2019高考物理二輪復(fù)習(xí)小題狂做專練（打包31套）.zip

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(2)若客車超載，剎車最大加速度減為a2=4m／s2；司機(jī)為趕時間而超速，速度達(dá)到v1= 144 km／h；且晚上疲勞駕駛，反應(yīng)時間增為t'=1.5 s，則從司機(jī)發(fā)現(xiàn)危險到客車停止運(yùn)動，客車通過的最短路程?并說明在此情況下經(jīng)驗是否可靠? 答案與解析 一、單選題 1．【解析】根據(jù)速度時間圖像可以知道，在駕駛員反應(yīng)時間內(nèi)，汽車的位移為x1=vt=10×0.5=5m,所以汽車在減速階段的位移x2=15-5=10m 根據(jù)0-v2=-2ax2 可解得：a=5m/s2 故C對；ABD錯； 綜上所述本題答案是：C。 【答案】C 2．【解析】汽車速度減為零的時間t0=0-v0a=-20-5s=4s，則6s內(nèi)的位移等于4s內(nèi)的位移，x1=v02t0=202×4m=40m，采用逆向思維，可知汽車在最后2s內(nèi)的位移x2=12at2=12×5×4m=10m，則6s內(nèi)和最后2s內(nèi)汽車的位移之比為4：1，D正確。 【答案】D 3．【解析】時間的單位為s，而A答案單位為m，故A錯誤；下降過程物體做加速運(yùn)動，若忽略次要因素（空氣阻力）時間約為t下=v2g，而上升階段做勻減速運(yùn)動，同理忽略次要因素，時間約為t上=v1g，故總時間約為t=v1+v2g；假設(shè)空氣的阻力為0，則v1=v2，則t上=t下，而v1-v2g=0，故D錯誤。若沒有空氣阻力，v1=v2，時間應(yīng)為t=2v2g故B錯誤；故只有C正確；故選C。 【答案】C 4．【解析】B 【答案】設(shè)塔高為h，石塊B下落時間為t，對B有h-n=12gt2，解得：t=2(h-n)g， 石塊A下落的時間為t'=2hg-2mg，A、B下落時間相同，可得h=(m+n)24m ，故B正確，A、C、D錯誤； 故選B。 5．【解析】根據(jù)△x=d=aT2得，加速度a=dT2，故A錯誤；小球經(jīng)過位置3的瞬時速度v3=7d2T，故B錯誤； 經(jīng)過位置4的瞬時速度v4＝v3+aT＝7d2T+dT=9d2T，故C正確；從位置1到4過程中的平均速度大小約為v=9d3T，故D錯誤。故應(yīng)選C。 【答案】C 二、多選題 6．【解析】物體做豎直上拋運(yùn)動，看成一種勻減速直線運(yùn)動．物體上升的最大高度為 h1=v022g=3022×10=45m，上升的時間為t1=v0g=3010=3s， 從最高點(diǎn)開始1s內(nèi)下落的高度h2=12gt22=12×10×12=5m，所以4s內(nèi)物體通過的路程為 S=h1+h2=50m，所以A選項是正確的；取豎直向上為正方向，則物體的加速度為a=-g．4s內(nèi)物體的位移： x=v0t-12gt2=30×4-12×10×42=40m，方向豎直向上，所以B選項是正確的；速度改變量為Δv=at=-gt=-10×4m/s=-40m/s，大小為40m/s，方向豎直向下，故C錯誤； D．平均速度v=xt=404=10m/s，方向豎直向上，故D錯誤。故選AB。 【答案】AB 7．【解析】根據(jù)Δv=aΔt知，開始運(yùn)動一秒后任意時刻的瞬時速度比一秒前的瞬時速度增加2m/s，故A正確；根據(jù)v=at，可知第3 s末速度與第4 s末速度之比為3∶4，故B正確；根據(jù)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動的推論可知，第2 s內(nèi)和第3 s內(nèi)的位移之比為3∶5，故C錯誤；根據(jù)Δx=at2，第3 s內(nèi)的位移與第2 s內(nèi)的位移之差為Δx=2×12=2m，故D錯誤；故選AB。 【答案】AB 8．【解析】下落過程中，機(jī)械能守恒，故有mgh=12mv2，解得v=2gh，所以三者到達(dá)桌面時的速度之比是h1:h2:h3=3:2:1，A正確；三者都做勻變速直線運(yùn)動，初速度為零，所以v=v2，故平均速度之比為h1:h2:h3=3:2:1，B正確；根據(jù)h=12gt2可得ab運(yùn)動時間為Δt1=2h1g-2h2g=(3-2)2h3g，bc運(yùn)動的時間之差為Δt2=2h2g-2h3g=(2-1)2h3g，所以Δt1<Δt2，C正確D錯誤。 【答案】ABC 三、解答題 9．【解析】（1）當(dāng)兩車速度相等時，轎車B剎車距離為xB=vA2-vB2-2a=900-1002×0.8m=500m； 當(dāng)兩車的速度相同時，用時為t=vAa=10-30-0.8s=25s； 該時間內(nèi)貨車運(yùn)動的距離為xA=vAt=10×25m=250m 則xB>xA+x0，故兩車會相撞； （2）經(jīng)過時間t0=10s兩車的距離為Δx=x0-(vBt0-12at02-vAt0)， 代入數(shù)據(jù)解得：Δx=40m， 轎車的速度為：vB'=vB-at0=30-0.8×10m/s=22m/s， 當(dāng)兩車的速度達(dá)到相同v時，恰好相遇，此時貨車的加速度最小，有：Δx=vB'2-v22a-v2-vA22a'，又vB'-va=v-vAa'， 聯(lián)立解得a2=1m/s2．