（江蘇專版）2018版高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題十三 分子動(dòng)理論 氣體及熱力學(xué)定律限時(shí)集訓(xùn).doc

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1、 專題限時(shí)集訓(xùn)(十三)　分子動(dòng)理論　氣體及熱力學(xué)定律 (對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第141頁) (建議用時(shí)：40分鐘) 1．(12分)(1)(多選)下列說法正確的是(　　) A．由于液體表面分子間距離小于平衡位置間距r0，故液體表面存在表面張力 B．布朗微粒做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的原因是由于它受到水分子有時(shí)吸引、有時(shí)排斥的結(jié)果 C．一定量的0 ℃的水結(jié)成0 ℃的冰，內(nèi)能一定減小 D．液晶既具有液體的流動(dòng)性，又具有晶體的光學(xué)的各向異性 (2)在粗測(cè)油酸分子大小的實(shí)驗(yàn)中，具體操作如下：①取油酸1．00 mL注入250 mL的容量瓶內(nèi)，然后向瓶中加入酒精，直到液面達(dá)到250 mL的刻度為止，搖動(dòng)瓶使油酸在

2、酒精中充分溶解，形成油酸的酒精溶液． ②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，記錄滴入的滴數(shù)直到量筒達(dá)到1．00 mL為止，恰好共滴了100滴． ③在水盤內(nèi)注入蒸餾水，靜置后滴管吸取油酸的酒精溶液，輕輕地向水面滴一滴溶液，酒精揮發(fā)后，油酸在水面上盡可能地散開，形成一油膜． ④測(cè)得此油膜面積為3．60×102 cm2． Ⅰ．這種粗測(cè)方法是將每個(gè)分子視為球形，讓油酸盡可能地在水面上散開，則形成的油膜面積可視為________，這層油膜的厚度可視為油分子的直徑． Ⅱ．利用數(shù)據(jù)可求得油酸分子的直徑為________m． (3)如圖13-13所示，一汽缸豎直放置，用一質(zhì)量為m的活塞在缸內(nèi)封閉了一

3、定量的理想氣體，在汽缸的底部安裝有一根電熱絲，用導(dǎo)線和外界電源相連，已知汽缸壁和活塞都是絕熱的，汽缸壁與活塞間接觸光滑且不漏氣．現(xiàn)接通電源，電熱絲對(duì)缸內(nèi)氣體緩慢加熱．設(shè)活塞橫截面積為S，外界大氣壓強(qiáng)為p0，電熱絲熱功率為P，測(cè)得通電t時(shí)間內(nèi)活塞緩慢向上移動(dòng)高度h．求： 圖13-13 ①汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)的大小； ②t時(shí)間缸內(nèi)氣體對(duì)外所做的功和內(nèi)能的變化量． 【解析】　(1)由于液體表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離，故液體表面存在表面張力，故A錯(cuò)誤；布朗微粒做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的原因是由于它受到水分子的撞擊力不平衡造成的，故B錯(cuò)誤；一定量的0 ℃的水結(jié)成0 ℃的冰，放出熱量，分子勢(shì)能減小，分

4、子動(dòng)能不變，內(nèi)能一定減小，故C正確；液晶既具有液體的流動(dòng)性，又具有晶體的光學(xué)的各向異性的特點(diǎn)，故D正確． (2)這種粗測(cè)方法是將每個(gè)分子視為球形，讓油酸盡可能地在水面上散開，則形成的油膜可視為單分子油膜，這層油膜的厚度可視為油分子的直徑． 1滴溶液中純油酸的體積V＝×＝4×10－5 mL， 油酸分子的直徑d＝＝ cm＝1．1×10－7 cm＝1．1×10－9 m． (3)①由活塞受力平衡，內(nèi)部氣體壓強(qiáng)為p則：p0＋＝p． ②氣體對(duì)外做功：W＝pSh＝p0Sh＋mgh 內(nèi)能的變化量：ΔE＝Q－W＝Pt－mgh－p0Sh． 【答案】　(1)CD　(2)Ⅰ．單分子油膜?、颍?．1×10

