]
3、某自行车轮胎的容积为V,里面已有压强为p0的空气,现在要使轮胎内的气压增大到p,设充气过程为等温过程,空气可看做理想气体,轮胎容积保持不变,则还要向轮胎充入温度相同、压强也是p0、体积为多少的空气( )
A.
VB.
V
C.
VD.
V
解析:
选C.取充入气体后的轮胎内的气体为研究对象,设充入气体体积为V′,则
初态p1=p0,V1=V+V′;末态p2=p,V2=V
由玻意耳定律可得:
p0(V+V′)=pV
解得:
V′=
V,故选项C正确.
4、(双选)干湿泡温度计的湿泡温度计与干泡温度计的示数差距越大,表示( )
A.空气的绝对湿度越大
B.空气的相对湿度越小
C.空气中的水蒸气的实际压强离饱和程度越近
D.空气中的水蒸气的绝对湿度离饱和程度越远
BD [湿泡温度计下端包有湿纱布,纱布上的水分蒸发时吸热,使得湿泡温度计比干泡温度计示数低,示数差距越大,说明纱包上的水分蒸发的越快,空气的相对湿度越小,即水蒸气的实际压强、绝对湿度离饱和程度越远,故B、D正确,A、C错误。
]
5、一定质量的理想气体在下列哪些过程中,一定从外界吸收了热量( )
A.温度保持不变,体积逐渐膨胀
B.体积保持不变,温度逐渐升高
C.压强保持不变,体积逐渐收缩
D.温度逐渐升高,压强逐渐减小
解析:
选ABD.体积增大,气体向外界做功,温度不变,内能不变,故一定吸收了热量,A正确.体积不变,气体对外界不做功,温度升高,内能增大,则只能气体吸收热量,B正确.体积减小,外界对气体做功,压强不变,体积减小,则温度减小,内能减小,故一定向外放出热量,C错误.温度升高,压强减小,则内能变大,体积增大,气体对外界做功,故一定吸收热量,D正确.
6、(多选)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pT图象如图所示,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
ABE [由ac的延长线过原点O知,直线Oca为一条等容线,气体在a、c两状态的体积相等,选项A正确;理想气体的内能由其温度决定,故在状态a时的内能大于在状态c时的内能,选项B正确;过程cd是等温变化,气体内能不变,由热力学第一定律知,气体对外放出的热量等于外界对气体做的功,选项C错误;过程da气体内能增大,从外界吸收的热量大于气体对外界做的功,选项D错误;由理想气体状态方程知:
=
=
=
=C,即paVa=CTa,pbVb=CTb,pcVc=CTc,pdVd=CTd。
设过程bc中压强为p0=pb=pc,过程da中压强为p′0=pd=pa。
由外界对气体做功W=p·ΔV知,过程bc中外界对气体做的功Wbc=p0(Vb-Vc)=C(Tb-Tc),过程da中气体对外界做的功Wda=p′0(Va-Vd)=C(Ta-Td),Ta=Tb,Tc=Td,故Wbc=Wda,选项E正确(此选项也可用排除法直接判断更快捷)。
]
7、下列说法正确的有( )
A.分子间的引力和斥力都随分子间距的减小而减小
B.气体压强的大小仅与气体分子的密集程度有关
C.分子间的引力和斥力都随分子间距的减小而增大
D.当液晶中电场强度不同时,液晶表现出光学各向异性
解析:
选CD.气体压强的大小与气体分子的密集程度和分子运动快慢有关,选项B错误;分子间的引力和斥力都随分子间距的减小而增大,选项C正确,A错误;当液晶中电场强度不同时,液晶表现出光学各向异性,选项D正确.
*8、对内能的理解,下列说法正确的是( )
A.系统的内能是由系统的状态决定的
B.温度高的系统比温度低的系统的内能大
C.不计分子之间的分子势能,质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能
D.做功可以改变系统的内能,但是单纯地对系统传热不能改变系统的内能
A [系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理量,所以是由系统的状态决定的,A正确;系统的内能与温度、体积、物质的多少等因素都有关系,B错误;质量和温度相同的氢气和氧气的平均动能相同,但它们的物质的量不同,内能不同,C错误;做功和热传递都可以改变系统的内能,D错误。
]
*9、下列说法正确的是( )
A.单晶体有确定的熔点,多晶体没有确定的熔点
B.若绝对湿度增加且大气温度降低,则相对湿度增大
C.物体温度升高1℃相当于热力学温度升高274K
D.在真空、高温条件下,可利用分子扩散向半导体材料中掺入其他元素
解析:
选BD.单晶体有确定的熔点,多晶体也有确定的熔点,选项A错误;若绝对湿度增加且大气温度降低,则相对湿度增大,选项B正确;物体温度升高1℃相当于热力学温度升高1K,选项C错误;在真空、高温条件下,可利用分子扩散向半导体材料中掺入其他元素,选项D正确.
*10、(多选)以下说法正确的是( )
A.金刚石、食盐都有确定的熔点
B.饱和汽的压强与温度无关
C.一些小昆虫可以停在水面上是由于液体表面张力的作用
D.多晶体的物理性质表现为各向异性
E.当人们感觉空气干燥时,空气的相对湿度一定较小
ACE [金刚石、食盐都是晶体,有确定的熔点,选项A正确;饱和汽的压强与温度有关,选项B错误;因为液体表面张力的存在,有些小昆虫能停在水面上,选项C正确;多晶体的物理性质表现为各向同性,选项D错误;在一定温度条件下,相对湿度越小,水蒸发得也就越快,人就越感到干燥,故当人们感到干燥时,空气的相对湿度一定较小,选项E正确。
]
*11、下列说法中正确的是( )
A.悬浮在液体中的固体颗粒越小,布朗运动就越明显
B.用气筒给自行车打气,越打越费劲,说明气体分子之间的分子力表现为斥力
C.当分子力表现为引力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小
D.一定质量的理想气体,温度升高,体积减小,则单位时间内撞击到器壁单位面积上的气体分子数增加
解析:
选AD.悬浮在液体中的固体小颗粒越小,在某一瞬间跟它相撞的液体分子数就越少,撞击作用的不平衡性就表现得越明显,因而布朗运动就越明显,选项A正确;用气筒给自行车打气,越打越费劲,不能说明气体分子之间的分子力表现为斥力,选项B错误;当分子之间表现为引力时,分子势能随着分子之间距离的增大而增大,选项C错误;一定质量的理想气体,温度升高,体积减小时,单位时间内撞击到器壁单位面积上的气体分子数增加,所以其压强增大,选项D正确.