所以貨車的加速度至少為1m/s2才能避免相撞。 10．【解析】(1)司機(jī)發(fā)現(xiàn)前方危險在反應(yīng)時間內(nèi)前進(jìn)的距離x1: 90km/h=25m/s x1=v01t=25×0.5m=12.5m? 剎車時間前進(jìn)的距離x2：x2=0-v022a1=2522×(-5)=62.5m 司機(jī)發(fā)現(xiàn)危險到客車停止運(yùn)動， 客車通過的最短路程x：x=x1+x2=12.5+62.5=75m＜90m???經(jīng)驗可行. (2)若客車超載，司機(jī)發(fā)現(xiàn)前方危險在反應(yīng)時間內(nèi)前進(jìn)的距離x3： v02=144km/h=40m/s x3=v02t=40×1.5m=60m 剎車時間前進(jìn)的距離x4：x4=0-v0222a2=4022×(-4)=200m 司機(jī)發(fā)現(xiàn)危險到客車停止運(yùn)動，客車通過的最短路程x： 按照經(jīng)驗，144km/h安全距離為144m. x=x3+x4=60m+200m=260m＞144m??? 在多重違章情況下，經(jīng)驗不可靠。所以要按交通規(guī)則行駛，經(jīng)驗才有可行。 6 7 曲線運(yùn)動條件、運(yùn)動合成與分解 一、單選題 1．【四川外國語大學(xué)附屬外國語學(xué)校2019高考模擬】關(guān)于物體的受力和運(yùn)動，下列說法中正確的是( ) A．物體在不垂直于速度方向的合力作用下，速度大小可能一直不變 B．物體做曲線運(yùn)動時，某點(diǎn)的加速度方向就是通過這一點(diǎn)的曲線的切線方向 C．物體受到變化的合力作用時，它的速度大小一定改變 D．受到恒力作用而做曲線運(yùn)動的物體,速度方向與合外力方向之間的夾角一定越來越小 2．【2019全國區(qū)級聯(lián)考】如圖，某個做勻變速曲線運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)的軌跡示意圖．己知B點(diǎn)的速度方向與加速度方向相互垂直．則下列說法中正確的是( ) A．D點(diǎn)的速率比C點(diǎn)的速率大 B．A點(diǎn)的加速度與速度的夾角小于90° C．A點(diǎn)的加速度比D點(diǎn)的加速度大 D．相等時間內(nèi)，速度變化量越來越大 3．【2019全國百強(qiáng)校高考模擬】如圖所示，跨過同一高度處的光滑定滑輪的細(xì)線連接著質(zhì)量相同的物體A和B，A套在光滑水平桿上，B被托在緊挨滑輪處，細(xì)線與水平桿的夾角θ=530，定滑輪離水平桿的高度h=0.2m,g=10m/s2。當(dāng)B由靜止釋放后,A所能獲得的最大速度為(cos530=0.6 sin530=0.8) ( ) A．22m/s B．1m/s C．2m/s D．2m/s 4．【遼寧省大連市2019高考模擬】如圖所示，做勻速直線運(yùn)動的小車A通過一根繞過定滑輪的長繩吊起一重物B，設(shè)重物和小車速度的大小分別為vB、vA，則( ) A．vA>vB B．vAv1 。設(shè)人以最短時間t1過河時，渡河位移為式 s1；以最短位移s2過河時，所用時間為t2，則以下關(guān)系正確的是（ ） A．t1t2=1-v12v22 B．s1s2=1+v12v22? C．t1t2=v1v2 D．t1t2=v12v22 8．【湖南師范大學(xué)附屬中學(xué)2019高考模擬】如圖所示，小車A通過一根繞過定滑輪的輕繩吊起一重物B，開始時用力按住A使A不動，現(xiàn)設(shè)法使A以速度vA＝4 m/s向左做勻速直線運(yùn)動，某時刻連接A車右端的輕繩與水平方向成θ＝37°角，設(shè)此時B的速度大小為vB (cos 37°＝0.8)，不計空氣阻力，忽略繩與滑輪間摩擦，則( ) A．A不動時B對輕繩的拉力就是B的重力 B．當(dāng)輕繩與水平方向成θ角時重物B的速度vB＝5 m/s C．當(dāng)輕繩與水平方向成θ角時重物B的速度vB＝3.2 m/s D．B上升到滑輪處前的過程中處于超重狀態(tài) 三、解答題 9．【福建省泉州市2019高考模擬】如圖所示，一艘輪船正在以4 m/s的速度沿垂直于河岸方向勻速渡河，河中各處水流速度都相同，其大小為v1＝3 m/s，行駛中，輪船發(fā)動機(jī)的牽引力與船頭朝向的方向相同。某時刻發(fā)動機(jī)突然熄火，輪船牽引力隨之消失，輪船相對于水的速度逐漸減小，但船頭方向始終未發(fā)生變化。求： (1)發(fā)動機(jī)未熄火時，輪船相對于靜水行駛的速度大?。? (2)發(fā)動機(jī)熄火后，輪船相對于河岸速度的最小值。 10．【福建省2019百校大聯(lián)考】如圖所示，一輕繩跨過光滑的小定滑輪，一端與在傾角為37o的光滑斜面上的小物體m1連接，另一端與套在光滑豎直桿上的小物體m2連接，滑輪到豎直桿的距離為1.2m。