2020屆高考物理二輪15分子動理論氣體及熱力學定律

1、專題限時集訓(十五)(建議用時：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，是因為空氣的絕對濕度小B.當分子間距增大時，分子勢能一定增大C.一定量的理想氣體，在等壓膨脹時，氣體分子每秒對器壁單位面積的平均 碰撞次數(shù)減少D.晶體熔化時吸收的熱量主要用來破壞空間點陣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,外界大氣壓強為p0,缸內(nèi)氣體溫度為Ti?，F(xiàn)對汽缸緩慢加熱，使理想氣體體積由 V增大了 2V 的過程中，氣體吸收的熱量為 Qi;停止加熱并保持

2、氣體體積不變，使其溫度降低 為Ti。已知重力加速度為g,求：(i )停止加熱時缸內(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，是因為相對濕度小，所以晾曬的 衣服易干，故A錯誤；若分子間表現(xiàn)為引力，隨分子間距的增大引力做負功，分 子勢能增加，若分子間表現(xiàn)為斥力，隨分子間距的增大斥力做正功，分子勢能減 小，故B錯誤；一定量的理想氣體，在等壓膨脹時，溫度升高，氣體分子對器壁 的平均撞擊力增大，為保持壓強不變，氣體分子每秒對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陣 結(jié)構(gòu)，增加分子勢能，故 D正確；肥皂泡呈球形

3、是由于液體表面張力的作用，故 E正確。Vi V2(2)( i )停止加熱前缸內(nèi)氣體發(fā)生等壓變化，由蓋 一呂薩克定律得V-V2由題意知Vi = V, V2=3V解得：T2 = 3Ti。(ii)體積由V增大到3V的過程中，由活塞受力平衡有 pS= poS- mg解得：p=p0mg氣體對外所做的功% =p" = 2vp詈)停止加熱并保持氣體體積不變，W2= 0全程內(nèi)能變化，3=0根據(jù)熱力學第一定律得AU = Wi+Qi Q2所以降溫過程中氣體放出的熱量g=。2也-萱用答案(1)CDE (i)3Ti(ii)Q2i (p0 卷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，則這兩個分子的勢能增加C.只要知道某物質(zhì)的密度和其分子的質(zhì)量，就可以計算出阿伏加德羅常數(shù)D.邁爾是第一個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=V S(2)利用如圖所示的實驗裝置可測量粉末狀物體的體積。導熱性能良好的密閉 容器，頂部連接一氣壓計可測出容器內(nèi)的氣體壓強，容器左端與一個帶有活塞的 汽缸相連，右端有一個小門。把小門開啟，將活塞置于圖中1位置，記錄此時氣壓計讀數(shù)po=1.00 atm。把小門封閉，將活塞緩慢推至圖中2位置，記錄此時氣壓 計

5、讀數(shù)pi=1.20 atm,此過程中，汽缸中氣體體積變化 川=0.5 L。然后打開小門， 將活塞恢復到1位置，放入待測粉末狀物體后封閉小門。再次將活塞緩慢推至2位置，記錄此時氣壓計讀數(shù)p2=1.25 atm。整個過程中環(huán)境溫度不變， 求待測粉末 狀物體的體積。解析(1)溫度是分子平均動能的標志，則溫度相同的一切物質(zhì)的分子平均 動能都相同，選項A正確；由分子勢能的變化特點可知，若兩分子克服它們之間 的分子力做功，則這兩個分子的勢能增加，選項 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，就可以計算出阿伏加德羅常數(shù)，選項 C錯誤；邁爾是第一 個提出能量守恒思想的人，選項 D正確；根據(jù)一滴油酸酒

6、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=V,選項E錯誤S(2)未放入粉末狀物體時，推動活塞時，氣體經(jīng)歷等溫壓縮過程，由玻意耳定律得：poV 1 = p1V2壓縮后氣體的體積為：V2 = V1 AV放入粉末狀物體后，推動活塞時，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 = Vl V壓縮后氣體的體積為：V4 = Vi VAV代入數(shù)據(jù)得：V = 0.5 L。答案(1)ABD (2)0.5 L3. (2019煙臺模擬)(1)下列說法正確的是 oA.液晶具有液體的流動性，同時具有晶體的各向異性B.當兩薄玻璃板間加有一層

7、水膜時，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.當環(huán)境的相對濕度為1時，則干濕泡濕度計的兩個溫度計讀數(shù)一定相同D.用油膜法測出油酸分子的直徑后，要測定阿伏加德羅常數(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仙耐顆粒物。溫度越高，PM2.5 的運動就會越激烈，所以 PM2.5的運動屬于分子熱運動(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So初始時，氣體的溫度為T0,活塞與汽缸底部相距為 Lo通過電熱絲緩慢加熱氣體，當氣體吸收熱