5、－9　(3)①p0＋?、趐0Sh＋mgh　Pt－mgh－p0Sh 2．(12分)(1)關(guān)于飽和汽和相對(duì)濕度，下列說法中錯(cuò)誤的是__________． A．使未飽和汽變成飽和汽，可采用降低溫度的方法 B．空氣的相對(duì)濕度越大，空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)越接近飽和汽壓 C．密閉容器中裝有某種液體及其飽和蒸汽，若溫度升高，同時(shí)增大容器的容積，飽和汽壓可能會(huì)減小 D．相對(duì)濕度過小時(shí)，人會(huì)感覺空氣干燥 (2)如圖13-14所示，一定質(zhì)量的理想氣體發(fā)生如圖所示的狀態(tài)變化，從狀態(tài)A到狀態(tài)B，在相同時(shí)間內(nèi)撞在單位面積上的分子數(shù)__________(選填“增大”“不變”或“減小”)，從狀態(tài)A經(jīng)B、C再回到狀態(tài)

6、A，氣體吸收的熱量______________放出的熱量(選填“大于”“小于”或“等于”)． 圖13-14 (3)已知阿伏加德羅常數(shù)為6．0×1023mol－1，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(壓強(qiáng)p0＝1 atm、溫度t0＝0 ℃)下任何氣體的摩爾體積都為22．4 L，已知第(2)問中理想氣體在狀態(tài)C時(shí)的溫度為27 ℃，求該氣體的分子數(shù)．(計(jì)算結(jié)果取兩位有效數(shù)字) 【解析】　(1)飽和汽壓是物質(zhì)的一個(gè)重要性質(zhì)，它的大小取決于物質(zhì)的本性和溫度，溫度越高，飽和氣壓越大，則使未飽和汽變成飽和汽，可采用降低溫度的方法，故A正確；根據(jù)相對(duì)濕度的特點(diǎn)可知，空氣的相對(duì)濕度越大，空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)越接近飽和汽壓，故B

7、正確；溫度升高，飽和氣壓增大，故C錯(cuò)誤；相對(duì)濕度過小時(shí)，人會(huì)感覺空氣干燥，故D正確． (2)理想氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B，壓強(qiáng)不變，體積變大，分子的密集程度減小，所以在相同時(shí)間內(nèi)撞在單位面積上的分子數(shù)減小，從狀態(tài)A經(jīng)B、C再回到狀態(tài)A，內(nèi)能不變，一個(gè)循環(huán)過程中，A到B氣體對(duì)外做的功W1＝－2×3 J＝－6 J，B到C過程中外界對(duì)氣體做功W2＝(1＋3)×2 J＝4 J，C到A體積不變不做功，所以W＝W1＋W2＝－2 J，根據(jù)ΔU＝W＋Q，Q＝2 J，即一個(gè)循環(huán)氣體吸熱2 J，所以一個(gè)循環(huán)中氣體吸收的熱量大于放出的熱量． (3)根據(jù)蓋-呂薩克定律：＝，代入數(shù)據(jù)：＝，解得標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體的體積為V1

8、＝0．91 L，N＝NA＝×6×1023＝2．4×1022(個(gè))． 【答案】　(1)C　(2)減小　大于　(3)2．4×1022個(gè) 3．(12分)(2017·江蘇徐州高三考前模擬)(1)以下說法中正確的是__________． A．單晶體的所有物理性質(zhì)都具有各向異性 B．懸浮在液體中的花粉顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)是熱運(yùn)動(dòng) C．相同溫度下，氫分子的平均動(dòng)能一定等于氧分子的平均動(dòng)能 D．隨著分子間距離增大，分子間作用力減小，分子勢(shì)能也減小 (2)某同學(xué)做“用油膜法估測(cè)分子大小”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，在邊長約30 cm的淺盤里倒入約2 cm深的水，然后將痱子粉均勻的撒在水面上，用注射器滴一滴_______

9、___(選填“純油酸”或“油酸酒精溶液”)在水面上．穩(wěn)定后，在玻璃板上描下油膜的輪廓，放到坐標(biāo)紙上估算出油膜的面積，還需要知道__________，就可以算出分子直徑． (3)如圖13-15所示，內(nèi)壁光滑的導(dǎo)熱汽缸里封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，活塞的橫截面積為S，質(zhì)量不計(jì)，離缸底的距離為L1．由于環(huán)境溫度緩慢下降，使得活塞緩慢下降到距離缸底L2處．已知大氣壓強(qiáng)為p0，被封閉氣體初始狀態(tài)的熱力學(xué)溫度為T1、內(nèi)能為E1． 圖13-15 ①求活塞下降到距離缸底L2處時(shí)，缸內(nèi)封閉氣體的溫度； ②一定質(zhì)量的理想氣體內(nèi)能與熱力學(xué)溫度成正比，求整個(gè)過程中通過缸壁傳遞的熱量Q． 【解析】　(1)單