現(xiàn)在讓物體m2從與滑輪等高的A點(diǎn)由靜止釋放，設(shè)斜面和桿足夠長，m1不會碰到滑輪，m2不會碰到地面，已知：m2的質(zhì)量為m, g取10m/s2 （1）若m2下滑到距A點(diǎn)1.6m的C點(diǎn)時，其速度剛好為0，求m1增加的重力勢能及物體m1的質(zhì)量； （2）若m2=0.36m1，當(dāng)m2下滑到距A點(diǎn)0.9m的B點(diǎn)時，求此過程繩對m2做的功。 答案與解析 一、單選題 1．【解析】A、物體在不垂直于速度方向的合力作用下,由于合力對物體做功，所以速度大小一定變化，故A錯誤; B、物體做曲線運(yùn)動時,某點(diǎn)的速度方向就是通過這一點(diǎn)的曲線的切線方向,而不是加速度方向.故B錯誤; C、物體受到變化的合力作用時,它的速度大小可以不改變,比如勻速圓周運(yùn)動.故C錯誤; D、受到恒力作用而做曲線運(yùn)動的物體,由于恒力的作用，速度的方向應(yīng)該越來越接近恒力的方向，所以速度方向與合外力方向之間的夾角一定越來越小，故D對；綜上所述本題答案是:D。 【答案】D 2．【解析】由題意，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)時速度方向與加速度方向恰好互相垂直，速度沿B點(diǎn)軌跡的切線方向，則知加速度方向向下，合外力也向下，質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動，合外力恒定不變，質(zhì)點(diǎn)由C到D過程中，合外力做正功，由動能定理可得，D點(diǎn)的速度比C點(diǎn)速度大，故A正確；物體在A點(diǎn)受力的方向向下，而速度的方向向右上方，A點(diǎn)的加速度與速度的夾角大于90°．故B錯誤；質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動，加速度不變，故C錯誤；加速度不變，則相等時間內(nèi)，速度變化量不變，選項D正確；故選A。 【答案】A 3．【解析】將A的速度分解為沿繩子方向和垂直于繩子方向，沿繩子方向上的分速度等于B的速度大小，有vAcosθ=vB，A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，當(dāng)θ=90°時，A的速率最大，此時B的速率為零。根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒有：mBg(hsinθ-h)=12mvA2，解得v=1m/s，B正確。 【答案】B 4．【解析】小車的運(yùn)動可分解為沿繩方向和垂直于繩的方向的兩個運(yùn)動，設(shè)斜拉繩子與水平面的夾角為θ，由幾何關(guān)系可得：vB=vAcosθ，所以vA＞vB； 因汽車勻速直線運(yùn)動，而θ逐漸變小，故vB逐漸變大，物體有向上的加速度，繩的拉力大于B的重力，故A正確，BCD錯誤。故選A。 【答案】A 5．【解析】物塊A實際運(yùn)動的速度為合速度，將A的速度分解成沿繩子方向和垂直于繩子方向，如圖所示： 據(jù)平行四邊形定則可得：vAcosθ=v0，解得：vA=v0cosθ。故D項正確，ABC三項錯誤。 【答案】D 二、多選題 6．【解析】A.圓周運(yùn)動中物體的速度最大時，其切向加速度一定為零，而在m1過C點(diǎn)時，合外力的切向分力水平向右，切向加速度與速度反方向，故A錯誤； B.在m1從A點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)的過程中，m1與m2組成的系統(tǒng)只有重力做功，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，若m1能沿碗面上升到B點(diǎn)，系統(tǒng)的機(jī)械能增加，所以m1不可能沿碗面上升到B點(diǎn)，故B正確； C.設(shè)小球m1到達(dá)最低點(diǎn)C時，m1、m2的速度大小分別是v1、v2，由運(yùn)動的合成分解得：v1cos45°=v2，對A、B組成的系統(tǒng)，根據(jù)動能定理可知：m1gR-m2g2Rcos45°= 12m1v12+12m2v22，解得v2=2m/s,v1=22m/s，故C正確； D.根據(jù)向心力F=mv2R可知，F(xiàn)=2×(22)21N=16N，故D正確。故選：BCD。 【答案】BCD 7．【解析】河水流速處處相同，大小為v1，船速大小恒為v2，且v2＞v1。人以最短時間t1過河時，渡河位移為s1；則有：s1t1=v12+v22，且s2t1=v2，以最短位移s2過河時，所用時間為t2，則有：s2t1=v22-v12，聯(lián)立解得：t1t2=1-v12v22，s1s2=1+v12v22；故A，B正確，C，D錯誤；故選AB。 【答案】AB 8．【解析】A.A不動時B對輕繩的拉力大小等于B的重力，與重力不是同一個力，故A錯誤. B.小車的運(yùn)動可分解為沿繩方向和垂直繩方向的兩個分運(yùn)動，當(dāng)A車右端的輕繩與水平方向成θ＝37°角時，由幾何關(guān)系可得：vB=vAcos370=3.2m/s，故B錯誤，C正確. D.因為汽車向左做勻速直線運(yùn)動，輕繩與水平方向的夾角θ逐漸變小，cosθ就逐漸變大，vB就逐漸變大，物體B有向上的加速度，B處于超重狀態(tài)，故D正確.故選：C、D。 【答案】CD 三、解答題 9．