高考物理二轮复习 第一部分 考前复习方略 专题十四 分子动理论 气体及热力学定律专题限时训练中学教育高考_中学教育-高考.pdf

学习好资料 欢迎下载 专题十四 分子动理论 气体及热力学定律 1(2015怀化模拟)(1)下列说法中正确的是_ A扩散现象不仅能发生在气体和液体中，固体中也可以 B岩盐是立方体结构，粉碎后的岩盐不再是晶体 C地球大气的各种气体分子中氢分子质量小，其平均速率较大，更容易挣脱地球吸引而逃逸，因此大气中氢含量相对较少 D从微观角度看气体压强只与分子平均动能有关 E温度相同的氢气和氧气，分子平均动能相同(2)一气象探测气球，在充有压强为 76 cmHg、温度为 27 的氢气时，体积为 3.5 m3.当气球上升到 6.50 km高空的过程中，气球内氢气的压强逐渐减小，但通过加热使气体温度保持不变，气球到达的 6.50 km 处的大气压强为 36.0 cmHg，这一高度气温为48.0，以后保持气球高度不变求：气球在 6.50 km 处的体积；当氢气的温度等于48.0 后的体积 解析：(1)扩散现象也可以在固体中发生，A 项正确粉碎后的岩盐颗粒仍具有立方体结构，仍为晶体，B项错误从微观角度看气体压强与分子平均动能和气体分子密集程度两个因素有关，D项错误根据分子动理论，分子的平均动能取决于温度，与分子种类无关，E项正确由于各种气体分子的平均动能12mv2相等，氢气分子的平均速率最大，C项正确(2)气球上升过程是一个等温变化过程，有：p1V1p2V2，解得V27.39 m3.气球在 6.50 km 处时，气体是一个等压变化过程，有：V2T1V3T2，解得V35.54 m3.答案：(1)ACE(2)7.39 m3 5.54 m3 2(1)下列说法中正确的是_ A已知水的摩尔质量和水分子的质量，就可以计算出阿伏加德罗常数 B布朗运动说明分子在永不停息地做无规则运动 C两个分子由很远(r109 m)距离减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大，分子势能不断增大 D露珠呈球状是由于液体表面张力的作用 E物体的温度升高，则物体中所有分子的分子动能都增大 (2)在大气中有一水平放置的固定圆筒，它由a、b和c三个粗细不同的部分连接而成，各部分的横截面积分别为 2S、12S和S.已知大气压强为p0，温度为T0.两活塞A和B用一根长为 4L的不可伸长的轻杆相连，把温度为T0的空气密封在两活塞之间，此时两活塞的位置如图所示现对被密封的气体加热，其温度缓慢上升到T，若活塞与圆筒壁之间的摩擦可忽略，此时两活塞之间气体的压强为多少？学习好资料 欢迎下载 解析：(1)NAMmolm0，故 A 正确；布朗运动是分子热运动的实验基础，B 正确；当rr0时，分子力为 0，两分子从很远到很近，分子力先增大后减小再增大，分子势能先减小后增大，C错误；表面张力使液体表面积最小为球形，D正确；物体的温度升高，分子的平均动能增大，并不是所有分子动能都增大，E错误(2)开始升温过程中封闭气体做等压膨胀，直至B活塞左移L为止设B刚好左移L距离对应的温度为T，则 L2S2L12SLST02L2S2L12ST 得T54T0 所以，若T54T0，pp0 若T54T0，由p5LSTp04LST0 得p4T5T0p0.答案：(1)ABD(2)若T54T0，pp0；若T54T0，p4T5T0p0 3(1)关于一定量的气体，下列说法正确的是_ A气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和 B只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低 C在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零 D气体从外界吸收热量，其内能一定增加 E气体在等压膨胀过程中温度一定升高 (2)如图，A容器容积为 10 L，里面充满 12 atm、温度为 300 K 的理想气体，B容器是真空，现将A中气体温度升高到 400 K，然后打开阀门 S，将A中的气体释放一部分到B容器，当A容器内压强降到 4 atm 时，关闭阀门，这时B容器内的压强是 3 atm.