- 分子动理论:内能
- 共5581题
下列说法中正确的是______
A、被活塞封闭在气缸中的一定质量的理想气体,若体积不变,压强增大,则气缸在单位面积上,单位时间内受到的分子碰撞次数增加
B、晶体中原子(或分子、离子)都按照一定规则排列,具有空间上的周期性
C、分子间的距离r存在某一值r0,当r大于r0时,分子间斥力大于引力;当r小于r0时分子间斥力小于引力
D、由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离,液面分子间表现为引力,所以液体表面具有收缩的趋势.
正确答案
解:A、体积不变,分子的密集程度不变,压强增大,知温度升高,分子的平均动能增大,则单位面积上,单位时间内受到的分子碰撞次数增加.故A正确.
B、晶体中原子(或分子、离子)都按照一定规则排列,具有空间上的周期性.故B正确.
C、当r>r0时,引力大于斥力,分子力表现为引力;当r<r0时,引力小于斥力,分子力表现为斥力,当r=r0时,分子力表现为0.故C错误.
D、液体表面具有收缩的趋势,即液体表面表现为张力,是液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离,液面分子间表现为引力.故D正确.
故选ABD.
解析
解:A、体积不变,分子的密集程度不变,压强增大,知温度升高,分子的平均动能增大,则单位面积上,单位时间内受到的分子碰撞次数增加.故A正确.
B、晶体中原子(或分子、离子)都按照一定规则排列,具有空间上的周期性.故B正确.
C、当r>r0时,引力大于斥力,分子力表现为引力;当r<r0时,引力小于斥力,分子力表现为斥力,当r=r0时,分子力表现为0.故C错误.
D、液体表面具有收缩的趋势,即液体表面表现为张力,是液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离,液面分子间表现为引力.故D正确.
故选ABD.
一定质量的气体,在体积不变的情况下,温度升高,压强增大的原因是:
A.温度升高后,气体分子的平均速率变大
B.温度升高后,气体分子的平均动能变大
C.温度升高后,分子撞击器壁的平均作用力增大
D.温度升高后,单位体积内的分子数变大,撞击到单位面积器壁上的分子数增多了.
正确答案
解:温度升高,分子的平均动能增大,根据动量定理,知分子撞击器壁的平均作用力增大.体积不变,知分子的密集程度不变,即单位体积内的分子数不变.故A、B、C正确.D错误.
故选ABC.
解析
解:温度升高,分子的平均动能增大,根据动量定理,知分子撞击器壁的平均作用力增大.体积不变,知分子的密集程度不变,即单位体积内的分子数不变.故A、B、C正确.D错误.
故选ABC.
(本题供选学3-3的考生做)
(1)封闭在气缸内一定质量的理想气体,如果保持气体体积不变,当温度升高时,气体的密度______(选填“增大”、“减小”、“不变”),气体的压强______(选填“增大”、“减小”、“不变”),气体分子的平均动能______(选填“增大”、“减小”、“不变”),每秒撞击单位面积器壁的气体分子数______(选填“增多”、“减少”、“不变”)
(2)有一块物质薄片,某人为了检验它是不是晶体,做了一个实验,他以薄片的正中央O为坐标原点,建立xOy平面直角坐标系,在两个坐标轴上分别取两点x1和y1,使x1和y1到O点的距离相等.在x1和y1上分别固定一个测温元件,再把一个针状热源放在O点,发现x1和y1点的温度在缓慢升高.
甲同学说:若两点温度的高低没有差异,则该物质薄片一定是非晶体.
乙同学说:若两点温度的高低有差异,则该物质薄片一定是晶体.
请对两位同学的说法作出评价:
①甲同学的说法是______(填“对”或“错”)的,理由是______
②乙同学的说法是______(填“对”或“错”)的,理由是______.
正确答案
解:
(1)质量一定,体积一定,所以气体的密度不变.当温度升高,气体的平均动能增加,但不是每个分子的动能都增加,因此每秒撞击单位面积的器壁的分子数增多;
(2)甲同学说:若两点温度的高低没有差异,则该物质薄片不一定是非晶体,也可能是多晶体,同时两个特定方向上的同性并不能说明就是各个方向都同性,故错误;
乙同学说:若两点温度的高低有差异,则该物质薄片一定是晶体.因为只有晶体才具有各向异性,故正确;
故答案为:(1)不变;增大;增大、增多
(2)①错 A.因为有些晶体在导热性上也有可能是各向同性的;B.两个特定方向上的同性并不能说明就是各个方向都同性.