10、晶體具有各向異性，不能說單晶體的所有物理性質(zhì)都具有各向異性，A項(xiàng)錯(cuò)誤；懸浮在液體中的花粉顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng)，不是熱運(yùn)動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；溫度是分子的平均動(dòng)能的標(biāo)志，相同溫度下，氫分子的平均動(dòng)能一定等于氧分子的平均動(dòng)能，C項(xiàng)正確；隨著分子間距離的增大，分子勢(shì)能不一定減小，當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增大，D項(xiàng)錯(cuò)誤． (2)油膜法測(cè)分子直徑實(shí)驗(yàn)中，用注射器滴一滴油酸酒精溶液在水面上，讓它形成單分子油膜．實(shí)驗(yàn)過程中，由d＝可知，還需要知道向水面滴入的油酸酒精溶液中的純油酸體積． (3)①氣體發(fā)生等壓變化，有＝ 解得封閉氣體的溫度為T2＝． ②設(shè)氣體在T2時(shí)的內(nèi)能為E2，由題

11、意有＝ 氣體狀態(tài)變化過程中內(nèi)能變化了ΔU＝E2－E1＝E1 外界對(duì)氣體做功W＝p0(L1－L2)S 由熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q 整個(gè)過程中通過缸壁傳遞的熱量Q＝E1－p0(L1－L2)S． 【答案】　(1)C　(2)油酸酒精溶液　油酸酒精溶液中的純油酸體積　(3)①?、贓1－p0(L1－L2)S 4．(12分)(多選)(1)下列說法正確的是__________． A．氣體的溫度升高時(shí)，分子的熱運(yùn)動(dòng)變得劇烈，分子的平均動(dòng)能增大，撞擊器壁時(shí)對(duì)器壁的作用力增大，從而氣體的壓強(qiáng)一定增大 B．液晶分子在特定方向排列比較整齊，但不穩(wěn)定 C．液體的表面張力是由于液體分子間的相互作用引起的

12、 D．物理性質(zhì)各向同性的一定是非晶體 (2)已知水的密度ρ＝1．0×103 kg/m3、摩爾質(zhì)量M＝1．8×10－2 kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)為NA＝6．02×1023 mol－1，一滴露水的體積大約是6．0×10－8 m3，它含有________個(gè)水分子，如果一只極小的蟲子來喝水，每分鐘喝進(jìn)6．0×107個(gè)水分子時(shí)，喝進(jìn)水的質(zhì)量是__________kg．(保留兩位有效數(shù)字) (3)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圖象如圖13-16所示，已知該氣體在狀態(tài)A時(shí)的溫度為27 ℃，則： 圖13-16 ①該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中

13、內(nèi)能的變化量是多大？ ②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？ 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：17214201】 【解析】　(1)根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程＝C，當(dāng)氣體的溫度升高時(shí)，若體積也同時(shí)增大，氣體的壓強(qiáng)不一定增大，A項(xiàng)錯(cuò)誤；液晶分子在特定方向排列比較整齊，但不穩(wěn)定，B項(xiàng)正確；液體的表面張力是由于表面層分子分布比液體內(nèi)部稀疏，分子間相互作用表現(xiàn)為引力，C項(xiàng)正確；晶體分單晶體和多晶體，單晶體具有各向異性特征，多晶體具有各向同性特征，D項(xiàng)錯(cuò)誤． (2)水的摩爾質(zhì)量為M＝1．8×10－2 kg，水的摩爾體積為VM＝，一個(gè)水分子的體積為V0＝． 一滴露水含有水分子的個(gè)數(shù)為N＝＝×

