物质是由大量分子组成的_章节学习

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题型：简答题

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简答题 · 12 分

如图所示,一定质量的理想气体从状态A 依次经过状态B、C 和D 后再回到状态A. 其中,和CD 为等温过程,BC 和DA 为绝热过程(气体与外界无热量交换). 这就是著名的“卡诺循环”。

（1）该循环过程中,下列说法正确的是 .

A.AB 过程中,外界对气体做功

B.BC 过程中,气体分子的平均动能增大

C.CD 过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多

D.DA 过程中,气体分子的速率分布曲线不发生变化

（2）该循环过程中,内能减小的过程是 (选填“A B”、“B C”、“C D”或“DA”). 若气体在AB 过程中吸收63 kJ 的热量,在CD 过程中放出38 kJ 的热量,则气体完成一次循环对外做的功为 kJ.

（3）若该循环过程中的气体为1 mol,气体在A 状态时的体积为10 L,在B 状态时压强为A状态时的. 求气体在B状态时单位体积内的分子数. ( 已知阿伏加德罗常数,计算结果保留一位有效数字)

正确答案

（1）C

（2）B→C 25

（3）

解析

（1）A→B的过程，体积增大，气体对外做功，故A错；B→C的过程气体与外界无热量交换，而体积瞪大，对外做功，根据热力学第一定律，内能减小，温度降低，气体分子平均动能减小，故B错，C→D的过程等温变化，气体的体积减小，压强变大，根据气体压强的微观解释，故C对，D→A过程，绝热，气体体积减小，外界对全体做功，气体内能增加，温度升高，气体分子的速率分布将发生变化，故D错。

（2）根据（1）的分析可知B→C为内能减少的过程，由热力学第一定律△U=Q+W可知：W= Q-△U=20J

（3）等温过程PAVA=PBVB,单位体积的分子数，解得，代入数字得

知识点

物质是由大量分子组成的热力学第一定律气体分子运动的特点

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题型：简答题

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简答题 · 12 分

（1）为了将空气装入气瓶内，现将一定质量的空气等温压缩，空气可视为理想气体，下列图象能正确表示该过程中空气的压强p和体积V关系的是。

（2）在将空气压缩装入气瓶的过程中，温度保持不变，外界做了24kJ的功，现潜水员背着该气瓶缓慢地潜入海底，若在此过程中，瓶中空气的质量保持不变，且放出了5kJ的热量，在上述两个过程中，空气的内能共减小 kJ，空气（选填“吸收”或“放出”）的总能量为 kJ。

（3）已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3kg/和2.1kg/，空气的摩尔质量为0.029kg/mol，阿伏加德罗常数=6.02，若潜水员呼吸一次吸入2L空气，试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数，（结果保留一位有效数字）

正确答案

（1）B

（2）5；放出；

（3）3×1022

解析

（1），P与成正比，选B。本题考查气体图象。

（2）根据热力学第一定律W+Q=△U，第一阶段W1=24J，△U1=0，所以Q1=-24J，放热；第二阶段W2=0，△U2=-5J，所以Q2=-5J，放热；所以Q= Q1+Q2=29J，放热。△U=-5J，即减少5J。

（3）设空气的摩尔质量为M，在海底和岸上的密度分别为和，一次吸入空气的体积为V，则有，代入数据得△n=3×1022。

知识点

物质是由大量分子组成的热力学第一定律气体的实验定律

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题型：单选题

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单选题 · 5 分

在以下说法中，正确的是

A多数分子大小的数量级为10-8m

B质量、温度都相同的氢气和氧气，分子平均动能不相同

C单晶体的各向异性是由晶体微观结构决定的

D饱和汽压随温度的升高而变小

正确答案

C

解析

略

知识点

物质是由大量分子组成的晶体和非晶体

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题型：单选题

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单选题 · 2 分

如果用表示某液体的摩尔质量，表示其密度，V表示摩尔体积，m表示其一个分子的质量，N为阿伏伽德罗常量，则下列关系式中正确的是

A

B

C

D

正确答案

D

解析

略

知识点

物质是由大量分子组成的

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题型：简答题

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简答题 · 24 分

选考题：请考生在15、16、17三题中任选二题作答，如果多做，则按所做题的一、二题计分。

15.模块3-3试题

（1）已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R，空气平均摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为，地面大气压强为，重力加速度大小为g。由此可以估算得，地球大气层空气分子总数为（），空气分子之间的平均距离为（）。