8、量 Q時，活塞上升到與汽缸底部相距 2L處，已知大氣壓強為p0,重力加速度為g, 不計活塞與汽缸壁之間的摩擦。求：(i )此時氣體的溫度;(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性，同時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 由于大氣壓強的緣故，故 B錯誤；當環(huán)境的相對濕度為1時，濕泡溫度計停止蒸 發(fā)，則干濕泡濕度計的兩個溫度計讀數(shù)一定相同，故 C正確；在已知直徑的情況 下要測定阿伏加德羅常數(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，則可求得阿伏加德羅常數(shù)，則D正確；PM2.5是指環(huán)

9、境空氣中直徑小于等于2.5仙咕勺顆粒物，不是分子，故 E錯誤。(2)( i )設(shè)加熱后的溫度為T,此時氣體體積V=2LS初始時體積V0=LS,由等壓變化有：V0 V幣二T解得T = 2T0。(ii)由題意得，封閉氣體壓強為p= p0+mgsin 30Spo +mg2S-8 -該過程氣體對外界做功 葉=pSL = ( Pq+黑)立氣體內(nèi)能的增加量Al-(p口 +黑)SL答案(1)ACD(2)( i )2To(ii)4. (2019蕪湖卞K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

10、減小D .微粒越大，撞擊微粒的液體分子數(shù)量越多，布朗運動越明顯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do筒內(nèi)一個很薄的質(zhì)量不計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，開始時活塞處于離底部2的高度，外界大氣壓強為1.01X105Pa,溫度為27 C。活塞與汽缸內(nèi)壁的摩擦忽略不計，現(xiàn)對氣體加熱，求： (g取10 m/s2)(i )當活塞剛好到達汽缸口時氣體的溫度；(ii)氣體溫度達到387 C時氣體的壓強。解析(1)需要用力才能壓縮氣體這是由于氣體壓強的緣故，與氣體分子問

11、 的斥力無關(guān)，選項A錯誤；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B正確；一定質(zhì)量的理想氣體從外界吸熱，若對外做功，則內(nèi) 能可能減小，選項C正確；微粒越小，液體分子對微粒的碰撞越不平衡，布朗運 動越明顯，選項D錯誤；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 E正確。d(2)( i )被封閉氣體做等壓變化： V1 = S2Ti = (273+ 27)K = 300 K設(shè)溫度升高到T2時，活塞剛好到達汽缸口： V2=Sd根據(jù)蓋-呂薩克定律：V-=V2Ti T2解得 T2 = 600 Ko(ii)T3=387 C =660 K>T2

12、故被封閉氣體先做等壓變化，待活塞到達汽缸口后做等容變化V3=Sd由理想氣體狀態(tài)方程： 啜=曙3mg pi= po+w S 解得 p3= 1.122X 105 Pa。答案(1)BCE (2)( i )600 K (ii )1.122X 105 Pa5. (2019安順監(jiān)測)(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，分子間勢能增加B.物體內(nèi)部所有分子動能的總和叫做物體的內(nèi)能C. 一定質(zhì)量的0 c的冰融化為0 c的水時，分子勢能增加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.通電時電阻發(fā)熱，它的內(nèi)能增加是通過“熱傳遞”方式實現(xiàn)的(2)如圖所示為某型號的太陽能空氣集熱器的

13、簡易圖，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 V。，開始時內(nèi)部封閉氣體的壓強為 P0O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，集熱器 自動控制系統(tǒng)緩慢抽出部分氣體，并使溫度降為360 K,此時，集熱器內(nèi)氣體的壓 強回到P0O求：(i )T1 = 400 K時氣體的壓強；(ii)溫度降為360 K時，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，分子力做負功，分子間勢能增加，故 A正確。 物體的內(nèi)能包括分子動能和分子勢能，物體內(nèi)部所有分子動能的總和只是內(nèi)能的 一部分，故B錯誤。一定質(zhì)量的0 C的冰融化為0 C的水時需要吸熱，而此時分 子平均動能不變，分子動能不變，故分子勢能增加，故 C正確。一定質(zhì)量的理想氣體放出熱量，如果同時有外界對它做功，且做功的量大于它放出的熱量，它的 內(nèi)能就會增加，故D正確。通電時電阻發(fā)熱，它的內(nèi)能增加是通過電流做功的方 式實現(xiàn)的，故E錯誤。(2)(