14、ρNA＝2．0×1021個(gè) 喝進(jìn)水的物質(zhì)的量為n＝＝1×10－16 mol 故水的質(zhì)量m＝nM＝1．8×10－18 kg． (3)①由圖示圖象可知，pAVA＝pCVC，由理想氣體狀態(tài)方程：＝C可知，A、C兩狀態(tài)的溫度相等，由于理想氣體內(nèi)能僅與溫度有關(guān)，A、C兩狀態(tài)溫度相等，兩狀態(tài)氣體內(nèi)能相等，則從A到C過程氣體內(nèi)能的變化量為0． ②氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C體積增大，對(duì)外做功，即W<0；TA＝TC，所以狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中內(nèi)能變化量為0．由熱力學(xué)第一定律得：Q>0，所以A→C的過程中是吸熱．從A到B過程，體積不變，氣體不對(duì)外做功，外界也不對(duì)氣體做功，只有B到C過程氣體對(duì)外做功，故吸收的熱量

15、為： Q＝W＝pΔV＝1×105×(3×10－3－1×10－3)J＝200 J． 【答案】　(1)BC　(2)2．0×1021　1．8×10－18 (3)①0?、谖鼰帷?00 J 5．(12分)(2017·江蘇揚(yáng)州四模)(1)下列說法正確的是__________． A．陽光下看到細(xì)小的塵埃飛揚(yáng)，是固體顆粒在空氣中做布朗運(yùn)動(dòng) B．壓縮氣體需要做功，說明氣體分子間存在斥力 C．晶體熔化過程中，吸收的熱量全部用來破壞空間點(diǎn)陣，增加分子勢(shì)能，而分子平均動(dòng)能卻保持不變，所以晶體有固定的熔點(diǎn) D．兩個(gè)分子甲和乙相距較遠(yuǎn)(此時(shí)它們之間的作用力可以忽略)，設(shè)甲固定不動(dòng)，乙逐漸向甲靠近，直到不能

16、再靠近，在整個(gè)移動(dòng)過程中分子力先增大后減小，分子勢(shì)能先減小后增大 (2)利用單分子油膜法可以粗略測(cè)定分子的大小和摩爾質(zhì)量．已知某種油的密度為ρ，取體積為V的油慢慢滴出，可滴n滴．將其中一滴滴在廣闊水面，形成面積為S的單分子油膜，阿伏加德羅常數(shù)為NA．若把分子看作球形，則估算出它的直徑是__________，油的摩爾質(zhì)量是__________． (3)如圖13-17所示是農(nóng)業(yè)上常用的農(nóng)藥噴霧器，貯液筒與打氣筒用細(xì)連接管相連，已知貯液筒容積為8 L(不計(jì)貯液筒兩端連接管體積)，打氣筒活塞每循環(huán)工作一次，能向貯液筒內(nèi)壓入1 atm的空氣200 mL，現(xiàn)打開噴霧頭開關(guān)K，裝入6 L的藥液后再關(guān)閉

17、，設(shè)周圍大氣壓恒為1 atm，打氣過程中貯液筒內(nèi)氣體溫度與外界溫度相同且保持不變．求： 圖13-17 ①要使貯液筒內(nèi)藥液上方的氣體壓強(qiáng)達(dá)到3 atm，打氣筒活塞需要循環(huán)工作的次數(shù)； ②打開噴霧頭開關(guān)K直至貯液筒內(nèi)、外氣壓相同時(shí)，貯液筒向外噴出藥液的體積． 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：17214202】 【解析】　(1)陽光下看到細(xì)小的塵埃飛揚(yáng)，是固體顆粒隨空氣流動(dòng)而形成的，并不是布朗運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；壓縮氣體需要做功，是因?yàn)榇嬖跉怏w壓強(qiáng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；晶體熔化過程中，吸收的熱量全部用來破壞空間點(diǎn)陣，增加分子勢(shì)能，而分子平均動(dòng)能卻保持不變，因此溫度能保持穩(wěn)定不變，所以晶體有固定的熔點(diǎn)，選項(xiàng)C正確；兩

18、個(gè)分子甲和乙相距較遠(yuǎn)(此時(shí)它們之間的作用力可以忽略)，設(shè)甲固定不動(dòng)，乙逐漸向甲靠近，直到不能再靠近，在整個(gè)移動(dòng)過程中分子力先增大后減小再增大，分子勢(shì)能先減小后增大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． (2)由題意知一滴油滴的體積為，則油分子直徑為d＝； 單個(gè)分子的體積為V0＝＝＝ 則油的摩爾體積為Vmol＝NA， 則油的摩爾質(zhì)量為M＝ρVmol＝． (3)①貯液筒內(nèi)藥液上方的氣體體積為V0＝8 L－6 L＝2 L，設(shè)1 atm下，打入貯液筒的氣體體積為V，總體積V1，則：V1＝V＋V0 設(shè)1 atm下，氣體的壓強(qiáng)：p1＝1 atm 打入貯液筒氣體后體積：V2＝V0 打入貯液筒氣體后的壓強(qiáng)：p2＝3