【解析】（1）發(fā)動機(jī)未熄火時，輪船運(yùn)動速度v與水流速度v1方向垂直，如圖所示 故得此時船相對于靜水的速度v2的大小為：v2=v2+v12=42+32m/s=5m/s 又設(shè)v與v2的夾角為θ，則cosθ=vv2=0.8 （2）熄火前，船的牽引力沿v2的方向，水的阻力與v2的方向相反，熄火后，牽引力消失，在阻力作用下，v2逐漸減小，但其方向不變，當(dāng)v2減小到與v1的矢量和與v2方向垂直時，輪船的合速度最小，則有：vmin=v1cosθ=3×0.8m/s=2.4m/s 10．【解析】（1）由幾何關(guān)系知：m2下滑到C點(diǎn)，m1上升了 L2=0.8m 此時兩者速度均為0，由系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律得： m2ghAC=m1gl2sin37° 解得：m1m2=103， m1 =103m △EP= m1gh2 =1.6mg （2）由幾何關(guān)系知：m2下滑到B點(diǎn)，m1上升了 L1=0.3m 此時兩者速度關(guān)系為：v1=v2sin37° 由系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律得：m2ghAB-m1gl1sin37°=12m1v12+12m2v22 解得：v1=1.2m/s，v2=2m/s mghAB + WF= 12m2v22 解得：wF =-7m 7 31 氣體實驗定律 一、解答題 1．【2018全國I卷】如圖，容積為V的汽缸由導(dǎo)熱材料制成，面積為S的活塞將汽缸分成容積相等的上下兩部分，汽缸上部通過細(xì)管與裝有某種液體的容器相連，細(xì)管上有一閥門K。開始時，K關(guān)閉，汽缸內(nèi)上下兩部分氣體的壓強(qiáng)均為p0。 現(xiàn)將K打開，容器內(nèi)的液體緩慢地流入汽缸，當(dāng)流入的液體體積為時，將K關(guān)閉，活塞平衡時其下方氣體的體積減小了，不計活塞的質(zhì)量和體積，外界溫度保持不變，重力加速度大小為g。求流入汽缸內(nèi)液體的質(zhì)量。 2．【湖北、山東部分重點(diǎn)中學(xué)2019屆高三第一次聯(lián)考】如圖為“研究一定質(zhì)量氣體在體積不變的條件下，壓強(qiáng)變化與溫度變化的關(guān)系”的實驗裝置示意圖。粗細(xì)均勻的彎曲玻璃管A臂插入燒瓶中，B臂與玻璃管C下部用橡膠管連接，C管開口向上，一定質(zhì)量的理想氣體被水銀封閉于燒瓶內(nèi)。開始時，燒瓶中氣體溫度為300 K，B、C內(nèi)的水銀面等高。已知大氣壓強(qiáng)p0＝75 cmHg且保持不變，現(xiàn)對燒瓶中氣體緩慢加熱使其溫度變?yōu)?60 K。 (1)為保證氣體體積不變，C管應(yīng)該向哪移動？移動距離是多少？ (2)為保證氣體壓強(qiáng)不變，C管應(yīng)該向哪移動？說明理由。 3．【蘭州一中2019屆期中】如圖所示，一個質(zhì)量為m的T形活塞在汽缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞的體積可忽略不計，距汽缸底部h0處連接一U形細(xì)管(管內(nèi)氣體體積可忽略)，初始時，封閉氣體溫度為T0，活塞水平部分距離汽缸底部1.4h0。現(xiàn)緩慢降低氣體的溫度，直到U形管中兩邊水銀面恰好相平，此時T形活塞的豎直部分與汽缸底部接觸。已知大氣壓強(qiáng)為p0，汽缸橫截面積為S，活塞豎直部分高為1.2h0，重力加速度為g。求： (1)汽缸底部對T形活塞的支持力大??； (2)兩水銀面相平時氣體的溫度。 4．【濟(jì)寧2019屆調(diào)研】如圖所示，一個高為H＝60 cm，橫截面積S＝10 cm2的圓柱形豎直放置的導(dǎo)熱汽缸，開始活塞在汽缸最上方，將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在汽缸內(nèi)，現(xiàn)在活塞上輕放一個質(zhì)量為5 kg的重物，待整個系統(tǒng)穩(wěn)定后，測得活塞與汽缸底部距離變?yōu)閔。已知外界大氣壓強(qiáng)始終為p0＝1×105 Pa，不計活塞質(zhì)量及其與汽缸之間的摩擦，取g＝10 m/s2。求： (1)在此過程中被封閉氣體與外界交換的熱量； (2)若開始環(huán)境溫度為27 ℃，現(xiàn)將汽缸開口朝上整體豎直放在87 ℃的熱水系統(tǒng)中，則穩(wěn)定后活塞與汽缸底部距離變?yōu)槎嗌伲? 5．【桂林市2019屆月考】如圖所示，一根粗細(xì)均勻的玻璃管長為L＝100 cm，下端封閉上端開口豎直放置，管內(nèi)有一段長為H＝25 cm的水銀柱封閉了一段長為L1＝40 cm的空氣柱。已知環(huán)境溫度為t＝27℃，熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系為T＝t＋273 K，大氣壓強(qiáng)為p0＝75 cmHg。 (1)如果將玻璃管緩緩放平（水銀不外溢），求玻璃管內(nèi)氣柱將變?yōu)槎嚅L（保留三位有效數(shù)字）？ (2)如果保持玻璃管口向上，緩慢升高管內(nèi)氣體溫度，當(dāng)溫度升高到多少攝氏度時，管內(nèi)水銀開始溢出？ 