二、非选择题
1、在“用油膜法估测分子直径”的实验中:
(1)某实验小组配置好油酸酒精溶液,并测出一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积为V,之后又进行了下列操作,其中错误的一项是_____;其余项正确操作的合理顺序是_______。
A.将一滴纯油酸滴到水面上,让它在水面上自由地扩展为油酸膜
B.将一滴油酸酒精溶液滴到水面上,让它在水面上自由地扩展为油酸膜
C.向浅水盘中倒入2cm深的水,将痱子粉均匀地撒在水面上
D.将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算出油酸膜的面积S,再根据d=
估算出油酸分子的直径
E.将玻璃板盖到浅水盘上,用彩笔将油酸膜的轮廓画在玻璃板上。
(2)该实验小组用正确的实验操作重新实验,用1mL的油酸配置了500mL的油酸酒精溶液,用滴管、量筒测得n滴油酸酒精溶液体积为V,一滴溶液在水槽中最终形成油膜面积为S,则油酸分子直径为_______;实验中水槽所撒痱子粉太厚会导致测量结果_______(选填“偏大”或“偏小”)。
【解析】
(1)“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为:
准备浅水盘→配制酒精油酸溶液(教师完成,记下配制比例)→测定一滴酒精油酸溶液的体积V=
→形成油膜→描绘油膜边缘→计算分子直径。
将一滴油酸溶液滴到水面上,让它在水面上自由地扩展为油酸膜,并不是纯油酸,故A项错误;其余项正确操作的合理顺序是:
CBED;
(2)1滴酒精油酸溶液的体积为:
V1=
·
,所以油酸分子直径为:
d=
=
;
实验过程中,若油膜没有完全散开,则油酸溶液在水面上形成的油膜面积偏小,由d=
可知,实验测量的油酸分子的直径偏大。
【答案】
(1)A CBED
(2)
偏大
2、扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象.如图,截面积为S的热杯盖扣在水平桌面上,开始时内部封闭气体的温度为300K,压强为大气压强p0.当封闭气体温度上升至303K时,杯盖恰好被整体顶起,放出少许气体后又落回桌面,其内部气体压强立刻减为p0,温度仍为303K.再经过一段时间,内部气体温度恢复到300K.整个过程中封闭气体均可视为理想气体.求:
(1)当温度上升到303K且尚未放气时,封闭气体的压强;
(2)当温度恢复到300K时,竖直向上提起杯盖所需的最小力.
解析:
(1)以开始封闭的气体为研究对象,由题意可知,初状态温度T0=300K,压强为p0,末状态温度T1=303K,压强设为p1,由查理定律得
=
①
代入数据得
p1=
p0.②
(2)设杯盖的质量为m,刚好被顶起时,由平衡条件得
p1S=p0S+mg③
放出少许气体后,以杯盖内的剩余气体为研究对象,由题意可知,初状态温度T2=303K,压强p2=p0,末状态温度T3=300K,压强设为p3,由查理定律得
=
④
设提起杯盖所需的最小力为F,由平衡条件得
F+p3S=p0S+mg⑤
联立②③④⑤式,代入数据得
F=
p0S.
答案:
(1)
p0
(2)
p0S
3、
(1)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中,用移液管量取0.25mL油酸,倒入标注250mL的容量瓶中,再加入酒精后得到250mL的溶液;然后用滴管吸取这种溶液,向小量筒中滴入100滴溶液,溶液的液面达到量筒中1mL的刻度;再用滴管取配好的油酸溶液,向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下2滴溶液,在液面上形成油酸薄膜;待油膜稳定后,放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜,如图所示。
坐标格正方形的大小为2cm×2cm,由图可以估算出油膜的面积是________m2(保留两位有效数字),由此估算出油膜分子的直径是________m(保留一位有效数字)。
(2)某同学在“用油膜法估测分子的大小”的实验中,计算出的分子直径明显偏大,可能是由于________。
A.油酸分子未完全散开
B.油酸中含有大量酒精
C.计算油膜面积时,舍去了所有不足半格的方格
D.求每滴油酸酒精溶液的体积时,1mL的溶液滴数多计了10滴
[解析]
(1)油膜面积的估算可以先数出油膜所覆盖的整个方格数,不足半个格的舍去,多于半个格的算1个格,再计算总面积,将油膜看成单分子层,先计算2滴溶液中所含油酸的体积,即为油膜的体积,再除以油膜面积即得分子直径。
由图示油膜可知,油膜的面积S=60×2cm×2cm=240cm2=2.4×10-2m2;
两滴油酸溶液含纯油酸的体积
V=2×
×
mL=2×10-5mL=2×10-11m3,
油酸分子的直径
d=
=
m≈8×10-10m。
(2)由公式d=
可知,d偏大,则可能油酸体积V偏大或油膜面积S偏小,选项A、C正确。
[答案]
(1)2.4×10-2 8×10-10
(2)AC