2019-2020年高三物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 診斷卷（十八）專題六 選考模塊 第一講 分子動理論 氣體及熱力學(xué)定律.doc

1(xx海南高考)(1)已知地球大氣層的厚度h遠小于地球半徑R，空氣平均摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，地面大氣壓強為p0，重力加速度大小為g。由此可以估算得，地球大氣層空氣分子總數(shù)為_，空氣分子之間的平均距離為_。 (2)如圖1，一底面積為S、內(nèi)壁光滑的圓柱形容器豎直放置在水平地面上，開口向上，內(nèi)有兩個質(zhì)量均為m的相同活塞A和B。在A與B之間、B與容器底面之間分別封有一定量的同樣的理想氣體，平衡時體積均為v。已知容器內(nèi)氣體溫度始終不變，重力加速度大小為g，外界大氣壓強為p0?，F(xiàn)假設(shè)活塞B發(fā)生緩慢漏氣，致使B最終與容器底面接觸。求活塞A移動的距離。2019-2020年高三物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 診斷卷（十八）專題六 選考模塊 第一講 分子動理論 氣體及熱力學(xué)定律2(xx山東高考)(1)墨滴入水，擴而散之，徐徐混勻。關(guān)于該現(xiàn)象的分析正確的是_。(雙選，填正確答案標號)a混合均勻主要是由于碳粒受重力作用b混合均勻的過程中，水分子和碳粒都做無規(guī)則運動c使用碳粒更小的墨汁，混合均勻的過程進行得更迅速d墨汁的擴散運動是由于碳粒和水分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的(2)扣在水平桌面上的熱杯蓋有時會發(fā)生被頂起的現(xiàn)象。如圖2，截面積為S的熱杯蓋扣在水平桌面上，開始時內(nèi)部封閉氣體的溫度為300 K，壓強為大氣壓強p0。當(dāng)封閉氣體溫度上升到303 K時，杯蓋恰好被整體頂起，放出少許氣體后又落回桌面，其內(nèi)部氣體壓強立刻減為p0，溫度仍為303 K。再經(jīng)過一段時間，內(nèi)部氣體溫度恢復(fù)到300 K。整個過程中封閉氣體均可視為理想氣體。求：圖2()當(dāng)溫度上升到303 K且尚未放氣時，封閉氣體的壓強；()當(dāng)溫度恢復(fù)到300 K時，豎直向上提起杯蓋所需的最小力。3(xx全國卷)(1)下列說法正確的是_。A將一塊晶體敲碎后，得到的小顆粒是非晶體B固體可以分為晶體和非晶體兩類，有些晶體在不同方向上有不同的光學(xué)性質(zhì)C由同種元素構(gòu)成的固體，可能會由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體D在合適的條件下，某些晶體可以轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷w，某些非晶體也可以轉(zhuǎn)變?yōu)榫wE在熔化過程中，晶體要吸收熱量，但溫度保持不變，內(nèi)能也保持不變 (2)如圖3，一固定的豎直氣缸由一大一小兩個同軸圓筒組成，兩圓筒中各有一個活塞。已知大活塞的質(zhì)量為m12.50 kg，橫截面積為S180.0 cm2；小活塞的質(zhì)量為m21.50 kg，橫截面積為S240.0 cm2；兩活塞用剛性輕桿連接，間距保持為l40.0 cm；氣缸外大氣的壓強為p1.00105 Pa，溫度為T303 K。初始時大活塞與大圓筒底部相距，兩活塞間封閉氣體的溫度為T1495 K。現(xiàn)氣缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降，活塞緩慢下移。忽略兩活塞與氣缸壁之間的摩擦，重力加速度大小g取10 m/s2。求：圖3()在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間，氣缸內(nèi)封閉氣體的溫度；()缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達到熱平衡時，缸內(nèi)封閉氣體的壓強。4(1)(xx懷化二模)下列說法正確的是_。A不能將工廠里擴散到外界的能量收集起來重新利用B溫度升高，說明物體中所有分子的動能都增大C氣體對容器壁有壓強是因為氣體分子對容器壁頻繁碰撞的結(jié)果D分子間的距離增大時，分子間的引力和斥力都減小E在一個絕熱容器內(nèi)，不停地攪拌液體，可使液體的溫度升高(2)如圖4所示，玻璃管的橫截面積S1 cm2，在玻璃管內(nèi)有一段質(zhì)量為m0.1 kg的水銀柱和一定量的理想氣體，當(dāng)玻璃管平放時氣體柱的長度為l010 cm，現(xiàn)把玻璃管正立，過較長時間后再將玻璃管倒立，經(jīng)過較長時間后，求玻璃管由正立至倒立狀態(tài)，水銀柱相對于管底移動的距離是多少？