6．【湖南師大附中2019屆月考】如圖所示，一水平放置的氣缸，由截面積不同的兩圓筒聯(lián)接而成。活塞A、B用一長為3l的剛性細(xì)桿連接，B與兩圓筒聯(lián)接處相距l(xiāng)＝1.0 m，它們可以在筒內(nèi)無摩擦地沿左右滑動。A、B的截面積分別為SA＝30 cm2、SB＝15 cm2，A、B之間封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，兩活塞外側(cè)(A的左方和B的右方)都是大氣，大氣壓強(qiáng)始終保持為p0＝1×105 Pa?；钊鸅的中心連一不能伸長的細(xì)線，細(xì)線的另一端固定在墻上．當(dāng)氣缸內(nèi)氣體溫度為T1＝540 K，活塞A、B的平衡位置如圖所示，此時細(xì)線中的張力為F1＝30 N。 (1)現(xiàn)使氣缸內(nèi)氣體溫度由初始的540 K緩慢下降，溫度降為多少時活塞開始向右移動？ (2)繼續(xù)使氣缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降，溫度降為多少時活塞A剛剛右移到兩圓筒聯(lián)接處？ 答案與解析 1．【解析】設(shè)活塞再次平衡后，活塞上方氣體的體積為V1，壓強(qiáng)為p1；下方氣體的體積為V2，壓強(qiáng)為p2，在活塞下移的過程中，活塞上下方氣體的溫度均保持不變。由玻意耳定律得① ② 由已知條件得③ ④ 設(shè)活塞上方液體的質(zhì)量為m，由力的平衡條件得 ⑤ 聯(lián)立以上各式得⑥ 2．【解析】（1）由條件可知，氣體做等容變化。 由查理定律：p0300k=p360k 可得：P=90cmHg 因此最終穩(wěn)定后，左側(cè)液柱應(yīng)該比右側(cè)液柱高15cm，即C端上移15cm。 （2）若氣體做等壓變化，則氣體體積膨脹，B端液面下移，穩(wěn)定后C與B液面相平，即C端應(yīng)向下移動。 3．【解析】(1)由U形管兩邊的液面相平可知 P0S+mg=P0S+FN FN=mg。 (2)初態(tài)時，P1=P0+mgS，V1=1.4h0S，T1=T0；末態(tài)時，P2=P0，V2=1.2h0S 由理想氣體狀態(tài)方程得，P1V1T1=P2V2T2 解得，T2=6p0ST07p0S+mg。 4．【解析】(1)封閉氣體發(fā)生等溫變化，氣體初狀態(tài)的壓強(qiáng)為p1＝p0＝1.0×105Pa， 氣體末狀態(tài)的壓強(qiáng)為p2=p0+mgs 根據(jù)玻意耳定律得p1HS＝p2hS 得:h＝0.40m 外界對氣體做功W＝(p0S＋mg)(H－h(huán)) 根據(jù)熱力學(xué)第一定律得ΔU＝W＋Q＝0 解得:Q＝-30J，即放出30J熱量. (2)氣體發(fā)生等壓變化，得:shT=sh1T1 代入數(shù)據(jù)可得h1＝0.48m. 5．【解析】（1）以玻璃管內(nèi)封閉氣體為研究對象，設(shè)玻璃管橫截面積為S， 初態(tài)壓強(qiáng)為：P1=P0+H=75+25=100cmHg，V1=L1S=40S 倒轉(zhuǎn)后壓強(qiáng)為：P2=P0=75cmHg，V2=L2S 由玻意耳定律可得：P1V1=P2V2 解得：L2=53.3cm （2）保持玻璃管口向上，緩慢升高管內(nèi)氣體溫度，，當(dāng)水銀柱與管口相平時，管中氣柱長為：L3=L-H=100-25cm=75cm ，體積為：V3=L3S=75S 由于氣體發(fā)生等壓變化，根據(jù)蓋-呂薩克定律可得：V1T1=V3T3 已知T1=273+27=300K，V1=40S 代入數(shù)據(jù)解得：T3=562.5K，t=289.5℃ 6．【解析】(1)設(shè)氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p1，F(xiàn)1為細(xì)線中的張力，則活塞A、B及細(xì)桿這個整體的平衡條件為： p0SA-p1SA+p1SB-p0SB+F1=0 解得：p1=p0+F1SA-SB=1.2×105pa 只要?dú)怏w壓強(qiáng)p1>p0，細(xì)線就會拉直且有拉力，活塞就不會移動.當(dāng)氣缸內(nèi)氣體等容變化，溫度下降使壓強(qiáng)降到p0時，細(xì)線拉力變?yōu)榱悖俳禍貢r活塞開始向右移動，設(shè)此時溫度為T2，壓強(qiáng)為p2=p0 由查理定律：p1T1=p2T2 代入數(shù)據(jù)得：T2=450K. (2)再降溫細(xì)線松了，要平衡必有氣體壓強(qiáng)：p=p0，是等壓降溫過程，活塞右移，氣體體積相應(yīng)減少，當(dāng)A到達(dá)兩圓筒連接處時，溫度為T3 由蓋-呂薩克定律：V2T2=V3T3，2SAl+SBlT2=3SBlT3， 代入數(shù)據(jù)得：T1=270K。 6 30 分子動理論與統(tǒng)計觀點(diǎn)、熱力學(xué)定律 一、選擇題（均有三個選項正確） 1．【四川2019屆畢業(yè)班熱身卷】下列說法正確的是(　　) A．空中的小雨滴呈球形是水的表面張力作用的結(jié)果 B．空氣相對濕度越大時，空氣中水蒸氣壓強(qiáng)越接近飽和氣壓，水蒸發(fā)越快 C．