分子的存在形式可以为气态、液态或固态。分子除具有平移运动外,还存在着分子的转动和分子内原子的各种类型的振动。下面是2016山东高考物理分子运动必做专项练习,请考生练习。
1.(1)以下关于分子动理论的说法中正确的是______.(双选,填正确答案标号)
A.-2 ℃时水已经结为冰,部分水分子已经停止了热运动
B.分子势能随分子间距离的增大,可能先减小后增大
C.分子间的引力与斥力都随分子间的距离的增大而减小
D.扩散和布朗运动的实质是相同的,都是分子的无规则运动
(2)竖直放置的气缸,活塞横截面积为S=0.01 m2,可在气缸内无摩擦滑动.气缸侧壁有一个小孔与装有水银的U形玻璃管相通,气缸内封闭了一段高为80 cm的气柱(U形管内的气体体积不计).此时缸内气体温度为7 ℃,U形管内水银面高度差h1=5 cm.已知大气压强p0=1.0105 Pa,水银的密度=13.6103 kg/m3,重力加速度g取10 m/s2.
求活塞的质量m;
若对气缸缓慢加热的同时,在活塞上缓慢添加砂粒,可保持活塞的高度不变.当缸内气体温度升高到37 ℃时,求U形管内水银面的高度差.
解析 (1)-2 ℃时水已经结为冰,但分子运动永不停息,A错误;分子势能随分子间距离的增大,可能先减小后增大,B正确;分子间的引力与斥力都随分子间的距离的增大而减小,C正确;扩散和布朗运动的实质是不同的,D错误.
(2)对活塞,有:p0S+mg=p1S
由题意,可知:p1=p0+gh1
解得:m=h1S
代入数值得:m=6.8 kg
活塞位置不变,气缸内气体做等容变化由=
T1=280 K,T2=310 K,p2=p0+gh2
代入数值得h2=13.4 cm
答案 (1)BC (2)6.8 kg 13.4 m
2.(1)2013年10月6日,北京遭到雾霾天气袭击,众所周知,雾霾天气中的主要污染物便是PM2.5.PM2.5是指空气中空气动力学直径小于2.5微米的颗粒物,其浮在空气中做无规则运动,很难自然沉降到地面,吸入后会进入肺泡对人体形成危害.下列关于PM2.5的说法中正确的是________.(双选 ,填正确答案标号)
A.环境温度低于0 ℃时,PM2.5不具有内能
B.PM2.5在空气中的运动属于分子热运动
C.PM2.5在空气中受到的是非平衡力作用
D.PM2.5的空间尺度大于电子的直径
(2)容器A分别用细管连接容器B和竖直管,竖直管内有水银柱,容器B内有t=0 ℃的理想气体,容器A内为真空.细管上连接两个阀门S1、S2,如图6-13-9所示,容器B体积为VB=4VA,初始时两阀门均关闭.将S2打开稳定后,竖直管内的水银柱高度为h1=75 cm,再将S1打开并保持容器内气体温度不变,管内水银柱高度变为h2=50 cm,不计细管的体积.
求S2打开前容器B内气体的压强.
当A、B容器内气体的温度升高到多少度时,管内水银柱长度变为h3=45 cm.
解析 (1)环境温度低于0 ℃时,分子在不停地做无规则运动,PM2.5颗粒物内能不为零,选项A错误;PM2.5是固体小颗粒,它在空气中的运动不属于分子热运动,选项B错误;PM2.5在空气中既不静止,又不做匀速直线运动,而是浮在空中做无规则运动而处于非平衡状态,PM2.5在空气中受到的是非平衡力作用,选项C正确;PM2.5是指空气动力学直径小于2.5微米的悬浮颗粒,也被称为细颗粒物,而电子的尺寸远小于10-10 m,选项D正确.
(2)①S2打开稳定后,由于A内为真空,对于水银柱,有
p0-gh1=0
S1打开后气体发生等温变化,根据玻意耳定律
pBVB=pA1VA+pB1VB
pA1=pB1=p0-gh2
解得pB=31.25 cmHg.
升温后A、B容器内气体的压强为
pA2=p0-gh3
A、B容器内气体发生等容变化,根据查理定律,有
=,而T=273 K
解得T1=327.6 K,则有t1=54.6 ℃.
答案 (1)CD (2)31.25 cmHg 54.6 ℃
1.第(1)小题:在高考中属于送分题,重在考查考生对基本概念的理解.而热学的基本概念多,相互之间的联系零散,学习中要在理解的基础上记忆,通过比较找出相似概念的不同处,反复记忆,温故而知新.
2.应用气体实验定律的解题思路
(1)选择对象即某一定质量的理想气体;
(2)找出参量气体在始末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2;
(3)认识过程认清变化过程是正确选用物理规律的前提;
(4)列出方程选用某一实验定律或气态方程,代入具体数值求解,并讨论结果的合理性.
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