5.(09·北京·13)做布朗運(yùn)動實(shí)驗(yàn),得到某個(gè)觀測記錄如圖。圖中記錄的是 ( D )
A.分子無規(guī)則運(yùn)動的情況
B.某個(gè)微粒做布朗運(yùn)動的軌跡
C.某個(gè)微粒做布朗運(yùn)動的速度--時(shí)間圖線
D.按等時(shí)間間隔依次記錄的某個(gè)運(yùn)動微粒位置的連線
解析:布朗運(yùn)動是懸浮在液體中的固體小顆粒的無規(guī)則運(yùn)動,而非分子的運(yùn)動,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;既然無規(guī)則所以微粒沒有固定的運(yùn)動軌跡,故B項(xiàng)錯(cuò)誤,對于某個(gè)微粒而言在不同時(shí)刻的速度大小和方向均是不確定的,所以無法確定其在某一個(gè)時(shí)刻的速度,故也就無法描繪其速度-時(shí)間圖線,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;故只有D項(xiàng)正確。
4.(09·全國卷Ⅱ·16)如圖,水平放置的密封氣缸內(nèi)的氣體被一豎直隔板分隔為左右兩部分,隔板可在氣缸內(nèi)無摩擦滑動,右側(cè)氣體內(nèi)有一電熱絲。氣缸壁和隔板均絕熱。初始時(shí)隔板靜止,左右兩邊氣體溫度相等,F(xiàn)給電熱絲提供一微弱電流,通電一段時(shí)間后切斷電源。當(dāng)缸內(nèi)氣體再次達(dá)到平衡時(shí),與初始狀態(tài)相比 ( BC )
A.右邊氣體溫度升高,左邊氣體溫度不變
B.左右兩邊氣體溫度都升高
C.左邊氣體壓強(qiáng)增大
D.右邊氣體內(nèi)能的增加量等于電熱絲放出的熱量
解析:本題考查氣體.當(dāng)電熱絲通電后,右的氣體溫度升高氣體膨脹,將隔板向左推,對左邊的氣體做功,根據(jù)熱力學(xué)第一定律,內(nèi)能增加,氣體的溫度升高.根據(jù)氣體定律左邊的氣體壓強(qiáng)增大.BC正確,右邊氣體內(nèi)能的增加值為電熱絲發(fā)出的熱量減去對左邊的氣體所做的功,D錯(cuò)。
3.(09·全國卷Ⅰ·14)下列說法正確的是 ( A )
A. 氣體對器壁的壓強(qiáng)就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力
B. 氣體對器壁的壓強(qiáng)就是大量氣體分子單位時(shí)間作用在器壁上的平均沖量
C. 氣體分子熱運(yùn)動的平均動能減少,氣體的壓強(qiáng)一定減小
D. 單位面積的氣體分子數(shù)增加,氣體的壓強(qiáng)一定增大
解析:本題考查氣體部分的知識.根據(jù)壓強(qiáng)的定義A正確,B錯(cuò).氣體分子熱運(yùn)動的平均動能減小,說明溫度降低,但不能說明壓強(qiáng)也一定減小,C錯(cuò).單位體積的氣體分子增加,但溫度降低有可能氣體的壓強(qiáng)減小,D錯(cuò)。
2.(09·四川·16)關(guān)于熱力學(xué)定律,下列說法正確的是 ( B )
A.在一定條件下物體的溫度可以降到0 K
B.物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功
C.吸收了熱量的物體,其內(nèi)能一定增加
D.壓縮氣體總能使氣體的溫度升高
1.(09·重慶·14)密閉有空氣的薄塑料瓶因降溫而變扁,此過程中瓶內(nèi)空氣(不計(jì)分子勢能) ( D )
A.內(nèi)能增大,放出熱量 B.內(nèi)能減小,吸收熱量
C.內(nèi)能增大,對外界做功 D.內(nèi)能減小,外界對其做功
例5.一定質(zhì)量的理想氣體處于平衡狀態(tài)Ⅰ.現(xiàn)設(shè)法使其溫度降低而壓強(qiáng)升高,達(dá)到平衡狀態(tài)Ⅱ,則
A.狀態(tài)Ⅰ時(shí)氣體的密度比狀態(tài)Ⅱ時(shí)的大
B.狀態(tài)Ⅰ時(shí)氣體的平均動能比狀態(tài)Ⅱ時(shí)的大
C.狀態(tài)Ⅰ時(shí)分子間的平均距離比狀態(tài)Ⅱ時(shí)的大
D.狀態(tài)Ⅰ時(shí)每個(gè)分子的動能都比狀態(tài)Ⅱ時(shí)的分子平均動能大
解析:題中明確給出狀態(tài)Ⅱ的溫度比狀態(tài)下的溫度低,而理想氣體的內(nèi)能僅由溫度決定,因此知B對.分子的平均動能增大或減小了,但不能說某時(shí)刻所有分子的動能都增大或都減小了,即使有些分子平均動能很大,仍有些分子的動能很小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.由分子動理論知,若該氣體體積增大,則分子間距必然增大,反之,氣體體積減小則分子間平均距離也減小,由理想氣體狀態(tài)方程PV/T=恒量可知V必然減小,由此確定C正確.