杯中的茶水慢慢冷卻，該過程中所有的水分子的運(yùn)動速率都減小了 D．液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性的特點(diǎn) E．大量分子做無規(guī)則運(yùn)動，速率有大有小，但是分子的速率按“中間多，兩頭少”的規(guī)律分布 2．【遼寧高考模擬】下列說法中正確的是(　　) A．能量耗散說明能量在不斷減少 B．同溫度下未飽和汽的壓強(qiáng)小于飽和汽壓，溫度升高時，飽和汽壓增大 C．液體表面張力產(chǎn)生的原因是因為液體表面層分子平均距離略大于液體內(nèi)部分子平均距離 D．物體由大量分子組成，其單個分子的運(yùn)動是無規(guī)則的，大量分子的運(yùn)動也是無規(guī)律的 E．熱力學(xué)第二定律也可以表述為：氣體向真空的自由膨脹是不可逆的 3．【重慶2019屆月考】下列說法正確的是(　　) A．物體的內(nèi)能與物體的溫度有關(guān)，與物體的體積無關(guān) B．布朗運(yùn)動是指液體分子的無規(guī)則運(yùn)動 C．物體體積改變，內(nèi)能可能不變 D．液晶既具有液體的流動性，又具有單晶體的光學(xué)各向異性的特點(diǎn) E．自然界符合能量守恒定律的宏觀過程不一定能發(fā)生 4．【林芝一中2019屆月考】下列說法正確的是(　　) A．只要知道水的摩爾質(zhì)量和水分子的質(zhì)量，就可以計算出阿伏伽德羅常數(shù) B．懸浮微粒越大，在某一瞬間撞擊它的液體分子數(shù)就越多，布朗運(yùn)動越明顯 C．在使兩個分子間的距離由很遠(yuǎn)(r >10－9 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 D．溫度升高，分子熱運(yùn)動的平均動能一定增大，但并非所有分子的速率都增大 E．一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)等溫壓縮后，其壓強(qiáng)一定增大 5．【玉溪2019屆第二次調(diào)研】下列說法中正確的是(　　) A．物體運(yùn)動的速度增大后物體內(nèi)能會增大 B．溫度升高時，物體內(nèi)分子熱運(yùn)動的平均動能一定增大 C．當(dāng)分子間的距離減小時，分子間的斥力和引力均增大，但斥力比引力增大得快 D．當(dāng)分子間的距離減小時，分子勢能一定增大 E．已知某物質(zhì)的摩爾質(zhì)量和每一個分子的質(zhì)量，可以計算出阿伏加德羅常數(shù) 6．【曲靖2019屆質(zhì)量監(jiān)測】關(guān)于熱現(xiàn)象，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．在合適的條件下，某些晶體可以轉(zhuǎn)化為非晶體，某些非晶體可以轉(zhuǎn)化為晶體 C．水的飽和蒸汽壓與溫度有關(guān)，與水周圍的其他氣體的壓強(qiáng)無關(guān) D．由于液體表面有收縮的趨勢，故液體表面的分子之間不存在斥力 E．即使沒有摩擦、漏氣和不必要的散熱等損失，熱機(jī)的效率也不能達(dá)到100% 7．【景德鎮(zhèn)2019屆月考】下列說法正確的是(　　) A．空中的小雨滴呈球形是水的表面張力作用的結(jié)果 B．懸浮在水中的花粉的布朗運(yùn)動反應(yīng)了花粉分子的熱運(yùn)動 C．彩色液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性的特點(diǎn) D．高原地區(qū)水的沸點(diǎn)較低，這是高原地區(qū)溫度較低的緣故 E．一定量的某種理想氣體在等壓膨脹過程中，內(nèi)能一定增加 8．【肇慶市2019屆聯(lián)考】一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷三個過程ab、bc、ca回到原狀態(tài)，其p－T圖象如圖所示，下列判斷正確的是(　　) A．a(chǎn)和c兩個狀態(tài)中，容器壁單位面積單位時間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同 B．a(chǎn)、b和c三個狀態(tài)中，狀態(tài)b分子的平均動能最大 C．過程bc中外界對氣體所做的功等于氣體所放的熱 D．過程ca中氣體既不吸熱也不放熱 E．過程ab中氣體一定吸熱 二、解答題 9．【陜西2019屆月考】2017年5月，中國首次海域天然氣水合物(可燃冰)試采成功?？扇急且环N晶體，它是天然氣的固體狀態(tài)(因海底高壓)，學(xué)名天然氣水化合物，其化學(xué)式為CH4?8H2O研究表明1 m3可燃冰可轉(zhuǎn)化為164 m3的天然氣(CH4)和0.8 m3的水(已轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))。 (1)下列關(guān)于晶體和非晶體的說法中正確的是______。 A．晶體有確定的熔點(diǎn)，非晶體沒有確定的熔點(diǎn) B．晶體都有確定的幾何形狀，非晶體沒有確定的幾何形狀 C．制作晶體管、集成電路多用多晶體 D．