第一講 分子動(dòng)理論 固體、液體、氣體及熱力學(xué)定律課前自測(cè)診斷卷1(2019蘇、錫、常、鎮(zhèn)一模)(1)一定質(zhì)量的理想氣體內(nèi)能增大的同時(shí)向外放出熱量。它的壓強(qiáng)、體積和溫度分別用p、V、T表示。則該理想氣體的_。AV減小BT降低Cp增大 D的值減小(2)在高原地區(qū)燒水需要使用高壓鍋。水燒開后，鍋內(nèi)水面上方充滿了飽和汽，停止加熱讓高壓鍋在密封狀態(tài)下緩慢冷卻，則在冷卻過(guò)程中，鍋內(nèi)水蒸氣將_(選填“一直是飽和汽”或“變?yōu)槲达柡推?，水蒸氣壓強(qiáng)_(選填“變大”“變小”或“不變”)。(3)某種蛋白的摩爾質(zhì)量為66 kg/mol，其分子可視作半徑為3109 m的球，已知阿伏加德羅常數(shù)為6.01023 mol1。已知球體體積計(jì)算公式為VR3，其中R為球體半徑。請(qǐng)估算該蛋白的密度。(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)解析：(1)根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，理想氣體內(nèi)能增大的同時(shí)向外放出熱量，外界就一定會(huì)對(duì)氣體做功，即壓縮氣體，體積減小，故A正確；一定質(zhì)量的理想氣體內(nèi)能只與溫度有關(guān)，內(nèi)能增大，溫度升高，故B錯(cuò)誤；一定質(zhì)量的理想氣體，體積減小，溫度升高，壓強(qiáng)一定增大，故C正確；由理想氣體狀態(tài)方程C，又因?yàn)闅怏w的質(zhì)量不變，則就不變，故D錯(cuò)誤。(2)在冷卻的過(guò)程中，溫度降低，鍋內(nèi)水蒸氣與鍋內(nèi)的液體處于動(dòng)態(tài)平衡，所以鍋內(nèi)的水蒸氣一直是飽和汽。在冷卻的過(guò)程中氣體發(fā)生等容變化，溫度降低，飽和汽的壓強(qiáng)變小。(3)該蛋白的摩爾體積為：VR3NA密度公式為：聯(lián)立以上方程可得：代入數(shù)據(jù)可得：1103 kg/m3即蛋白的密度為1103 kg/m3。答案：(1)AC(2)一直是飽和汽變小(3)1103 kg/m32(2019鹽城四模)(1)下列關(guān)于熱運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法正確的是_。A水流速度越大，水分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈B水的溫度越高，水分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈C晶體微粒具有空間點(diǎn)陣，晶體分子的熱運(yùn)動(dòng)停止D氣體能夠充滿密閉容器，是因?yàn)闅怏w分子做布朗運(yùn)動(dòng)(2)一定質(zhì)量的理想氣體從初狀態(tài)A分別經(jīng)不同過(guò)程到達(dá)末狀態(tài)B、C、D，它們的pV圖像如圖所示。其中AB是等容過(guò)程，AC是等溫過(guò)程，AD是等壓過(guò)程。則內(nèi)能減小的過(guò)程是_(選填“AB”“AC”或“AD”)；氣體從外界吸收熱量的過(guò)程是_(選填“AB”“AC”或“AD”)。(3)如圖所示，導(dǎo)熱性能良好的氣缸開口向上，用輕質(zhì)活塞封閉體積為V0的理想氣體，外界大氣壓強(qiáng)為p0，輕質(zhì)活塞橫截面積為S，與氣缸之間的摩擦不計(jì)?，F(xiàn)在活塞上面加砂子，使活塞緩慢下移，當(dāng)砂子總質(zhì)量為m時(shí)活塞靜止在某一位置，此過(guò)程中外界對(duì)氣體做的總功為W。重力加速度為g，環(huán)境溫度不變。求：該位置氣體的體積；此過(guò)程中氣體放出的熱量。解析：(1)水分子的熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度與水的機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速度無(wú)關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；水的溫度越高，水分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，選項(xiàng)B正確；任何物質(zhì)的分子都在永不停息的做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；氣體能夠充滿密閉容器，是因?yàn)闅怏w分子做無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。