(2010?鹽城一模)(選修模塊3-3)
一同學(xué)為了表演“輕功”,他用打氣筒給4只相同的氣球充以相等質(zhì)量的空氣(可視為理想氣體),然后將這4只氣球放置在水平木板上,在氣球的上方平放置一輕質(zhì)塑料板,如圖所示.這位同學(xué)慢慢站上輕質(zhì)塑料板中間位置的過(guò)程中,氣球都沒(méi)有破裂,球內(nèi)氣體溫度可視為不變.
(1)則下列說(shuō)法正確的是
C
C

A.氣球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)是由于氣體重力而產(chǎn)生的
B.由于該同學(xué)壓迫氣球,球內(nèi)氣體分子間表現(xiàn)為斥力
C.氣球內(nèi)氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能不變
D.氣球內(nèi)氣體的體積是所有氣體分子的體積之和
(2)表演過(guò)程中,對(duì)球內(nèi)氣體共做了4J的功,此過(guò)程中氣球
放出
放出
(填“吸收”或“放出”)的熱量是
4
4
J.若某氣球突然爆炸,則該氣球內(nèi)的氣體內(nèi)能
減少
減少
(填“增加”或“減少”),溫度
降低
降低
(填“升高”或“降低”).
(3)一只氣球內(nèi)氣體的體積為2L,密度為3kg/m3,平均摩爾質(zhì)量為15g/mol.阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023mol-1,試估算這個(gè)氣球爆炸后在100m2、高3m的表演會(huì)堂內(nèi)每m3分散的該氣體的分子個(gè)數(shù)為多少?
分析:(1)知道分子間表現(xiàn)的實(shí)際作用力為引力,知道被封閉氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原理.溫度是分子平均動(dòng)能變化的標(biāo)志.
(2)根據(jù)熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式△U=Q+W進(jìn)行有關(guān)判斷;
(3)求出氣體的質(zhì)量,已知平均摩爾質(zhì)量再求出摩爾數(shù),可以求解出總的分子數(shù);再求解表演會(huì)堂內(nèi)每m3分散的該氣體的分子個(gè)數(shù).
解答:解:(1)A、密閉容器內(nèi)的氣體壓強(qiáng)是大量氣體分子頻繁撞擊器壁產(chǎn)生,故A錯(cuò)誤.
B、該同學(xué)壓迫氣球,氣體分子間距離仍然較大,氣體分子間的作用力幾乎為零.故B錯(cuò)誤.
C、球內(nèi)氣體溫度可視為不變.所以氣球內(nèi)氣體分子平均動(dòng)能不變,故C正確.
D、氣體分子間空隙很大,所以氣球內(nèi)氣體的體積遠(yuǎn)大于所有氣體分子的體積之和,故D錯(cuò)誤.
故選C.
(2)表演過(guò)程中,球內(nèi)氣體溫度可視為不變,說(shuō)明球內(nèi)氣體內(nèi)能不變,即△U=0,
對(duì)球內(nèi)氣體共做了4J的功,即W=4J,所以此過(guò)程中Q=-4J,即氣球放出的熱量是4J,若某氣球突然爆炸,氣體對(duì)外做功,瞬間無(wú)熱傳遞,則該氣球內(nèi)的氣體內(nèi)能減少,溫度降低.
(3)一只氣球內(nèi)氣體的體積為2L,密度為3kg/m3,
氣體質(zhì)量M=ρV=0.006Kg,
平均摩爾質(zhì)量為15g/mol,所以氣體的摩爾數(shù)n=
M
m0
=0.4mol,
阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023mol-1,所以這個(gè)氣球內(nèi)氣體的分子個(gè)數(shù)N=0.4×6.02×1023=2.41×1023
氣體爆炸后,擴(kuò)賽到100m2、高3m的表演會(huì)堂,故每m3分散的該氣體的分子個(gè)數(shù)為:
N0=
N
Sh
=
2.41×1023
100×3
≈8×1020
個(gè)
故答案為:(1)C;(2)放出,4J,減少,降低;(3)8×1020
點(diǎn)評(píng):熱學(xué)中很多知識(shí)點(diǎn)需要記憶,注意平時(shí)的積累,對(duì)于熱力學(xué)第一定律△U=W+Q,要明確公式中各個(gè)物理量的含義.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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(1)帶電體從B到C的過(guò)程中電場(chǎng)力所做的功W
(2)帶電體運(yùn)動(dòng)到C時(shí)對(duì)軌道的壓力F
(3)帶電體與斜槽軌道之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ

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(2010?鹽城一模)如圖所示.一簇質(zhì)量均為m、電量均為q的離子,在P點(diǎn)以同一速率v沿xoy上半平面中的各個(gè)方向射出,在P點(diǎn)左側(cè)靠近P點(diǎn)處有一豎直放置的擋板.現(xiàn)加一垂直于xoy平面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),可將這些離子聚焦到R點(diǎn),P點(diǎn)與R點(diǎn)相距為2a,離子軌跡關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng).試求:
(1)離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑
(2)當(dāng)
mvBq
=a時(shí),與x軸成30°角射出的離子從P點(diǎn)到達(dá)R點(diǎn)的時(shí)間.
(3)試推出在x>0的區(qū)域中磁場(chǎng)的邊界點(diǎn)坐標(biāo)x和y滿(mǎn)足的關(guān)系式.(沒(méi)有問(wèn)題,最多改為“x、y滿(mǎn)足的關(guān)系式”)

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(1)線(xiàn)圈第一次下落過(guò)程中的最大速度υm
(2)第一次與水平面碰后上升到最高點(diǎn)的過(guò)程中通過(guò)線(xiàn)圈某一截面的電量q
(3)線(xiàn)圈從第一次到第二次與水平面相碰的過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱Q.

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