云母片導(dǎo)熱性能各向異性，說明云母片是晶體 (2)體積VA＝1 L的CH4氣體(可視為理想氣體)處于狀態(tài)A時溫度TA＝300 K，壓強(qiáng)pA＝1 atm，現(xiàn)保持其質(zhì)量不變讓它經(jīng)過狀態(tài)B到達(dá)狀態(tài)C，已知狀態(tài)B時的溫度TB＝600 K，到達(dá)狀態(tài)C時體積VC＝0.5 L，則此時該氣體的壓強(qiáng)pC＝______ atm；如果該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程中吸收熱量為Q1，從狀態(tài)B到狀態(tài)C的過程中放出熱量為Q2，則從狀態(tài)A到狀態(tài)C氣體內(nèi)能增加量ΔE ______ Q1－Q2(填“<”“>”或“＝”)。 (3)已知阿伏加德羅常數(shù)NA＝6×1023 mol－1，試估算出1 m3可燃冰中所含CH4分子的個數(shù)。(結(jié)果保留一位有效數(shù)字) 10．【雞西2019屆調(diào)研】一定質(zhì)量的理想氣體，狀態(tài)從A→B→C→D→A的變化過程可用如圖所示的p－V圖線描述，其中D→A為等溫線，氣體在狀態(tài)A時溫度為TA＝300 K，試求： (1)氣體在狀態(tài)C時的溫度TC； (2)若氣體在A→B過程中吸熱1000 J，則在A→B過程中氣體內(nèi)能如何變化？變化了多少？ 答案與解析 1．【解析】空中的小雨滴呈球形是水的表面張力作用的結(jié)果，選項A正確；空氣相對濕度越大時，空氣中水蒸氣壓強(qiáng)越接近飽和氣壓，水蒸發(fā)越慢，選項B錯誤；杯中的茶水慢慢冷卻，溫度降低，則該過程中水分子的平均運(yùn)動速率減小了，但是并非所有的水分子的速率都減小了，選項C錯誤；液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性的特點(diǎn)，選項D正確；大量分子做無規(guī)則運(yùn)動，速率有大有小，但是分子的速率按“中間多，兩頭少”的規(guī)律分布，選項E正確。 【答案】ADE 2．【解析】能量耗散是指能量的可利用率越來越低，但仍然遵守能量守恒定律，故A錯誤；飽和汽壓：在一定溫度下，飽和汽的分子數(shù)密度一定，飽和汽的壓強(qiáng)也是一定的，這個壓強(qiáng)叫這種液體的飽和汽壓，飽和汽壓只指此蒸汽的分氣壓，與其他氣體壓強(qiáng)無關(guān)，未飽和汽的壓強(qiáng)小于飽和汽壓，溫度升高時，飽和汽壓增大，故B正確；液體表面張力產(chǎn)生的原因是由于液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離，故C正確；物體由大量分子組成，其單個分子的運(yùn)動是無規(guī)則的，大量分子的運(yùn)動是有規(guī)律的，滿足統(tǒng)計規(guī)律，故D錯誤；熱力學(xué)第二定律也可以表述為：氣體向真空的自由膨脹是不可逆的，故E正確。 【答案】BCE 3．【解析】物體內(nèi)所有分子做無規(guī)則運(yùn)動的動能與分子勢能之和，叫做物體的內(nèi)能。分子的平均動能與溫度有關(guān)，分子的勢能與物體的體積有關(guān)，所以物體的內(nèi)能由物體的溫度和體積決定，此外還與分子數(shù)目的多少有關(guān)，故A錯誤；布朗運(yùn)動是指懸浮在液體中的微小的顆粒所做的無規(guī)則運(yùn)動（在顯微鏡下觀察），它是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動引起的，故B錯誤；物體體積雖然發(fā)生改變，但由于不知道溫度的變化情況，所以其內(nèi)能有可能不變，故C正確；液晶既具有液體的流動性，又具有單晶體的光學(xué)各向異性的特點(diǎn)，故D正確；自然界涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程具有方向性，符合能量守恒定律的宏觀過程不一定能發(fā)生，故E正確。 【答案】CDE 4．【解析】水的摩爾質(zhì)量除以水分子的質(zhì)量等于阿伏加德羅常數(shù)，A正確；微粒越小，撞擊的不平衡就越明顯，布朗運(yùn)動越明顯，而顆粒大的物體不易產(chǎn)生布朗運(yùn)動，B錯誤；在使兩個分子間的距離由很遠(yuǎn)(r>10－9 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，C錯誤；溫度升高，分子熱運(yùn)動的平均動能一定增大，但并非所有分子的速率都增大，D正確；根據(jù)PV/T=C可知，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)等溫壓縮后，其壓強(qiáng)一定增大，E正確。 【答案】ADE 5．【解析】微觀物體的內(nèi)能與宏觀物體的動能無關(guān)，選項A錯誤；溫度是分子平均動能的標(biāo)志，則溫度升高時，物體內(nèi)分子熱運(yùn)動的平均動能一定增大，選項B正確；當(dāng)分子間的距離減小時，分子間的斥力和引力均增大，但斥力比引力增大得快，選項C正確；分子間距離減小時，分子力可能做正功也可能做負(fù)功，如果分子力做正功分子勢能減小，如果分子力做負(fù)功，則分子勢能增大，故D錯誤；用物質(zhì)的摩爾質(zhì)量除以每一個分子的質(zhì)量，可以得出阿伏加德羅常數(shù)，選項E正確。 