②对 因为只有晶体才具有各向异性.
解析
解:
(1)质量一定,体积一定,所以气体的密度不变.当温度升高,气体的平均动能增加,但不是每个分子的动能都增加,因此每秒撞击单位面积的器壁的分子数增多;
(2)甲同学说:若两点温度的高低没有差异,则该物质薄片不一定是非晶体,也可能是多晶体,同时两个特定方向上的同性并不能说明就是各个方向都同性,故错误;
乙同学说:若两点温度的高低有差异,则该物质薄片一定是晶体.因为只有晶体才具有各向异性,故正确;
故答案为:(1)不变;增大;增大、增多
(2)①错 A.因为有些晶体在导热性上也有可能是各向同性的;B.两个特定方向上的同性并不能说明就是各个方向都同性.
②对 因为只有晶体才具有各向异性.
对于气体,下列说法中正确的是______
①气体的压强是由气体分子的重力产生的
②气体的压强是由大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的
③质量一定的气体,温度不变时,压强越大,分子间的平均距离越大
④质量一定的气体,压强不变时,温度越高,单位体积内分子个数越少
A.①③B.②③C.②④D.①④
正确答案
解:①气体压强与气体重力无关,大气压强与大气重力有关,故①错误;
②气体的压强是由大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的,故②正确;
③质量一定的气体,温度不变时,压强越大,什么分子数密度越大,故体积越小,分子间距越小,故③错误;
④质量一定的气体,压强不变时,温度越高,分子数密度越小,故单位体积内分子个数越少,故④正确;
故选C.
解析
解:①气体压强与气体重力无关,大气压强与大气重力有关,故①错误;
②气体的压强是由大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的,故②正确;
③质量一定的气体,温度不变时,压强越大,什么分子数密度越大,故体积越小,分子间距越小,故③错误;
④质量一定的气体,压强不变时,温度越高,分子数密度越小,故单位体积内分子个数越少,故④正确;
故选C.
如图所示,某同学将空的金属筒开口向下压入水中.设筒内空气无泄漏,不计气体分子间相互作用,被淹没的金属筒在下降过程中,筒内空气体积减小.则筒内空气的压强如何变化?试从分子热运动的角度进行解释.
正确答案
解:金属筒在下降过程中,筒内空气体积减小,单位体积内的分子数增加,筒壁单位面积、单位时间上受到气体分子的作用力增大.则筒内空气的压强增大
解析
解:金属筒在下降过程中,筒内空气体积减小,单位体积内的分子数增加,筒壁单位面积、单位时间上受到气体分子的作用力增大.则筒内空气的压强增大
关于气体压强,下列说法中正确的是______
A.气体压强是由于气体分子受到重力作用而产生的
B.在一定温度下,气体分子的密集程度越大,压强越大
C.一定质量的气体,温度不变时,若体积变化,则压强可能不变化
D.一定质量的气体,体积不变时,若温度变化,则压强可能不变化.
正确答案
解:A气体压强不是由分子的重力作用而产生的,是由大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的作用.故A错误
B 气体分子的密集程度越大,单位体积内的分子数越多,则撞击个数多,则压强大.故B正确
C P,T,V 不可能只一个量发生变化.故C错误
D P,T,V 不可能只一个量发生变化.故D错误
故选B
解析
解:A气体压强不是由分子的重力作用而产生的,是由大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的作用.故A错误
B 气体分子的密集程度越大,单位体积内的分子数越多,则撞击个数多,则压强大.故B正确
C P,T,V 不可能只一个量发生变化.故C错误
D P,T,V 不可能只一个量发生变化.故D错误
故选B
对于体积变化导致压强变化现象,从分子动理论的角度分析可得,当一定量气体的体积减小时,单位时间内撞击单位面积的______增加,从而导致单位面积上受到的______增大,这样气体的压强就会变大.
正确答案
解:当一定量质量的气体的体积减小时,可知分子的密集程度增大,即单位体积内的分子数增多,所以与接触面碰撞次数增多,导致单位面积上产生的压力增大,则出现气体的压强变大.
