá)M附近的銀原子速率較大B．到達(dá)Q附近的銀原子速率較大C．位于PQ區(qū)間的分子百分率大于位于NP區(qū)間的分子百分率D．位于PQ區(qū)間的分子百分率小于位于NP區(qū)間的分子百分率解析根據(jù)分子速率分布規(guī)律的“中間多，兩頭少”特征可知：M附近的銀原子速率較大，故選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤．PQ區(qū)間的分子百分率最大，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤，C正確．答案AC4．封閉在汽缸內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A變到狀態(tài)D，圖1－2－19其體積V與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系如圖1－2－19所示，該氣體的摩爾質(zhì)量為M，狀態(tài)A的體積為V0，溫度為T0，O、A、D三點(diǎn)在同一直線上，阿伏加德羅常數(shù)為NA.圖1－2－19(1)(多選)由狀態(tài)A變到狀態(tài)D過程中()．A．氣體從外界吸收熱量，內(nèi)能增加B．氣體體積增大，單位時(shí)間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)減少C．氣體溫度升高，每個(gè)氣體分子的動(dòng)能都會(huì)增大D．氣體的密度不變(2)在上述過程中，氣體對外做功為5J，內(nèi)能增加9J，則氣體________(填“吸收”或“放出”)熱量________J.(3)在狀態(tài)D，該氣體的密度為ρ，體積為2V0，則狀態(tài)D的溫度為多少？該氣體的分子數(shù)為多少？解析(3)A→D，由狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C，得TD＝2T0，分子數(shù)n＝eq\f(2ρV0NA,M).答案(1)AB(2)吸收14(3)2T0eq\f(2ρV0NA,M)5．如圖1－2－20所示，圖1－2－20上端開口的圓柱形汽缸豎直放置，截面積為5×10－3m2，一定質(zhì)量的氣體被質(zhì)量為2.0kg的光滑活塞封閉在汽缸內(nèi)，其壓強(qiáng)為________Pa(大氣壓強(qiáng)取1.01×105Pa，g取10m/s2)．若從初溫27℃開始加熱氣體，使活塞離汽缸底部的高度由0.50m緩慢地變?yōu)?.51m．則此時(shí)氣體的溫度為________℃.圖1－2－20解析p1＝eq\f(F,S)＝eq\f(mg,S)＝eq\f(2×10,5×10－3)Pa＝0.04×105Pa，所以p＝p1＋p0＝0.04×105Pa＋1.01×105Pa＝1.05×105Pa，由蓋—呂薩克定律得eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)，即eq\f(0.5S,273＋27)＝eq\f(0.51S,273＋t)，所以t＝33℃.答案1.05×105336．在某高速公路發(fā)生一起車禍，車禍系輪胎爆胎所致．已知汽車行駛前輪胎內(nèi)氣體壓強(qiáng)為2.5atm，溫度為27℃，爆胎時(shí)胎內(nèi)氣體的溫度為87℃，輪胎中的空氣可看作理想氣體．(1)求爆胎時(shí)輪胎內(nèi)氣體的壓強(qiáng)；(2)從微觀上解釋爆胎前胎內(nèi)壓強(qiáng)變化的原因；(3)爆胎后氣體迅速外泄，來不及與外界發(fā)生熱交換，判斷此過程胎內(nèi)原有氣體內(nèi)能如何變化？簡要說明理由．解析(1)氣體作等容變化，由查理定律得：eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2) ①T1＝t1＋273 ②T2＝t2＋273 ③p1＝2.5atmt1＝27℃t2＝87℃由①②③得：p2＝3atm.答案(1)3atm(2)氣體體積不變，分子密集程度不變，溫度升高，分子平均動(dòng)能增大，導(dǎo)致氣體壓強(qiáng)增大．(3)氣體膨脹對外做功，沒有吸收或放出熱量，據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q得ΔU<0，內(nèi)能減少．7．質(zhì)量一定的某種物質(zhì)，圖1－2－21在壓強(qiáng)不變的條件下，由液態(tài)Ⅰ到氣態(tài)Ⅲ(可看成理想氣體)變化過程中溫度(T)隨加熱時(shí)間(t)變化關(guān)系如圖1－2－21所示，單位時(shí)間所吸收的熱量可看做不變．圖1－2－21(1)(多選)以下說法正確的是()．A．在區(qū)間Ⅱ，物質(zhì)的內(nèi)能不變B．在區(qū)間Ⅲ，分子間的勢能不變C．在區(qū)間Ⅲ，氣體膨脹對外做功，內(nèi)能減小D．在區(qū)間Ⅰ，物質(zhì)分子的平均動(dòng)能隨著時(shí)間的增加而增大(2)在區(qū)間Ⅲ，若將壓強(qiáng)不變的條件改為體積不變，則溫度升高_(dá)_______(選填“變快”、“變慢”或“快慢不變”)，請說明理由．解析(1)在區(qū)間Ⅱ，物質(zhì)的壓強(qiáng)、溫度均不變，但從外界吸收熱量，物質(zhì)的內(nèi)能增加，A錯(cuò)；在區(qū)間Ⅲ，物質(zhì)已變成理想氣體，分子間已無作用力，分子間的勢能為0，由eq\f(pV,T)＝常數(shù)及一定量理想氣體內(nèi)能與溫度的關(guān)系知：當(dāng)壓強(qiáng)一定，溫度升高時(shí)氣體體積增大，膨脹對外做功，氣體內(nèi)能增大，所以B對C錯(cuò)；在區(qū)間Ⅰ，隨著溫度的升高，分子平均動(dòng)能增大，D對．