正確解答 BC
例6、 如圖為醫(yī)院為病人輸液的部分裝置,圖中A為輸液瓶,B為滴壺,C為進(jìn)氣管,與大氣相通。則在輸液過程中(瓶A中尚有液體),下列說法正確的是:①瓶A中上方氣體的壓強(qiáng)隨液面的下降而增大;②瓶A中液面下降,但A中上方氣體的壓強(qiáng)不變;③滴壺B中的氣體壓強(qiáng)隨A中液面的下降而減小;④在瓶中藥液輸完以前,滴壺B中的氣體壓強(qiáng)保持不變
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
分析與解:進(jìn)氣管C端的壓強(qiáng)始終是大氣壓p0,設(shè)輸液瓶A內(nèi)的壓強(qiáng)為pA,可以得到pA= p0-ρgh,因此pA將隨著h的減小而增大。滴壺B的上液面與進(jìn)氣管C端的高度差不受輸液瓶A內(nèi)液面變化的影響,因此壓強(qiáng)不變。選B。
[例13] 長直均勻玻璃管內(nèi)用水銀柱封閉一定質(zhì)量的空氣后倒插入水銀槽內(nèi)。靜止時(shí)露出水銀槽面的水銀柱高為h,保持溫度不變,稍向上提玻璃管(管口仍在槽內(nèi)水銀面下),封閉在管內(nèi)的空氣的體積V和壓強(qiáng)p以及水銀柱高h各如何變化?
解析:一定質(zhì)量的氣體在溫度不變使,氣體的壓強(qiáng)p和體積V必然同時(shí)變化,而達(dá)到平衡后,p+ρgh= p0的關(guān)系應(yīng)該依然成立。假設(shè)V不變,那么p也不變,而提升后h變大,p+ρgh將大于p0,因此管內(nèi)水銀柱將要下降,即封閉空氣的體積V必然增大,壓強(qiáng)p必然減小,又由于最終應(yīng)該有p+ρgh= p0,所以h必然增大。
本題也可以假設(shè)提升后p不變,進(jìn)行推導(dǎo),結(jié)論是完全一致的。
注意前提:管內(nèi)必須封閉有一定質(zhì)量的空氣。若水銀柱上端是真空,那h就始終滿足p0=ρgh,向上提升玻璃管不會影響h的大小,那么V就一定增大了。
[例15] 在一個(gè)固定容積的密閉容器中,加入3L的X(g)和2L的Y(g),在一定條件下這兩種氣體發(fā)生反應(yīng)而生成另兩種氣體:4X(g)+3Y(g) 2Q(g)+nR(g),達(dá)到平衡后,容器內(nèi)溫度不變,而混合氣體的壓強(qiáng)比原來增大,則該反應(yīng)方程中的n值可能為
A.3 B.4 C.5 D.6
解析:由于反應(yīng)前后所有物質(zhì)都是氣態(tài),設(shè)反應(yīng)前后的總的物質(zhì)的量分別為N1、N2,由于在一定溫度和體積下,氣體的壓強(qiáng)和氣體物質(zhì)的量成正比,因此生成物的物質(zhì)的量應(yīng)該大于反應(yīng)前的物質(zhì)的量,只能取n=6,選D。
試題展示
3、氣體的狀態(tài):一定質(zhì)量的氣體,p、V、T確定,狀態(tài)就確定。其中有兩個(gè)或三個(gè)同時(shí)變化時(shí),氣體的狀態(tài)就改變。只有一個(gè)參量變化,其余兩個(gè)都不變是不可能的。
2、確定氣體壓強(qiáng)的方法:①受力分析法;②取等壓面法;③牛頓定律法
1、氣體的狀態(tài)參量:①溫度T;②體積V;③壓強(qiáng)p
3.加速運(yùn)動系統(tǒng)中封閉氣體壓強(qiáng)的確定
常從兩處入手:一對氣體,考慮用氣體定律確定,二是選與氣體接觸的液柱或活塞等為研究對象,受力分析,利用牛頓第二定律解出.具體問題中常把二者結(jié)合起來,建立方程組聯(lián)立求解.
(1)試管繞軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動
解: 對水銀柱受力分析如圖
由牛頓第二定律得:
PS-P0S=mω2 r , 其中m=ρSh
由幾何知識得:r=d-h(huán)/2
解得P=P0+ρhω2(d-h(huán)/2)
(2) 試管隨小車一起以加速度a向右運(yùn)動
解: 對水銀柱受力分析如圖
由牛頓第二定律得:
PS-p0S=ma m=ρSh
解得:p=p0+ρa(bǔ)h
(3)氣缸和活塞在F作用下沿光滑的水平面一起向右加速運(yùn)動
解:對整體水平方向應(yīng)用牛頓第二定律:
F=(m+M)a
對活塞受力分析如圖:由牛頓第二定律得:
F+PS-P0S=ma ②
由①②兩式可得:
P=P0-
拓展:
小 結(jié):當(dāng)物體做變速運(yùn)動時(shí):利用牛頓運(yùn)動定律列方程來求氣體的壓強(qiáng)利用F合=ma,求p氣。總結(jié):計(jì)算氣缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)時(shí),一般取活塞為研究對象進(jìn)行受力分析.但有時(shí)也要以氣缸或整體為研究對象.所以解題時(shí)要靈活選取研究對象
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