12.(12分)一种海浪发电机的气室如图所示,工作时,活塞随海浪上升活下降,改变气室中空气的压强,从而驱动进气阀门和出气阀门打开或关闭,气室先后经历吸入、压缩和排出空气的过程,推动出气口处的装置发电,气室中的空气可视为理想气体。
(1)下列对理想气体的理解,正确的有AD。
(A)理想气体实际上并不存在,只是一种理想模型
(B)只要气体的压强不是很高就可视为理想气体
(C)一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关
(D)在任何温度、任何压强下,理想气体都遵循气体的实验定律
(2)压缩过程中,两个阀门均关闭,若此过程中,气室中的气体与外界无热量交换,内能增加了3.4×104J,则该气体的分子平均动能增大(选填“增大”“减小”或“不变”),活塞对该气体所做的功等于(选填“大于”“小于”或“等于”)3.4×104J。
(3)上述过程中,气体刚被压缩时的温度为27℃,体积为0.224m3,压强为1个标准大气压,已知1 mol气体在1个标准大气压、0℃时的体积为22.4L,阿伏伽德罗常数NA=6.02×1023mol﹣1,计算此时气室中气体的分子数(计算结果保留一位有效数字)
【考点】8F:热力学第一定律;99:理想气体的状态方程
【专题】54B:理想气体状态方程专题.
【分析】理想气体是一种理想化的模型;
内能与温度有关,内增增加则温度升高,温度是分子平均动能的标志;根据热力学第一定律求活塞对气体做的功;
由题意气体从0℃到27℃做等压变化,根据盖吕萨克定律求出此时的体积,然后求出气室内气体的物质的量,进而求得分子数。
【解答】解:(1)在任何温度、任何压强下,理想气体都遵循气体的实验定律的称为理想气体,理想气体实际上并不存在,只是一种理想模型,一定质量的某种理想气体的内能只与温度有关,故AD正确BC错误;
故选:AD。
(2)由题意内能增加,理想气体的内能只与温度有关,故温度升高,则气体的分子平均动能增大;
根据热力学第一定律:△U=Q+W,3.4×104J=0+W
得:W=3.4×104J。
故答案为:增大;等于。
(3)设气体的在标准状态时的体积为V1,等压过程:
T1=273k; T=300k;
且分子数N=nNA
V0=22.4L/mol=0.0224m3/mol;
这代入数据得:N=5×1024个
答:此时气室中气体的分子数为5×1024个。
【点评】本题考查了热力学第一定律以及理想气体状态方程的应用,这两个考点一直是高考的热点。
B.选修3-4
13.(4分)某同学用单色光进行双缝干涉实验,在屏上观察到图甲所示的条纹,仅改变一个实验条件后,观察到的条纹如图乙所示,他改变的实验条件可能是()
A.减小光源到单缝的距离
B.减小双缝之间的距离
C.减小双缝到光屏之间的距离
D.换用频率更高的单色光源
【考点】O4:用双缝干涉测光的波长
【专题】54G:光的干涉专题.
故选:B。
14.(4分)在“探究单摆的周期与摆长的关系”实验中,某同学准备好相关实验器材后,把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度后释放,同时按下秒表开始计时,当单摆再次回到释放位置时停止计时,将记录的这段时间作为单摆的周期.以上操作中有不妥之处,请对其中两处加以改正.
【考点】MK:探究单摆的周期与摆长的关系
【专题】13:实验题.