2020版高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題限時(shí)集訓(xùn)15 分子動(dòng)理論 氣體及熱力學(xué)定律（含解析）

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1、專題限時(shí)集訓(xùn)(十五)　 (建議用時(shí)：40分鐘) 1．(1)下列說法正確的是________。 A．昆明地區(qū)晴朗天氣曬衣服易干，是因?yàn)榭諝獾慕^對(duì)濕度小 B．當(dāng)分子間距增大時(shí)，分子勢(shì)能一定增大 C．一定量的理想氣體，在等壓膨脹時(shí)，氣體分子每秒對(duì)器壁單位面積的平均碰撞次數(shù)減少 D．晶體熔化時(shí)吸收的熱量主要用來破壞空間點(diǎn)陣 E．肥皂泡呈球形是由于液體表面張力的作用 (2)如圖所示，內(nèi)壁光滑、導(dǎo)熱良好的圓柱形汽缸開口向下豎直懸掛，內(nèi)有一質(zhì)量為m的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體。已知活塞截面積為S，外界大氣壓強(qiáng)為p0，缸內(nèi)氣體溫度為T1?，F(xiàn)對(duì)汽缸緩慢加熱，使理想氣體體積由V增大了2V的過程中，

2、氣體吸收的熱量為Q1；停止加熱并保持氣體體積不變，使其溫度降低為T1。已知重力加速度為g，求： (ⅰ)停止加熱時(shí)缸內(nèi)氣體的溫度； (ⅱ)降溫過程中氣體放出的熱量。 [解析]　(1)昆明地區(qū)晴朗天氣曬衣服易干，是因?yàn)橄鄬?duì)濕度小，所以晾曬的衣服易干，故A錯(cuò)誤；若分子間表現(xiàn)為引力，隨分子間距的增大引力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加，若分子間表現(xiàn)為斥力，隨分子間距的增大斥力做正功，分子勢(shì)能減小，故B錯(cuò)誤；一定量的理想氣體，在等壓膨脹時(shí)，溫度升高，氣體分子對(duì)器壁的平均撞擊力增大，為保持壓強(qiáng)不變，氣體分子每秒對(duì)器壁單位面積的平均碰撞次數(shù)減少，故C正確；晶體在熔化過程中所吸收的熱量，主要用于破壞空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)

3、，增加分子勢(shì)能，故D正確；肥皂泡呈球形是由于液體表面張力的作用，故E正確。 (2)(ⅰ)停止加熱前缸內(nèi)氣體發(fā)生等壓變化，由蓋—呂薩克定律得＝ 由題意知V1＝V，V2＝3V 解得：T2＝3T1。 (ⅱ)體積由V增大到3V的過程中，由活塞受力平衡有pS＝p0S－mg 解得：p＝p0－ 氣體對(duì)外所做的功 停止加熱并保持氣體體積不變，W2＝0 全程內(nèi)能變化，ΔU＝0 根據(jù)熱力學(xué)第一定律得 ΔU＝－W1＋Q1－Q2 所以降溫過程中氣體放出的熱量 [答案]　(1)CDE　(2)(ⅰ)3T1 2．(2019·東北三省四市教研聯(lián)合體模擬)(1)下列說法正確的是______

4、__。 A．溫度相同的一切物質(zhì)的分子平均動(dòng)能都相同 B．若兩分子克服它們之間的分子力做功，則這兩個(gè)分子的勢(shì)能增加 C．只要知道某物質(zhì)的密度和其分子的質(zhì)量，就可以計(jì)算出阿伏加德羅常數(shù) D．邁爾是第一個(gè)提出能量守恒思想的人 E．根據(jù)一滴油酸酒精溶液的體積V和其在水面上形成的油膜面積S，就能算出油酸分子直徑d＝ (2)利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置可測(cè)量粉末狀物體的體積。導(dǎo)熱性能良好的密閉容器，頂部連接一氣壓計(jì)可測(cè)出容器內(nèi)的氣體壓強(qiáng)，容器左端與一個(gè)帶有活塞的汽缸相連，右端有一個(gè)小門。把小門開啟，將活塞置于圖中1位置，記錄此時(shí)氣壓計(jì)讀數(shù)p0＝1.00 atm。把小門封閉，將活塞緩慢推至圖中2位置，

5、記錄此時(shí)氣壓計(jì)讀數(shù)p1＝1.20 atm，此過程中，汽缸中氣體體積變化ΔV＝0.5 L。然后打開小門，將活塞恢復(fù)到1位置，放入待測(cè)粉末狀物體后封閉小門。再次將活塞緩慢推至2位置，記錄此時(shí)氣壓計(jì)讀數(shù)p2＝1.25 atm。整個(gè)過程中環(huán)境溫度不變，求待測(cè)粉末狀物體的體積。 [解析]　(1)溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，則溫度相同的一切物質(zhì)的分子平均動(dòng)能都相同，選項(xiàng)A正確；由分子勢(shì)能的變化特點(diǎn)可知，若兩分子克服它們之間的分子力做功，則這兩個(gè)分子的勢(shì)能增加，選項(xiàng)B正確；只要知道某物質(zhì)的摩爾質(zhì)量和其分子的質(zhì)量，就可以計(jì)算出阿伏加德羅常數(shù)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；邁爾是第一個(gè)提出能量守恒思想的人，選項(xiàng)D正確；根據(jù)一