【答案】BCE 6．【解析】將一塊晶體敲碎后，得到的小顆粒仍然是晶體，選項A錯誤；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w，例如天然石英是晶體，熔融過的石英卻是非晶體。把晶體硫加熱熔化（溫度超過300℃）再倒進(jìn)冷水中，會變成柔軟的非晶硫，再過一段時間又會轉(zhuǎn)化為晶體硫，故B正確；液體的飽和蒸汽壓與溫度有關(guān)，相同溫度下，水的飽和汽的壓強(qiáng)是一定的，與水周圍的其他氣體的壓強(qiáng)無關(guān)，故C正確；由于液體表面具有收縮趨勢，故液體表面的分子之間斥力和吸引力的合力表現(xiàn)為引力，即液體的表面張力，故D錯誤；由熱力學(xué)第二定律可知，即使沒有摩擦、漏氣和不必要的散熱等損失，熱機(jī)的效率也不能達(dá)到100%，選項E正確。 【答案】BCE 7．【解析】空中的小雨滴呈球形是水的表面張力作用的結(jié)果，選項A正確；懸浮在水中的花粉的布朗運(yùn)動反應(yīng)了水分子的熱運(yùn)動，選項B錯誤；彩色液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性的特點(diǎn)，選項C正確；高原地區(qū)水的沸點(diǎn)較低，這是高原地區(qū)氣壓較低的緣故，選項D錯誤；一定量的某種理想氣體在等壓膨脹過程中，體積增大，溫度升高，則內(nèi)能一定增加，選項E正確。 【答案】ACE 8．【解析】由圖可知，a、c狀態(tài)氣體的溫度是相等的，所以分子運(yùn)動的激烈程度相同；c狀態(tài)的壓強(qiáng)大，結(jié)合氣體壓強(qiáng)的微觀意義可知，a和c兩個狀態(tài)中，容器壁單位面積單位時間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同，故A正確；由圖象可知，b狀態(tài)溫度最高，分子平均動能最大，故B正確；由圖象可知，bc過程氣體壓強(qiáng)不變，溫度降低，由蓋呂薩克定律可知，其體積減小，外界對氣體做功，W＞0，氣體溫度降低，內(nèi)能減少，△U＜0，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體要放出熱量，過程bc中外界對氣體所做的功小于氣體所放熱量，故C錯誤；由圖象可知，ca過程氣體溫度不變，壓強(qiáng)減小，由玻意爾定律可知，其體積增大，氣體對外界做功，W＜0，氣體溫度不變，內(nèi)能不變，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體要吸收熱量，故D錯誤；由圖示可知，ab過程，氣體壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比，則氣體發(fā)生等容變化，氣體體積不變，外界對氣體不做功，氣體溫度升高，內(nèi)能增大，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體吸收熱量，故E正確。 【答案】ABE 9．【解析】(1)晶體有確定的熔點(diǎn)、非晶體沒有確定的熔點(diǎn)，故A正確；單晶體具有規(guī)則的幾何形狀，而多晶體和非晶態(tài)沒有規(guī)則的幾何形狀，故B錯誤；制作晶體管、集成電路多用半導(dǎo)體，故C錯誤；多晶體與非晶體具有各向同性，單晶體具有各向異性，云母片導(dǎo)熱性能各向異性，說明云母片是晶體，故D正確。 (2) 已知：VA=1L，TA=300K，pA=1atm，TC=TB=600K，VC=0.5L。 理想氣體的狀態(tài)方程可得：PAVATA=PCVCTC 代入數(shù)據(jù)可得：PC=4atm A→B過程為等容變化，B→C過程為等溫壓縮過程，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，整個的過程中內(nèi)能的增加量大于吸收的熱量。 (3) 由題意可知，1m3可燃冰可轉(zhuǎn)化為164m3的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的天然氣（CH4），標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體的摩爾體積為22.4L=0.0224m3， 所以1m3可燃冰含有的氣體的物質(zhì)的量：n=VVm=1640.0224mol≈7.3×103mol 所含CH4分子的個數(shù)：N=n?NA 代入數(shù)據(jù)可得：N=4×1027（個）。 10．【解析】(1)D→A為等溫線，則TA=TD=300K C到D過程由蓋呂薩克定律得：VCTC=VDTD 得：TC=VCTDVD=375K。 (2)A到B過程壓強(qiáng)不變，由W=PΔV=2×105×3×10-3=600J 有熱力學(xué)第一定律ΔU=Q+W=1000-600=400J 則氣體內(nèi)能增加，增加400 J。 6