故答案为:次数,压力
解析
解:当一定量质量的气体的体积减小时,可知分子的密集程度增大,即单位体积内的分子数增多,所以与接触面碰撞次数增多,导致单位面积上产生的压力增大,则出现气体的压强变大.
故答案为:次数,压力
物理-选修-3-3
(1)下列说法正确的是
A.外界对气体做功,气体的内能一定增大
B.热量不可以自发地由低温物体传到高温物体
C.能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性
D.单位体积的气体分子数增加,气体的压强一定增大
(2)一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C,其中A→B过程为等压变化,B→C过程为等容变化.已知VA=0.3m3,TA=TC=300K、TB=400K.
①求气体在状态B时的体积.
②说明B→C过程压强变化的微观原因
③设A→B过程气体吸收热量为Q1,B→C过程气体放出热量为Q2,比较Q1、Q2的大小说明原因.
正确答案
(1)A、如果外界对气体做功的同时,气体对外放出热量,气体内能不一定增大,故A错误;
B、由热力学第二定律可知,热量不可以自发地由低温物体传到高温物体,故B正确;
C、能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性,故C正确;
D、如果气体分子平均动能不变,单位体积的气体分子数增加,气体压强增大,如果气体分子平均动能减小,单位体积的气体分子数减少,则气体压强可能增大,可能不变,也可能减小,故D错误;
故选BC.
(2)①A→B过程为等压变化,由盖吕萨克定律可得:
=
,即
=
,则VB=0.4m3;
②B→C过程为等容变化,温度降低,由查理定律可知,气体压强减小,这是因为在该过程中,气体体积不变,气体分子数密度不变,单位时间撞击器壁的分子数不变,而气体温度降低,气体分子平均动能减小,单位时间单位器壁上所受到的压力变小,气体压强变小.
③A→B过程为等压变化,气体温度升高,内能增大;气体体积变大,气体对外做功W,由热力学第一定律可知:
△UAB=Q1-W;B→C过程为等容变化,气体体积不变,气体对外不做功,△UBC=Q2;因为TA=TC,则△UAB=△UBC,
即Q1-W=Q2,则Q1>Q2,
故答案为:(1)BC;(2)①气体在状态B时的体积为0.4m3;
②如上所述;③大于,原因:如上所述.
(1)下列叙述中正确的是
[ ]
A、一定质量的气体压强越大,则分子的平均动能越大
B、自然界中所有宏观过程都具有方向性
C、外界对气体做正功,气体的内能也可能减小
D、分子间距离增大时,分子间的引力和斥力都减小,它们的合力也减小
(2)一密封容器内有一部分气体,容器下部有一部分未完全蒸发的水(且在下列过程中均未完全蒸发),则容器内水蒸汽_______________(填“是”或“不是”)饱和汽,若容器内气体压强为p,温度为T(热力学温标);现把容器温度缓慢升高到2T后,则容器内水蒸汽_______________(填“是”或“不是”)饱和汽,容器内气体压强_______________2p(填“>”、“<”或“=”)。
(3)如图所示,在水平固定的筒形绝热气缸中,用绝热的活塞封闭一部分气体。活塞的横截面积为0.2m2,外界大气压强为105Pa,气体温度为27℃。活塞与气缸之间无摩擦间不漏气。用一个电阻丝R给气体加热,活塞将会缓慢移动当气缸内温度升高到77℃时,活塞移动了7.5cm。已知被封闭气体的温度每升高1℃,其内能增加74.8J,求电阻丝对气体提供的热量为多少?