(2)從A到B，體積不變，壓強(qiáng)減小，則溫度降低，內(nèi)能減小，因氣體不對(duì)外做功，則氣體放熱；從A到C，溫度不變，則內(nèi)能不變；體積變大，對(duì)外做功，則吸收熱量；從A到D，體積變大，壓強(qiáng)不變，則溫度升高，內(nèi)能增大，氣體對(duì)外做功，則吸收熱量；則氣體從外界吸收熱量的過(guò)程是AC和AD。(3)對(duì)活塞受力分析，如圖所示。pp0，由pVp0V0解得V。由熱力學(xué)第一定律：UWQ0，QW，則氣體放熱W。答案：(1)B(2)ABAC和AD(3)W3(2019七市三模)(1)下列說(shuō)法中正確的有_。A分子力減小時(shí)，分子勢(shì)能可能增大B布朗運(yùn)動(dòng)是由固體顆粒中分子間碰撞的不平衡引起的C空氣流動(dòng)得越快，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能越大D液體分子間的相互作用力比固體分子間的作用力要小(2)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體在狀態(tài)A時(shí)壓強(qiáng)為p0，經(jīng)歷從狀態(tài)ABCA的過(guò)程。則氣體在狀態(tài)C時(shí)壓強(qiáng)為_；從狀態(tài)C到狀態(tài)A的過(guò)程中，氣體的內(nèi)能增加U，則氣體吸收的熱量為_。(3)真空電阻蒸發(fā)鍍膜是在真空室中利用電阻加熱，將緊貼在電阻絲上的金屬絲(鋁絲)熔融汽化，汽化了的金屬分子沉積于基片上形成均勻膜層。在一塊面積為S的方形基片上形成共有k層鋁分子組成的鍍膜，鋁膜的質(zhì)量為m。已知鋁的摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA。求基片上每層鋁分子單位面積內(nèi)的分子數(shù)n；真空氣泵將真空室中的氣體壓強(qiáng)從p01.0105 Pa減小到p11.0104 Pa，設(shè)抽氣后真空室中氣體溫度與抽氣前相同，求抽氣前后真空室中氣體分子數(shù)之比。解析：(1)當(dāng)分子間距大于r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，增大間距，分子力減小，但分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增大，A正確；布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮微粒的運(yùn)動(dòng)，是固體顆粒受到液體或氣體分子碰撞的不平衡引起的，B錯(cuò)誤；分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能僅與溫度有關(guān)，C錯(cuò)誤；液體分子間的相互作用力比固體分子間的作用力要小，D正確。(2)根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程：C，可得：VT，所以VT圖中過(guò)原點(diǎn)的直線表示等壓變化，所以從C到A過(guò)程是等壓變化，pCpAp0，從狀態(tài)C到狀態(tài)A的過(guò)程中，外界對(duì)氣體做功Wp0V2p0V0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律UQW，整理得吸收熱量：QUWU2p0V0。(3)基片上鋁分子的總數(shù)NAnkS解得nNA。設(shè)真空室中原來(lái)氣體的體積為V0，經(jīng)過(guò)等溫變化后這部分氣體的體積為V1，根據(jù)玻意耳定律有p0V0p1V1設(shè)抽氣前和抽氣后真空室內(nèi)氣體分子數(shù)分別為n0、n1，則109。答案：(1)AD(2)p0U2p0V0(3)NA1094.(2019南通一模)(1)下列現(xiàn)象與液體表面張力無(wú)關(guān)的是_。A透過(guò)布制的傘面可以看見紗線縫隙，而傘面不漏雨水B在繞地球飛行的宇宙飛船中，自由漂浮的水滴呈球形C把玻璃管的裂口放在火焰上燒熔，它的尖端就會(huì)變鈍D把兩塊純凈的鉛壓緊，它們會(huì)“粘”在一起難以分開(2)做汽車安全氣囊的模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，密封的儲(chǔ)氣罐與氣囊相連，撞擊時(shí)儲(chǔ)氣罐閥門自動(dòng)打開，大量氣體進(jìn)入氣囊，氣囊在極短時(shí)間內(nèi)迅速展開，在人體前部形成彈性氣墊，然后氣囊泄露，收縮，從而有效保護(hù)人體，氣囊展開過(guò)程中，將氣體視為理想氣體，氣體的內(nèi)能_(選填“增大”“減小”或“不變”)；泄露收縮過(guò)程中氣囊內(nèi)壁單位面積上受到氣體分子撞擊的作用力_(選填“增大”“減小”或“不變”)。