6、滴油酸酒精溶液中含有油酸的體積V和其在水面上形成的油膜面積S，就能算出油酸分子直徑d＝，選項(xiàng)E錯(cuò)誤。 (2)未放入粉末狀物體時(shí)，推動(dòng)活塞時(shí)，氣體經(jīng)歷等溫壓縮過程， 由玻意耳定律得：p0V1＝p1V2 壓縮后氣體的體積為：V2＝V1－ΔV 放入粉末狀物體后，推動(dòng)活塞時(shí)，氣體仍經(jīng)歷等溫壓縮過程， 由玻意耳定律得：p0V3＝p2V4 壓縮前氣體的體積為：V3＝V1－V 壓縮后氣體的體積為：V4＝V1－V－ΔV 代入數(shù)據(jù)得：V＝0.5 L。 [答案]　(1)ABD　(2)0.5 L 3．(2019·煙臺(tái)模擬)(1)下列說法正確的是________。 A．液晶具有液體的流動(dòng)性，同時(shí)

7、具有晶體的各向異性 B．當(dāng)兩薄玻璃板間加有一層水膜時(shí)，在垂直于玻璃板的方向很難將玻璃板拉開，這是由于水膜具有表面張力的緣故 C．當(dāng)環(huán)境的相對(duì)濕度為1時(shí)，則干濕泡濕度計(jì)的兩個(gè)溫度計(jì)讀數(shù)一定相同 D．用油膜法測(cè)出油酸分子的直徑后，要測(cè)定阿伏加德羅常數(shù)，還需要知道油酸的密度和油酸的摩爾質(zhì)量 E．PM2.5是指環(huán)境空氣中直徑小于等于2.5 μm的顆粒物。溫度越高，PM2.5的運(yùn)動(dòng)就會(huì)越激烈，所以PM2.5的運(yùn)動(dòng)屬于分子熱運(yùn)動(dòng) (2)如圖所示，一絕熱汽缸固定在傾角為30°的固定斜面上，通過絕熱活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體?；钊馁|(zhì)量為m，橫截面積為S。初始時(shí)，氣體的溫度為T0，活塞與汽缸底部相

8、距為L(zhǎng)。通過電熱絲緩慢加熱氣體，當(dāng)氣體吸收熱量Q時(shí)，活塞上升到與汽缸底部相距2L處，已知大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度為g，不計(jì)活塞與汽缸壁之間的摩擦。求： (ⅰ)此時(shí)氣體的溫度； (ⅱ)加熱過程中氣體內(nèi)能的增加量。 [解析]　(1)液晶既具有液體的流動(dòng)性，同時(shí)又具有晶體的各向異性，故A正確；中間有一層水膜的薄玻璃板，沿垂直于玻璃板的方向很難將玻璃板拉開，是由于大氣壓強(qiáng)的緣故，故B錯(cuò)誤；當(dāng)環(huán)境的相對(duì)濕度為1時(shí)，濕泡溫度計(jì)停止蒸發(fā)，則干濕泡濕度計(jì)的兩個(gè)溫度計(jì)讀數(shù)一定相同，故C正確；在已知直徑的情況下要測(cè)定阿伏加德羅常數(shù)，還需要知道油滴的摩爾體積，若知道油酸的密度和油酸的摩爾質(zhì)量，則可求得阿

9、伏加德羅常數(shù)，則D正確；PM2.5是指環(huán)境空氣中直徑小于等于2.5 μm的顆粒物，不是分子，故E錯(cuò)誤。 (2)(ⅰ)設(shè)加熱后的溫度為T，此時(shí)氣體體積V＝2LS 初始時(shí)體積V0＝LS，由等壓變化有： ＝ 解得T＝2T0。 (ⅱ)由題意得，封閉氣體壓強(qiáng)為 p＝p0＋＝p0＋ 該過程氣體對(duì)外界做功 氣體內(nèi)能的增加量 [答案]　(1)ACD　(2)(ⅰ)2T0　(ⅱ) 4．(2019·蕪湖模擬)(1)下列說法中正確的是________。 A．需要用力才能壓縮氣體表明氣體分子間存在斥力 B．一定溫度下，水的飽和蒸汽壓是一定的 C．一定質(zhì)量的理想氣體從外界吸熱，內(nèi)能可能減小

10、D．微粒越大，撞擊微粒的液體分子數(shù)量越多，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯 E．液體與大氣相接觸，液體表面層內(nèi)分子間的作用表現(xiàn)為相互吸引 (2)如圖所示，圓柱形汽缸上部開口且有擋板，內(nèi)部底面積S為0.1 m2，內(nèi)部高度為d。筒內(nèi)一個(gè)很薄的質(zhì)量不計(jì)的活塞封閉一定量的理想氣體，活塞上放置一質(zhì)量為10 kg的重物，開始時(shí)活塞處于離底部的高度，外界大氣壓強(qiáng)為1.01×105 Pa，溫度為27 ℃。活塞與汽缸內(nèi)壁的摩擦忽略不計(jì)，現(xiàn)對(duì)氣體加熱，求：(g取10 m/s2) (ⅰ)當(dāng)活塞剛好到達(dá)汽缸口時(shí)氣體的溫度； (ⅱ)氣體溫度達(dá)到387 ℃時(shí)氣體的壓強(qiáng)。 [解析]　(1)需要用力才能壓縮氣體這是由于氣體壓強(qiáng)的