不考虑气体膨胀过程中温度的变化，求B容器的容积 解析：(1)气体分子在空间可自由移动，因此气体体积应是气体分子所能到达的空间的体积，选项 A正确；分子热运动的剧烈程度与温度有关，温度越高，分子热运动越剧烈，选项 B正确；气体压强的大小等于气体作用在器壁单位面积上的压力，与失、超重无关，选项C错误；气体吸收热量的同时可对外做功，内能不一定增加，选项 D错误；气体等压膨胀，由V1T1V2T2可知温度一定升高，选项 E正确(2)设A容器容积为VA10 L，温度T0300 K 时，压强为p012 atm；温度升高到T1400 K 时，压强为p1，根据查理定律有p0T0p1T1 解得p116 atm 气体和液体中固体中也可以岩盐是立方体结构粉碎后的岩盐不再是晶体地球大气的各种气体分子中氢分子质量小其平均速率较大更容易挣脱地球吸引而逃逸因此大气中氢含量相对较少从微观角度看气体压强只与分子平均动能有关温过程中气球内氢气的压强逐渐减小但通过加热气体温度保持不变气球到达的处的大气压强为这一高度气温为以后保持气球高度不变求气球在处的体积当氢气的温度等于后的体积解析扩散现象也可以在固体中发生项正确粉碎后的岩盐项错误根据分子动理论分子的平均动能取决于温度与分子种类无关项正确由于各种气体分子的平均动能气球上升过程是一个等温变化过程有相等氢气分子的平均速率最大项正确解得气球在处时气体是一个等压变化过程有解得答案下学习好资料 欢迎下载 对于气体膨胀过程，为等温变化，以膨胀后A中气体为研究对象，初态：p116 atm，体积为V1 末态：p24 atm，V210 L 根据玻意耳定律有p1V1p2V2 解得V12.5 L.对B中气体 初态：p16 atm，VVAV17.5 L 末态：p3 atm，VVB 同理有pVpV 解得VBV40 L.答案：(1)ABE(2)40 L 4(1)下列说法正确的是_ A液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的光学各向异性特征 B第二类永动机违反了能量守恒定律，所以它是制造不出来的 C一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热 D悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动越明显 E空气的相对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示 (2)如图所示，一圆柱形绝热汽缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体已知外界大气压强为p0，活塞的横截面积为S，质量为mp0S4g，与容器底部相距h，此时封闭气体的温度为T0.现在活塞上放置一质量与活塞质量相等的物块，再次平衡后活塞与容器底部相距910h，接下来通过电热丝缓慢加热气体，气体吸收热量Q时，活塞再次回到原初始位置重力加速度为g，不计活塞与汽缸的摩擦求：活塞上放置物块再次平衡后，气体的温度；加热过程中气体的内能增加量 解析：(1)由液晶的特性可知 A正确；第二类永动机不违反能量守恒定律，而是违反热力学第二定律，B错误；由VTC知，体积增大，温度升高，内能增大，又因气体膨胀对外做功，由UWQ知，气体从外界吸热，C正确；由布朗运动显著条件知 D正确；相对湿度是所含的水蒸气的压强与同温度水的饱和汽压的比值，故 E错误(2)由平衡条件知p154p0，p232p0 又T1T0，V1hS，V2910hS，由理想气体状态方程得 p1V1T0p2V2T，解得：T2725T0.由热力学第一定律UWQ得 UQ3p0hS20.答案：(1)ACD(2)2725T0 Q3p0hS20 气体和液体中固体中也可以岩盐是立方体结构粉碎后的岩盐不再是晶体地球大气的各种气体分子中氢分子质量小其平均速率较大更容易挣脱地球吸引而逃逸因此大气中氢含量相对较少从微观角度看气体压强只与分子平均动能有关温过程中气球内氢气的压强逐渐减小但通过加热气体温度保持不变气球到达的处的大气压强为这一高度气温为以后保持气球高度不变求气球在处的体积当氢气的温度等于后的体积解析扩散现象也可以在固体中发生项正确粉碎后的岩盐项错误根据分子动理论分子的平均动能取决于温度与分子种类无关项正确由于各种气体分子的平均动能气球上升过程是一个等温变化过程有相等氢气分子的平均速率最大项正确解得气球在处时气体是一个等压变化过程有解得答案下学习好资料 欢迎下载 5(2015高考全国卷，T33，15 分)(1)下列说法正确的是_ A将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体 B固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质 C由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体 