(2)根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W和理想氣體的狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C可知，在吸收相同的熱量Q時(shí)：壓強(qiáng)不變的條件下，V增大，W<0，ΔU1＝Q－|W|體積不變的條件下，W＝0，ΔU2＝Q所以ΔU1<ΔU2，體積不變的條件下溫度升高變快．答案(1)BD(2)變快理由見解析8．(1)(多選)以下說法中正確的是 ()．A．掃地時(shí)揚(yáng)起的塵埃在空氣中的運(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng)B．液晶既具有液體的流動(dòng)性，又具有光學(xué)各向異性C．相同物質(zhì)在不同的條件下能夠生成不同的晶體D．在液體表面分子之間總表現(xiàn)為斥力圖1－2－22(2)如圖1－2－22所示是一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化的p－V圖象，ab平行于p軸．氣體從狀態(tài)a到b的變化過程中內(nèi)能________(填“增加”或“減少”)；氣體________(填“吸熱”或“放熱”)．圖1－2－22(3)1mol氣體在某狀態(tài)下的體積是1.62×10－2m3，阿伏加德羅常數(shù)取NA＝6.0×1023mol－1，則氣體分子之間的平均距離是多少？(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)解析(1)考查熱學(xué)基本概念．掃地時(shí)揚(yáng)起的塵埃在空氣中的運(yùn)動(dòng)不是空氣分子對塵埃頻繁碰撞形成的，不是布朗運(yùn)動(dòng)；液體表面分子之間的張力是分子之間表現(xiàn)為引力的結(jié)果．(2)考查氣態(tài)方程、p－V圖象及熱力學(xué)第一定律．氣體從狀態(tài)a到b的變化過程中體積不變壓強(qiáng)增大，根據(jù)氣態(tài)方程可知，氣體的溫度升高，內(nèi)能增加；體積不變，外界對氣體沒有做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，氣體吸熱．(3)平均每個(gè)分子占有的空間體積為V′＝eq\f(V,A)，把每個(gè)氣體分子占有的體積看成立方體，由幾何關(guān)系得l3＝v，求得l＝3×10－9m.答案(1)BC(2)增加吸熱(3)3×10－9m9．(1)(多選)以下說法中正確的是 ()．A．被活塞封閉在氣缸中的一定質(zhì)量的理想氣體，若體積不變，壓強(qiáng)增大，則氣缸在單位面積上，單位時(shí)間內(nèi)受到的分子碰撞次數(shù)增加B．布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中固體顆粒的分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映C．分子間距增大，分子勢能就一定增大D．用力拉鐵棒的兩端，鐵棒沒有斷，這是分子間存在吸引力的宏觀表現(xiàn)圖1－2－23(2)如圖1－2－23所示，氣缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的某種理想氣體，活塞通過滑輪和一重物連接并保持平衡，已知活塞距缸口0.2m，活塞面積10cm2，大氣壓強(qiáng)1.0×105Pa，物重50N，活塞質(zhì)量及一切摩擦不計(jì)，緩慢升高環(huán)境溫度，使活塞剛好升到缸口，封閉氣體吸收了60J的熱量，則封閉氣體的壓強(qiáng)將________(填“增加”、“減小”或“不變”)，氣體內(nèi)能變化量為________J.圖1－2－23(3)一滴體積為V的油酸，配制成體積比為1∶k的油酸溶液(k＞1)，現(xiàn)取一滴體積仍為V的油酸溶液滴在水面上，在水面上形成面積為S的單分子油膜，已知油酸的密度為ρ，摩爾質(zhì)量為M.請據(jù)此推算阿伏加德羅常數(shù)的表達(dá)式．解析(3)一滴油酸溶液中油酸的體積V′＝eq\f(V,k)，油酸分子直徑d＝eq\f(V,S)，油酸分子的體積V0＝eq\f(1,6)πd3，阿伏加德羅常數(shù)NA＝eq\f(M,ρV0)，綜上解得NA＝eq\f(6k3S3M,πρV3).答案(1)AD(2)不變50(3)eq\f(6k3S3M,πρV3)10．圖1－2－24中A、B汽缸的長度為圖1－2－24L＝30cm，橫截面積為S＝20cm2，C是可在汽缸內(nèi)無摩擦滑動(dòng)的、體積不計(jì)的活塞，D為閥門．整個(gè)裝置均由導(dǎo)熱材料制成．起初閥門關(guān)閉，A內(nèi)有壓強(qiáng)pA＝2.0×105Pa的氮?dú)?，B內(nèi)有壓強(qiáng)pB＝1.0×105Pa的氧氣．閥門打開后，活塞C向右移動(dòng)，最后達(dá)到平衡．圖1－2－24(1)求活塞C移動(dòng)的距離及平衡后B中氣體的壓強(qiáng)；(2)活塞C移動(dòng)過程中A中氣體對外做功為25J，則A中氣體是吸熱還是放熱？吸收或者放出的熱量為多少？(假定氧氣和氮?dú)饩鶠槔硐霘怏w，連接汽缸的管道體積可忽略)解析(1)由玻意耳定律對A部分氣體有：pALS＝p(L＋x)S對B部分氣體有