(假設(shè)環(huán)境溫度保持不變，大氣壓強取p01105 Pa)圖45(xx西安交大附中二模)(1)下列說法中正確的是_。A一定量氣體膨脹對外做功100 J，同時從外界吸收120 J 的熱量，則它的內(nèi)能增大20 JB在使兩個分子間的距離由很遠(r109 m)減小到很難再靠近的過程中，分子間作用力先減小后增大，分子勢能不斷增大C由于液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離，液體表面存在張力D用油膜法測出油分子的直徑后，要測定阿伏加德羅常數(shù)，只需再知道油的密度即可E空氣相對濕度越大時，空氣中水蒸氣壓強越接近同溫度水的飽和氣壓，水蒸發(fā)越慢。(2)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再變化到狀態(tài)C，其狀態(tài)變化過程的p v圖像如圖5所示。已知該氣體在狀態(tài)A時的溫度為27 。則：圖5該氣體在狀態(tài)B、C時的溫度分別為多少？該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中內(nèi)能的變化量是多大？該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中是吸熱，還是放熱？傳遞的熱量是多少？6(xx朝陽區(qū)二模)(1)下列說法中正確的是_。A氣體放出熱量，其分子的平均動能可能增大B布朗運動不是液體分子的運動，但它可以說明分子在永不停息地做無規(guī)則運動C當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小而增大D第二類永動機不違反能量守恒定律，但違反了熱力學(xué)第一定律E某氣體的摩爾體積為v，每個分子的體積為v0，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為NA(2)如圖6所示，一連通器與貯水銀的瓶M用軟管相連。連通器的兩支豎直放置、粗細相同且上端封閉的均勻直管A和B內(nèi)充有水銀，水銀面的高度差為h。水銀上方都是空氣，氣柱長約為2h。當(dāng)氣體的溫度為T0 K時，A管中氣體的壓強與3h高的水銀柱產(chǎn)生的壓強相等?，F(xiàn)使氣體的溫度升高到1.5T0 K，同時調(diào)節(jié)M的高度，使B管中的水銀面的高度不變。問流入A管的水銀柱的長度為多少？圖6答 案1解析：(1)設(shè)大氣層中氣體的質(zhì)量為m，則有mgp0S，即：m，分子數(shù)n，假設(shè)每個分子占據(jù)一個小立方體，各小立方體緊密排列，則小立方體邊長即為空氣分子平均間距，設(shè)為a，大氣層中氣體總體積為V，a，而V4R2h，所以a。(2)設(shè)平衡時，在A與B之間、B與容器底面之間氣體的壓強分別為p1和p2，由力的平衡條件有p1Sp0Smgp2Sp1Smg漏氣發(fā)生后，設(shè)整個封閉氣體體積為V，壓強為p，由力的平衡條件有：pSp0Smg由玻意耳定律得pV1p1Vp(VV1)p2V式中，V1是原來A與B之間的氣體在漏氣發(fā)生后所占的體積。設(shè)活塞A移動的距離為l(取升高時為正)，按幾何關(guān)系有V2VSl聯(lián)立可得l。答案：(1)(2)l2解析：(1)墨滴入水，最后混合均勻，這是擴散現(xiàn)象，碳粒做布朗運動，水分子做無規(guī)則的熱運動；碳粒越小，布朗運動越明顯，混合均勻的過程進行得越迅速，選項b、c正確。(2)()以開始封閉的氣體為研究對象，由題意可知，初狀態(tài)溫度T0300 K，壓強為p0，末狀態(tài)溫度T1303 K，壓強設(shè)為p1，由查理定律得代入數(shù)據(jù)得p1p0。()設(shè)杯蓋的質(zhì)量為m，剛好被頂起時，由平衡條件得p1Sp0Smg放出少許氣體后，以杯蓋內(nèi)的剩余氣體為研究對象，由題意可知，初狀態(tài)溫度T2303 K，壓強p2p0，末狀態(tài)溫度T3300 K，壓強設(shè)為p3，由查理定律得設(shè)提起杯蓋所需的最小力為F，由平衡條件得Fp3Sp0Smg聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得Fp0S。答案：(1)bc(2)()p0()p0S3解析：(1)將一晶體敲碎后，得到的小顆粒仍是晶體，故選項A錯誤。單晶體具有各向異性，有些單晶體沿不同方向上的光學(xué)性質(zhì)不同，故選項B正確。