D在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体 E在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变(2)如图，一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞已知大活塞的质量为m12.50 kg，横截面积为S180.0 cm2；小活塞的质量为m21.50 kg，横截面积为S240.0 cm2；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为l40.0 cm；汽缸外大气的压强为p1.00105 Pa，温度为T303 K初始时大活塞与大圆筒底部相距l2，两活塞间封闭气体的温度为T1495 K现汽缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦，重力加速度大小g取 10 m/s2.求：在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，汽缸内封闭气体的温度；缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强 解析：(1)将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒仍是晶体，故 A错误；单晶体具有各向异性，有些单晶体沿不同方向上的光学性质不同，故 B正确；例如金刚石和石墨由同种元素构成，但由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体，故 C正确；晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化，如天然水晶是晶体，熔融过的水晶(即石英玻璃)是非晶体，也有些非晶体在一定条件下可转化为晶体，故 D 正确；熔化过程中，晶体的温度不变，但内能改变，故 E错误(2)设初始时气体体积为V1，在大活塞与大圆筒底部刚接触时，缸内封闭气体的体积为V2，温度为T2.由题给条件得 V1S1l2S2ll2 V2S2l 在活塞缓慢下移的过程中，用p1表示缸内气体的压强，由力的平衡条件得 S1(p1p)m1gm2gS2(p1p)故缸内气体的压强不变由盖吕萨克定律有 V1T1V2T2 联立式并代入题给数据得 T2330 K 在大活塞与大圆筒底部刚接触时，被封闭气体的压强为p1.在此后与汽缸外大气达到热平衡的过程中，被封闭气体的体积不变设达到热平衡时被封闭气体的压强为p，由查理定律有 pTp1T2 联立式并代入题给数据得 p1.01 105 Pa.答案：(1)BCD(2)330 K 1.01105 Pa 6(2015高考全国卷，T33，15 分)(1)关于扩散现象，下列说法正确的是_ A温度越高，扩散进行得越快 气体和液体中固体中也可以岩盐是立方体结构粉碎后的岩盐不再是晶体地球大气的各种气体分子中氢分子质量小其平均速率较大更容易挣脱地球吸引而逃逸因此大气中氢含量相对较少从微观角度看气体压强只与分子平均动能有关温过程中气球内氢气的压强逐渐减小但通过加热气体温度保持不变气球到达的处的大气压强为这一高度气温为以后保持气球高度不变求气球在处的体积当氢气的温度等于后的体积解析扩散现象也可以在固体中发生项正确粉碎后的岩盐项错误根据分子动理论分子的平均动能取决于温度与分子种类无关项正确由于各种气体分子的平均动能气球上升过程是一个等温变化过程有相等氢气分子的平均速率最大项正确解得气球在处时气体是一个等压变化过程有解得答案下学习好资料 欢迎下载 B扩散现象是不同物质间的一种化学反应 C扩散现象是由物质分子无规则运动产生的 D扩散现象在气体、液体和固体中都能发生 E液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的(2)如图，一粗细均匀的 U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上端与大气相通，下端开口处开关 K关闭；A侧空气柱的长度l10.0 cm，B侧水银面比A侧的高h3.0 cm.现将开关 K打开，从 U形管中放出部分水银，当两侧水银面的高度差为h110.0 cm 时将开关 K关闭已知大气压强p075.0 cmHg.