(3)如圖所示是某氣壓式柱形保溫瓶的結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖，活塞只在受到壓力時(shí)才向下移動(dòng)，倒入熱水后，活塞a的下表面與液體相距h，兩者間密閉有一定質(zhì)量的氣體，密閉氣體的壓強(qiáng)等于外界大氣壓強(qiáng)p0。剛倒入熱水時(shí)，瓶?jī)?nèi)空氣溫度為T1，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間溫度降至T2，此時(shí)瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)多大？當(dāng)溫度降至T2時(shí)，要把瓶中的水壓出瓶外，活塞a至少下降多少距離？(設(shè)壓活塞過(guò)程中氣體溫度不變)解析：(1)由于雨水表面存在表面張力，雖然布傘有孔，但不漏水，故與表面張力有關(guān)，A不符合題意；在繞地球飛行的宇宙飛船中，自由漂浮的水滴呈球形，是水滴表面的分子間的距離比內(nèi)部分子距離大，分子間表現(xiàn)為引力產(chǎn)生，故與表面張力有關(guān)，B不符合題意；把玻璃管的裂口放在火焰上燒熔，它的尖端就會(huì)變鈍，是由于液態(tài)的玻璃表面的分子間的距離比內(nèi)部分子距離大，分子間表現(xiàn)為引力產(chǎn)生，故與表面張力有關(guān)，C不符合題意；把兩塊純凈的鉛壓緊，它們會(huì)“粘”在一起難以分開，是因?yàn)榉肿娱g存在引力，與表面張力無(wú)關(guān)，D符合題意。(2)氣囊展開過(guò)程中，氣體迅速膨脹，對(duì)外做功，由于時(shí)間極短，可看作絕熱膨脹，故內(nèi)能減小；泄露收縮過(guò)程中，整個(gè)氣體是進(jìn)一步膨脹的，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，內(nèi)能進(jìn)一步減小，故剩余部分氣體的溫度進(jìn)一步降低，而溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志，故分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能減小，而分子密集程度也稀疏了，故氣囊內(nèi)壁單位面積上受到氣體分子撞擊的作用力減小。(3)瓶?jī)?nèi)氣體等容變化，由查理定律可得解得p2。設(shè)活塞的橫截面積為S，下降的距離為x由玻意耳定律有p2hSp0(hx)S解得xh。答案：(1)D(2)減小減小(3)h5.(2019南京、鹽城一模)(1)把一條細(xì)棉線的兩端系在鐵絲環(huán)上，棉線處于松弛狀態(tài)。將鐵絲環(huán)浸入肥皂液里，拿出來(lái)時(shí)環(huán)上留下一層肥皂液的薄膜，這時(shí)薄膜上的棉線仍是松弛的，如圖所示。用燒熱的針刺破某側(cè)的薄膜，觀察到棉線的形狀，圖中所標(biāo)的箭頭方向合理的是_。(2)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)等壓變化到狀態(tài)B，氣體吸收熱量為Q1；再由B 狀態(tài)經(jīng)等容變化到狀態(tài)C，氣體放出熱量為Q2。狀態(tài)A：VA0.2 m3，TA200 K；狀態(tài)B：VB_m3，TB400 K；狀態(tài)C：TC200 K，則Q1_Q2(選填“>”“”或“<”)。(3)鐵的密度7.8103 kg/m3、摩爾質(zhì)量M5.6102 kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA6.01023mol1?？蓪㈣F原子視為球體，試估算：(保留一位有效數(shù)字)1克鐵含有的分子數(shù)；鐵原子的直徑大小。解析：(1)A、C圖中為用燒熱的針刺破上側(cè)的薄膜，由于下側(cè)薄膜中的表面張力，使細(xì)線向下彎曲，故A正確，C錯(cuò)誤；B圖中用燒熱的針刺破一側(cè)的薄膜，不可能兩側(cè)都有張力，故B錯(cuò)誤；D圖中為用燒熱的針刺破下側(cè)的薄膜，由于上側(cè)薄膜中的表面張力，使細(xì)線向上彎曲，故D正確。(2)設(shè)氣體在B狀態(tài)時(shí)的體積為VB，由蓋呂薩克定律得，代入數(shù)據(jù)解得VB0.4 m3；因?yàn)門ATC，故AB增加的內(nèi)能與BC減小的內(nèi)能相同，而AB過(guò)程氣體對(duì)外做正功，BC過(guò)程氣體不做功，由熱力學(xué)第一定律可知Q1大于Q2。(3)根據(jù)公式NnNANA，可得N6.01023個(gè)11022個(gè)。取1 mol的鐵，則：NA3，代入數(shù)據(jù)，可得：d31010 m。答案：(1)AD(2)0.4>(3)11022個(gè)31010 m6