正确答案
(1)C
(2)是,是,>
(3)气体对外做的功
气体内能增量ΔU=3740J
由热力学第一定律可得
给旱区人民送水的消防车停在水平地面上,在缓慢放水的过程中,若车胎不漏气,胎内气体温度不变,不计分子间作用力,则胎内____________热量(填“吸收”或“放出”),单位时间内单位面积的车胎内壁受到气体分子平均撞击次数____________(填“增加”、“减少”或“不变”)。
正确答案
吸收,减少
一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C,其中A→B过程为等压变化,B→C过程为等容变化。已知VA=0.3m3,TA=TC=300K、TB=400K。
(1)求气体在状态B时的体积。
(2)说明B→C过程压强变化的微观原因。
(3)没A→B过程气体吸收热量为Q1,B→C过气体放出热量为Q2,比较Q1、Q2的大小说明原因。
正确答案
解:(1)设气体在B状态时的体积为VB,由盖-吕萨克定律得,代入数据得
(2)微观原因:气体体积不变,分子密集程度不变,温度变小,气体分子平均动能减小,导致气体压强减小
(3)Q1大于Q2;因为TA=TB,故A→B增加的内能与B→C减小的内能相同,而A→B过程气体对外做正功,B→C过程气体不做功,由热力学第一定律可知Q1大于Q2
一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C,其中A→B过程为等压变化,B→C过程为等容变化。已知VA=0.3m3,TA=TC=300K、TB=400K。
(1)求气体在状态B时的体积。
(2)说明B→C过程压强变化的微观原因。
(3)没A→B过程气体吸收热量为Q1,B→C过气体放出热量为Q2,比较Q1、Q2的大小说明原因。
正确答案
解:(1)设气体在B状态时的体积为VB,由盖-吕萨克定律得,代入数据得
(2)微观原因:气体体积不变,分子密集程度不变,温度变小,气体分子平均动能减小,导致气体压强减小
(3)Q1大于Q2;因为TA=TB,故A→B增加的内能与B→C减小的内能相同,而A→B过程气体对外做正功,B→C过程气体不做功,由热力学第一定律可知Q1大于Q2
一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C,其中A→B过程为等压变化,B→C过程为等容变化。已知VA=0.3m3,TA=TC=300K、TB=400K。
(1)求气体在状态B时的体积。
(2)说明B→C过程压强变化的微观原因。
(3)没A→B过程气体吸收热量为Q1,B→C过气体放出热量为Q2,比较Q1、Q2的大小说明原因。
正确答案
解:(1)设气体在B状态时的体积为VB,由盖--吕萨克定律得,代入数据得
(2)微观原因:气体体积不变,分子密集程度不变,温度变小,气体分子平均动能减小,导致气体压强减小
(3)Q1大于Q2;因为TA=TB,故A→B增加的内能与B→C减小的内能相同,而A→B过程气体对外做正功,B→C过程气体不做功,由热力学第一定律可知Q1大于Q2
封闭在气缸内一定质量的理想气体由状态A变到状态D,其体积V与热力学温度关T系如图所示,该气体的摩尔质量为M,状态A的体积为V0,温度为T0,O、A、D三点在同一直线上,阿伏伽德罗常数为NA。
(1)由状态A变到状态D过程中
[ ]
A.气体从外界吸收热量,内能增加
B.气体体积增大,单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少
C.气体温度升高,每个气体分子的动能都会增大
D.气体的密度不变
(2)在上述过程中,气体对外做功为5J,内能增加9J,则气体__________(选“吸收”或“放出”)热量______________J。
(3)在状态D,该气体的密度为ρ,体积为2V0,则状态D的温度为多少?该气体的分子数为多少?
正确答案
(1)AB
(2)吸收;14J
(3)AD,由状态方程
,得
分子数。
一位质量为60kg的同学为了表演“轻功”,用打气筒给4个相同的气球充以相等质量的空气(可视为理想 气体),然后将这4个气球以相同的方式放在水平放置的木板上,在气球的上方放置一轻质塑料板,如图所示。
(1)关于气球内气体的压强,下列说法正确的是___________。
A.大于大气压强
B.是由于气体重力而产生的
C.是由于气体分子之间的斥力而产生的
D.是由于大量气体分子的碰撞而产生的
(2)在这位同学慢慢站上轻质塑料板中间位置的过程中,球内气体温度可视为不变,下列说法正确的是___________。
A.球内气体体积变大
B.球内气体体积变小
C.球内气体内能变大
D.球内气体内能不变
(3)为了估算气球内气体的压强,这位同学在气球的外表面涂上颜料,在轻质塑料板面向气球一侧表面贴上小方格边长为2.0cm的方格纸。表演结束后,留下气球与方格纸接触部分的“印迹”,如图所示,若表演时大气压强为1.013×105 Pa,取g=10m/s2,则气球内气体的压强为___________Pa。(取4位有效数字)
气球在没有贴方格纸的下层木板上也会留下“印迹”,这一“印迹”面积与方格纸上留下的“印迹”面积存在什么关系?
正确答案
(1)AD
(2)BD
(3)1.053×105,面积相同
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