例如金剛石和石墨由同種元素構(gòu)成，但由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體，故選項C正確。晶體與非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。如天然水晶是晶體，熔融過的水晶(即石英玻璃)是非晶體，也有些非晶體在一定條件下可轉(zhuǎn)化為晶體，故選項D正確。熔化過程中，晶體的溫度不變，但內(nèi)能改變，故選項E錯誤。(2)()設(shè)初始時氣體體積為V1，在大活塞與大圓筒底部剛接觸時，缸內(nèi)封閉氣體的體積為V2，溫度為T2。由題給條件得V1S1S2V2S2l在活塞緩慢下移的過程中，用p1表示缸內(nèi)氣體的壓強，由力的平衡條件得S1(p1p)m1gm2gS2(p1p)故缸內(nèi)氣體的壓強不變。由蓋呂薩克定律有聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得T2330 K。()在大活塞與大圓筒底部剛接觸時，被封閉氣體的壓強為p1。在此后與氣缸外大氣達到熱平衡的過程中，被封閉氣體的體積不變。設(shè)達到熱平衡時被封閉氣體的壓強為p，由查理定律，有聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得p1.01105 Pa。答案：(1)BCD(2)()330 K()1.01105 Pa4解析：(1)溫度升高，分子平均動能增大，但不是所有分子動能增大；氣體的壓強是由分子無規(guī)則運動對器壁頻繁碰撞產(chǎn)生的；分子間的引力和斥力都隨距離的增加而減少；在絕熱過程中，對物體做功可使物體溫度升高。(2)氣體做等溫變化，當(dāng)玻璃管平放時有p1p0V1l0S玻璃管正立時有對水銀柱受力分析，p2Sp0Smg故p2p0V2l2S玻璃管倒立時受力分析，p0Sp3Smg有：p3p0V3l3S根據(jù)玻意耳定律，得p1V1p2V2p2V2p3V3由以上各式聯(lián)立解得ll3l2 cm2 cm。答案：(1)CDE(2)2 cm5解析：(1)根據(jù)熱力學(xué)第一定律知：UWQ100 J120 J20 J，A正確；在使兩個分子間的距離由很遠(r109 m)減小到很難再靠近的過程中，分子間作用力先增大后減小再增大，分子勢能先減小后增大，B錯誤；由于液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離，液體表面存在張力，C正確；用油膜法測出油分子的直徑后，要測定阿伏加德羅常數(shù)，只需再知道油的摩爾體積即可，D錯誤；空氣相對濕度越大時，空氣中水蒸氣壓強越接近同溫度水的飽和氣壓，水蒸發(fā)越慢，E正確。(2)狀態(tài)A：tA300 K，pA3105 Pa，VA1103 m3狀態(tài)B：tB？pB1105 Pa，VB1103 m3狀態(tài)C：tC？pC1105 Pa，VC3103 m3A到B過程等容變化，由等容變化規(guī)律得：，代入數(shù)據(jù)得：tB100 K173 B到C為等壓變化，由等壓變化規(guī)律得：，代入數(shù)據(jù)得：tC300 K27 。因為狀態(tài)A和狀態(tài)C溫度相等，且氣體的內(nèi)能是所有分子的動能之和，溫度是分子平均動能的標志所以在這個過程中：U0。由熱力學(xué)第一定律得：UQW，因為U0故：QW在整個過程中，氣體在B到C過程對外做功，所以：WpV1105(31031103) J200 J即：Q200 J，是正值，故在這個過程中吸熱。答案：(1)ACE(2)173 27 0吸熱200 J6解析：(1)氣體放出熱量，若外界對氣體做功，溫度升高，其分子的平均動能增大，故A正確；布朗運動不是液體分子的運動，但它可以說明液體分子在永不停息地做無規(guī)則運動，故B正確；當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小而增大，故C正確；第二類永動機不違反能量守恒定律，但違反了熱力學(xué)第二定律，故D錯誤；某固體或液體的摩爾體積為V，每個分子的體積為V0，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為NA，而氣體此式不成立，故E錯誤。(2)當(dāng)溫度為T0 K時，B管中氣體的壓強pBpAh4h當(dāng)溫度為1.5T0 K時，B管中氣體體積不變，設(shè)其壓強為pB，則有得pB6h設(shè)A管中水銀面上升的高度為x，這時的壓強為pApApB(hx)得pA5hx這時A管中氣柱長為2hx由狀態(tài)方程得x27hxh20解得x0.15 h(另一根不合題意)。答案：(1)ABC(2)0.15h