求放出部分水银后A侧空气柱的长度；此后再向B侧注入水银，使A、B两侧的水银面达到同一高度，求注入的水银在管内的长度 解析：(1)扩散现象与温度有关，温度越高，扩散进行得越快，选项 A正确扩散现象是由于分子的无规则运动引起的，不是一种化学反应，选项 B、E错误，选项 C正确 扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，选项 D正确(2)以 cmHg为压强单位设A侧空气柱长度l10.0 cm 时的压强为p；当两侧水银面的高度差为h110.0 cm 时，空气柱的长度为l1，压强为p1.由玻意耳定律得 plp1l1 由力学平衡条件得 pp0h 打开开关 K放出水银的过程中，B侧水银面处的压强始终为p0，而A侧水银面处的压强随空气柱长度的增加逐渐减小，B、A两侧水银面的高度差也随之减小，直至B侧水银面低于A侧水银面h1为止由力学平衡条件有 p1p0h1 联立式，并代入题给数据得 l112.0 cm.当A、B两侧的水银面达到同一高度时，设A侧空气柱的长度为l2，压强为p2.由玻意耳定律得 plp2l2 由力学平衡条件有 p2p0 联立式，并代入题给数据得 l210.4 cm 设注入的水银在管内的长度为h，依题意得 h2(l1l2)h1 联立式，并代入题给数据得 h13.2 cm.答案：(1)ACD(2)12.0 cm 13.2 cm 7(2014高考全国卷，T33，15 分)(1)一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其pT图象如图所示下列判断正确的是_ A过程ab中气体一定吸热 B过程bc中气体既不吸热也不放热 C过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热 Da、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小 气体和液体中固体中也可以岩盐是立方体结构粉碎后的岩盐不再是晶体地球大气的各种气体分子中氢分子质量小其平均速率较大更容易挣脱地球吸引而逃逸因此大气中氢含量相对较少从微观角度看气体压强只与分子平均动能有关温过程中气球内氢气的压强逐渐减小但通过加热气体温度保持不变气球到达的处的大气压强为这一高度气温为以后保持气球高度不变求气球在处的体积当氢气的温度等于后的体积解析扩散现象也可以在固体中发生项正确粉碎后的岩盐项错误根据分子动理论分子的平均动能取决于温度与分子种类无关项正确由于各种气体分子的平均动能气球上升过程是一个等温变化过程有相等氢气分子的平均速率最大项正确解得气球在处时气体是一个等压变化过程有解得答案下学习好资料 欢迎下载 Eb和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同(2)一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形汽缸内汽缸壁导热良好，活塞可沿汽缸壁无摩擦地滑动 开始时气体压强为p，活塞下表面相对于汽缸底部的高度为h，外界温度为T0.现取质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完时，活塞下降了h/4.若此后外界的温度变为T，求重新达到平衡后气体的体积已知外界大气的压强始终保持不变，重力加速度大小为g.解析：(1)对一定质量的理想气体，由pVTC进行状态分析由热力学第一定律UWQ进行吸放热、做功分析 在不同坐标系中要注意各种图象的不同，从图象中找出体积、温度、压强的变化情况 由题pT图象可知过程ab是等容变化，温度升高，内能增加，体积不变，由热力学第一定律可知过程ab一定吸热，选项 A正确；过程bc温度不变，即内能不变，由于过程bc体积增大，所以气体对外做功，由热力学第一定律可知，气体一定吸收热量，选项 B 错误；过程ca压强不变，温度降低，内能减少，体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，放出的热量一定大于外界对气体做的功，选项 C错误；温度是分子平均动能的标志，由题pT图象可知，a状态气体温度最低，则分子平均动能最小，选项 D正确；b、c两状态温度相等，分子平均动能相等，由于压强不相等，所以单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同，选项 E正确(2)求理想气体状态参数时，要找出初末状态，然后由理想气体状态方程列方程求解 设汽缸的横截面积为S，沙子倒在活塞上后，对气体产生的压强为p，由玻意耳定律得 phS(pp)h14h S 解得p13p 外界的温度变为T后，设活塞距底面的高度为h，根据盖吕萨克定律，得 h14h ST0hST 解得h3T4T0h 据题意可得pmgS 气体最后的体积为VSh 联立式得V9mghT4pT0.