（2）如图，一底面积为S、内壁光滑的圆柱形容器竖直放置在水平地面上，开口向上，内有两个质量均为m的相同活塞A和B ；在A与B之间、B与容器底面之间分别封有一定量的同样的理想气体，平衡时体积均为V。已知容器内气体温度始终不变，重力加速度大小为g，外界大气压强为。现假设活塞B发生缓慢漏气，致使B最终与容器底面接触。求活塞A移动的距离。

16.模块3-4试题。

（1）一列沿x轴正方向传播的简谱横波在t=0时刻的波形如图所示，质点P的x坐标为3m.。已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s。下列说法正确的是（）(填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得3分，选3个得4分；每选错1个扣2分，最低得分为0分)。

A．波速为4m/s

B．波的频率为1.25Hz

C． x坐标为15m的质点在t=0.2s时恰好位于波谷

D． x的坐标为22m的质点在t=0.2s时恰好位于波峰

E．当质点P位于波峰时，x坐标为17m的质点恰好位于波谷

（2）一半径为R的半圆形玻璃砖，横截面如图所示。已知玻璃的全反射临界角r（r<）。与玻璃砖的底平面成（）角度、且与玻璃砖横截面平行的平行光射到玻璃砖的半圆柱面上。经柱面折射后，有部分光（包括与柱面相切的入射光）能直接从玻璃砖底面射出。若忽略经半圆柱内表面反射后射出的光，求底面透光部分的宽度。

17.模块3-5试题

（1）氢原子基态的能量为。大量氢原子处于某一激发态。由这些氢原子可能发出的所有光子中，频率最大的光子能量为0.96，频率最小的光子的能量为（） eV（保留2位有效数字），这些光子可具有（）种不同的频率。

（2）运动的原子核放出粒子后变成静止的原子核Y。已知X、Y和粒子的质量分别是M、和，真空中的光速为c，粒子的速度远小于光速。求反应后与反应前的总动能之差以及粒子的动能。

正确答案

15.（1）；（2）

试题解析：（1）设大气层中气体的质量为m，由大气压强产生，，即：，分子数，假设每个分子占据一个小立方体，各小立方体紧密排列，则小立方体边长即为空气分子平均间距，设为a，大气层中气体总体积为V，，而，所以

（2）A与B之间、B与容器底面之间的气体压强分别为、，在漏气前，对A分析有，对B有，B最终与容器底面接触后，AB间的压强为P，气体体积为，则有，因为温度失重不变，对于混合气体有，漏气前A距离底面的高度为，漏气后A距离底面的高度为联立可得

16.（1）BDE；（2）

试题解析：（1）任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s，则，解得，从图像中可知，所以根据公式，故A错误；根据公式可得波的频率为1.25Hz，B正确；x坐标为15m的质点和x坐标为3m的质点相隔12m，为波长的整数倍，即两质点为同相点，而x坐标为3m的质点经过t=0.2s即四分之一周期振动到平衡位置，所以x坐标为15m的质点在t=0.2s时振动到平衡位置，C错误；x的坐标为22m的质点和x的坐标为2m的质点为同相点，x的坐标为2m的质点经过t=0.2s即四分之一周期恰好位于波峰，故x的坐标为22m的质点在t=0.2s时恰好位于波峰，D正确；当质点P位于波峰时，经过了半个周期，而x坐标为17m的质点和x坐标为1m的质点为同相点，经过半个周期x坐标为1m的质点恰好位于波谷，E正确；

（2）光路图如图所示，沿半径方向射入玻璃砖的光线，即光线①射到MN上时，根据几何知识入射角恰好等于临界角，即恰好在圆心O处发生全反射，光线①左侧的光线，经球面折射后，射到MN上的角一定大于临界角，即在MN上发生全反射，不能射出，光线①右侧的光线射到MN上的角小于临界角，可以射出，如图光线③与球面相切，入射角，从MN上垂直射出，根据折射定律可得，根据全反射定律，两式联立解得，根据几何知识，底面透光部分的宽度

17.（1），10；（2）

试题解析：（1）频率最小的光子是从跃迁，即频率最小的光子的能量为，频率最大的光子能量为0.96，即，解得即，从能级开始，共有，，，，，，，，，，10种不同频率的光子。

（2）反应后由于存在质量亏损，所以反应前后总动能之差等于质量亏损而释放出的能量，故根据爱因斯坦质能方程可得 ①反应过程中三个粒子组成的系统动量守恒，故有，②联立①②可得

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知识点

波的图象物质是由大量分子组成的氢原子的能级公式和跃迁

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