19、atm 由理想氣體方程得：p1V1＝p2V2 解得：V＝4 L 打氣次數(shù)：n＝＝20． ②打開噴霧頭開關(guān)K直至貯液筒內(nèi)外氣壓相同時(shí)，p3＝1 atm 由理想氣體方程得：p1V1＝p3V3 解得：V3＝V1＝6 L 故噴出藥液的體積V′＝V3－V0＝4 L． 【答案】　(1)C　(2)　　(3)①20次?、? L 6．(12分)(2017·廈門一中檢測(cè))(多選)(1)一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷三個(gè)過程ab、bc、ca回到原狀態(tài)，其p-T圖象如圖13-18所示，下列說法正確的是(　　) 圖13-18 A．過程bc中氣體既不吸熱也不放熱 B．過程ab中氣體一定吸熱

20、 C．過程ca中外界對(duì)氣體所做的功等于氣體所放的熱 D．a(chǎn)、b和c三個(gè)狀態(tài)中，狀態(tài)a分子的平均動(dòng)能最小 (2)把熔化的蜂蠟薄薄地涂在兩種材料所做的薄片上，用一枝縫衣針燒熱后用針尖接觸蜂蠟層的背面，熔化區(qū)域的形狀如13-19甲、乙兩圖所示，________(選填“甲”或“乙”)圖中的薄片一定是晶體；液晶的分子排布與液體和固體都有區(qū)別，這種排布使液晶既像液體一樣具有流動(dòng)性，又具有各向異性，________(選填“丙”或“丁”)圖是液晶分子示意圖． 甲　　　　乙　　　丁　　　　丙 圖13-19 (3)冬天天氣寒冷，有時(shí)室內(nèi)需要加溫．如果有一房間室內(nèi)面積為22．4 m2，高為3．0 m

21、，室內(nèi)空氣通過房間縫隙與外界大氣相通，開始時(shí)室內(nèi)溫度為0 ℃，通過加熱使室內(nèi)溫度升為20 ℃．若上述過程中大氣壓強(qiáng)不變，已知?dú)怏w在0 ℃的摩爾體積為22．4 L/mol，阿伏伽德羅常數(shù)為6．0×1023 mol－1，試估算這個(gè)過程中有多少空氣分子從室內(nèi)跑出．(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 【解析】　(1)由圖示圖象可知，bc過程氣體發(fā)生等溫變化，氣體內(nèi)能不變，壓強(qiáng)減小，由玻意耳定律可知，體積增大，氣體對(duì)外做功，由熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W可知，氣體吸熱，故A錯(cuò)誤；由圖象可知，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(duì)氣體不做功，氣體溫度升高，內(nèi)能增大，由熱力學(xué)第

22、一定律可知，氣體吸收熱量，故B正確；由圖象可知，ca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(duì)氣體做功，W＞0，氣體溫度降低，內(nèi)能減少，ΔU＜0，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體要放出熱量，過程ca中外界對(duì)氣體所做的功小于氣體所放熱量，故C錯(cuò)誤；由圖象可知，a、b和c三個(gè)狀態(tài)中a狀態(tài)溫度最低，分子平均動(dòng)能最小，故D正確． (2)甲圖傳熱各項(xiàng)同性，乙圖傳熱各項(xiàng)異性，故乙圖一定是單晶體，甲圖可能是非晶體；丙圖分子排列雜亂無章，不是液晶，而丁圖分子排列有規(guī)則，是液晶． (3)0 ℃時(shí)室內(nèi)氣體分子總數(shù) N＝NA＝×6．0×1023＝1．8×1027(個(gè)) 設(shè)20 ℃時(shí)室內(nèi)氣體體積與氣體總體積分別為 V1和V2． 根據(jù)蓋－呂薩克定律得＝＝ 則升溫后室內(nèi)氣體分子數(shù)與總分子數(shù)之比為＝ 從室內(nèi)跑出的氣體分子數(shù)為ΔN＝N－N1 聯(lián)立解得ΔN＝N＝1．2×1026(個(gè))． 【答案】　(1)BD　(2)乙　丁　(3)1．2×1026 9