答案：(1)ADE(2)9mghT4pT0 8(2014高考全国卷，T33，15 分)(1)下列说法正确的是_ A悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动 B空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果 C彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点 D高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故 E干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发气体和液体中固体中也可以岩盐是立方体结构粉碎后的岩盐不再是晶体地球大气的各种气体分子中氢分子质量小其平均速率较大更容易挣脱地球吸引而逃逸因此大气中氢含量相对较少从微观角度看气体压强只与分子平均动能有关温过程中气球内氢气的压强逐渐减小但通过加热气体温度保持不变气球到达的处的大气压强为这一高度气温为以后保持气球高度不变求气球在处的体积当氢气的温度等于后的体积解析扩散现象也可以在固体中发生项正确粉碎后的岩盐项错误根据分子动理论分子的平均动能取决于温度与分子种类无关项正确由于各种气体分子的平均动能气球上升过程是一个等温变化过程有相等氢气分子的平均速率最大项正确解得气球在处时气体是一个等压变化过程有解得答案下学习好资料 欢迎下载 吸热的结果(2)如图，两汽缸A、B粗细均匀、等高且内壁光滑，其下部由体积可忽略的细管连通；A的直径是B的 2 倍，A上端封闭，B上端与大气连通；两汽缸除A顶部导热外，其余部分均绝热两汽缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b，活塞下方充有氮气，活塞a上方充有氧气当大气压为p0，外界和汽缸内气体温度均为 7 且平衡时，活塞a离汽缸顶的距离是汽缸高度的14，活塞b在汽缸的正中间 现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b恰好升至顶部时，求氮气的温度；继续缓慢加热，使活塞a上升当活塞a上升的距离是汽缸高度的116时，求氧气的压强 解析：(1)悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了水分子的热运动，而不是反映花粉分子的热运动，选项 A错误由于表面张力的作用使液体表面的面积收缩，使小雨滴呈球形，选项B正确 液晶的光学性质具有各向异性，彩色液晶显示器就利用了这一性质，选项C正确 高原地区水的沸点较低是因为高原地区的大气压强较小，水的沸点随大气压强的降低而降低，选项 D错误由于液体蒸发时吸收热量，温度降低，所以湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，选项 E正确(2)活塞b升至顶部的过程中，活塞a不动，活塞a、b下方的氮气做等压变化，设汽缸A的容积为V0，氮气初态体积为V1，温度为T1，末态体积为V2，温度为T2，按题意，汽缸B的容积为V04，由题给数据和盖吕萨克定律得 V134V012V0478V0 V234V014V0V0 V1T1V2T2 由式和题给数据得 T2320 K.活塞b升至顶部后，由于继续缓慢加热，活塞a开始向上移动，直至活塞上升的距离是汽缸高度的116时，活塞a上方的氧气做等温变化，设氧气初态体积为V1，压强为p1，末态体积为V2，压强为p2，由题给数据和玻意耳定律得 V114V0，p1p0，V2316V0 p1V1p2V2 由式得p243p0.答案：(1)BCE(2)320 K 43p0 气体和液体中固体中也可以岩盐是立方体结构粉碎后的岩盐不再是晶体地球大气的各种气体分子中氢分子质量小其平均速率较大更容易挣脱地球吸引而逃逸因此大气中氢含量相对较少从微观角度看气体压强只与分子平均动能有关温过程中气球内氢气的压强逐渐减小但通过加热气体温度保持不变气球到达的处的大气压强为这一高度气温为以后保持气球高度不变求气球在处的体积当氢气的温度等于后的体积解析扩散现象也可以在固体中发生项正确粉碎后的岩盐项错误根据分子动理论分子的平均动能取决于温度与分子种类无关项正确由于各种气体分子的平均动能气球上升过程是一个等温变化过程有相等氢气分子的平均速率最大项正确解得气球在处时气体是一个等压变化过程有解得答案下