11、緣故，與氣體分子間的斥力無關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；飽和汽壓與溫度有關(guān)，在一定溫度下，水的飽和蒸氣壓是一定的，選項(xiàng)B正確；一定質(zhì)量的理想氣體從外界吸熱，若對(duì)外做功，則內(nèi)能可能減小，選項(xiàng)C正確；微粒越小，液體分子對(duì)微粒的碰撞越不平衡，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；液體與大氣相接觸，液體表面層內(nèi)分子比較稀疏，分子間的作用表現(xiàn)為相互吸引，選項(xiàng)E正確。 (2)(ⅰ)被封閉氣體做等壓變化：V1＝S T1＝(273＋27)K＝300 K 設(shè)溫度升高到T2時(shí)，活塞剛好到達(dá)汽缸口：V2＝Sd 根據(jù)蓋－呂薩克定律：＝ 解得T2＝600 K。 (ⅱ)T3＝387 ℃＝660 K>T2 故被封閉氣體先做等壓變化，

12、待活塞到達(dá)汽缸口后做等容變化V3＝Sd 由理想氣體狀態(tài)方程：＝ p1＝p0＋ 解得p3＝1.122×105 Pa。 [答案]　(1)BCE　(2)(ⅰ)600 K　(ⅱ)1.122×105 Pa 5．(2019·安順監(jiān)測(cè))(1)關(guān)于物體的內(nèi)能，下列說法正確的是________。 A．橡皮筋被拉伸時(shí)，分子間勢(shì)能增加 B．物體內(nèi)部所有分子動(dòng)能的總和叫做物體的內(nèi)能 C．一定質(zhì)量的0 ℃的冰融化為0 ℃的水時(shí)，分子勢(shì)能增加 D．一定質(zhì)量的理想氣體放出熱量，它的內(nèi)能可能增加 E．通電時(shí)電阻發(fā)熱，它的內(nèi)能增加是通過“熱傳遞”方式實(shí)現(xiàn)的 (2)如圖所示為某型號(hào)的太陽能空氣集熱器的簡(jiǎn)易圖

13、，底面及側(cè)面為隔熱材料，頂面為透明玻璃板，集熱器容積為V0，開始時(shí)內(nèi)部封閉氣體的壓強(qiáng)為p0。經(jīng)過太陽暴曬，氣體溫度由T0＝300 K升至T1＝400 K，為減小集熱器內(nèi)部壓強(qiáng)，集熱器自動(dòng)控制系統(tǒng)緩慢抽出部分氣體，并使溫度降為360 K，此時(shí)，集熱器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)回到p0。求： (ⅰ)T1＝400 K時(shí)氣體的壓強(qiáng)； (ⅱ)溫度降為360 K時(shí)，集熱器內(nèi)剩余氣體的質(zhì)量與原來總質(zhì)量的比值。 [解析]　(1)橡皮筋被拉伸時(shí)，分子力做負(fù)功，分子間勢(shì)能增加，故A正確。物體的內(nèi)能包括分子動(dòng)能和分子勢(shì)能，物體內(nèi)部所有分子動(dòng)能的總和只是內(nèi)能的一部分，故B錯(cuò)誤。一定質(zhì)量的0 ℃的冰融化為0 ℃的水時(shí)需要吸

14、熱，而此時(shí)分子平均動(dòng)能不變，分子動(dòng)能不變，故分子勢(shì)能增加，故C正確。一定質(zhì)量的理想氣體放出熱量，如果同時(shí)有外界對(duì)它做功，且做功的量大于它放出的熱量，它的內(nèi)能就會(huì)增加，故D正確。通電時(shí)電阻發(fā)熱，它的內(nèi)能增加是通過電流做功的方式實(shí)現(xiàn)的，故E錯(cuò)誤。 (2)(ⅰ)集熱器內(nèi)的氣體發(fā)生等容變化，根據(jù)查理定律，有＝ 代入數(shù)據(jù)解得：p1＝p0。 (ⅱ)以抽出的氣體和集熱器內(nèi)的氣體為研究對(duì)象，設(shè)抽出的氣體溫度也為T2，壓強(qiáng)也為p0，此時(shí)與集熱器內(nèi)氣體的總體積為V，由理想氣體狀態(tài)方程得， ＝， 聯(lián)立解得：V＝V0 設(shè)剩余氣體的質(zhì)量與原來氣體的總質(zhì)量之比為k，由題意得 k＝，聯(lián)立解得：k＝。 [答案]　(1)ACD　(2)(ⅰ)p0　(ⅱ) - 6 -