【優(yōu)化方案】2021屆高考物理二輪課時(shí)演練知能提升-專(zhuān)題十八-分子動(dòng)理論-氣體及熱力學(xué)定律(含詳解)

1．以下說(shuō)法正確的是()A．分子間距離增大時(shí)，分子間的引力、斥力都減小B．布朗運(yùn)動(dòng)反映了花粉小顆粒內(nèi)部分子的無(wú)規(guī)章運(yùn)動(dòng)C．空中下落的雨滴呈球形是由于液體有表面張力D．飽和汽是指液體不再蒸發(fā)，蒸汽不再液化時(shí)的狀態(tài)E．全部晶體都有固定的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)解析：選ACE.當(dāng)分子間距增大時(shí)，分子間的引力和斥力都減小，只是斥力減小得更快，A正確；布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的花粉小顆粒的無(wú)規(guī)章運(yùn)動(dòng)，它是液體分子不停地撞擊花粉小顆粒造成的，反映了液體內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)章性，而不是花粉小顆粒內(nèi)部分子的無(wú)規(guī)章運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于表面張力的作用，雨滴的表面積要縮小到最小，體積確定時(shí)，球表面積最小，C正確；飽和汽指蒸發(fā)和液化處于動(dòng)態(tài)平衡，D錯(cuò)誤；晶體都有固定的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，E正確．2．如圖所示，絕熱汽缸水平放置在光滑的水平桌面上，絕熱活塞與一端固定在豎直墻面上的輕質(zhì)彈簧相連，彈簧處于自然狀態(tài)，汽缸不漏氣且不計(jì)汽缸內(nèi)氣體的分子勢(shì)能．由于外界天氣變化，大氣壓強(qiáng)緩慢降低．則下列說(shuō)法中正確的是()A．汽缸內(nèi)的氣體對(duì)外做功，溫度降低B．汽缸內(nèi)的氣體對(duì)外做功，彈簧縮短C．外界對(duì)氣缸內(nèi)的氣體做負(fù)功D．汽缸內(nèi)的氣體沒(méi)有從外界吸取熱量，內(nèi)能不變E．汽缸內(nèi)氣體單位時(shí)間撞擊在單位面積上的分子數(shù)目削減解析：選ACE.對(duì)于系統(tǒng)，地面光滑，由共點(diǎn)力平衡條件可知彈簧彈力始終為零，故B錯(cuò)誤；大氣壓強(qiáng)緩慢降低，氣體壓強(qiáng)減小，可知E正確，由氣體狀態(tài)方程可知，體積增大，氣體對(duì)外做功，而汽缸、活塞絕熱，依據(jù)熱力學(xué)第確定律可知，內(nèi)能削減，溫度降低，故A、C正確，D錯(cuò)誤；正確答案為ACE.3．(2022·高考大綱全國(guó)卷)對(duì)于確定量的淡薄氣體，下列說(shuō)法正確的是 ()A．壓強(qiáng)變大時(shí)，分子熱運(yùn)動(dòng)必定變得猛烈B．保持壓強(qiáng)不變時(shí)，分子熱運(yùn)動(dòng)可能變得猛烈C．壓強(qiáng)變大時(shí)，分子間的平均距離必定變小D．壓強(qiáng)變小時(shí)，分子間的平均距離可能變小解析：選BD.壓強(qiáng)變大時(shí)，氣體的溫度不愿定上升，分子的熱運(yùn)動(dòng)不愿定變得猛烈，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；壓強(qiáng)不變時(shí)，若氣體的體積增大，則氣體的溫度會(huì)上升，分子熱運(yùn)動(dòng)會(huì)變得猛烈，故選項(xiàng)B正確；壓強(qiáng)變大時(shí)，由于氣體溫度不確定，則氣體的體積可能不變，可能變大，也可能變小，其分子間的平均距離可能不變，也可能變大或變小，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；壓強(qiáng)變小時(shí)，氣體的體積可能不變，可能變大也可能變小，所以分子間的平均距離可能不變，也可能變大或變小，故選項(xiàng)D正確．4．(2022·高考新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ)確定量的抱負(fù)氣體從狀態(tài)a開(kāi)頭，經(jīng)受三個(gè)過(guò)程ab、bc、ca回到原狀態(tài)，其p－T圖象如圖所示．下列推斷正確的是()A．過(guò)程ab中氣體確定吸熱B．過(guò)程bc中氣體既不吸熱也不放熱C．過(guò)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E．b和c兩個(gè)狀態(tài)中，容器壁單位面積單位時(shí)間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同解析：選ADE.由p－T圖象可知過(guò)程ab是等容變化，溫度上升，內(nèi)能增加，體積不變，由熱力學(xué)第確定律可知過(guò)程ab確定吸熱，選項(xiàng)A正確；過(guò)程bc溫度不變，即內(nèi)能不變，由于過(guò)程bc體積增大，所以氣體對(duì)外做功，由熱力學(xué)第確定律可知，氣體確定吸取熱量，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；過(guò)程ca壓強(qiáng)不變，溫度降低，內(nèi)能削減，體積減小，外界對(duì)氣體做功，由熱力學(xué)第確定律可知，放出的熱量確定大于外界對(duì)氣體做的功，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，由p－T圖象可知，a狀態(tài)氣體溫度最低，則平均動(dòng)能最小，選項(xiàng)D正確；b、c兩狀態(tài)溫度相等，分子平均動(dòng)能相等，由于壓強(qiáng)不相等，所以單位面積單位時(shí)間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同，選項(xiàng)E正確．5．(2022·貴陽(yáng)測(cè)試)下列說(shuō)法正確的是()A．將大顆粒的鹽磨成細(xì)鹽，細(xì)鹽還是屬于晶體B．滿(mǎn)足能量守恒定律的宏觀過(guò)程都是可以自發(fā)進(jìn)行的C．0℃的冰熔化成0℃的水，其分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能照舊不變D．布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子的無(wú)規(guī)章運(yùn)動(dòng)，液體溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越激烈E．宇航員王亞平在太空中制作的水球呈球形是由于失重和水的表面張力作用的結(jié)果解析：選ACE.磨成細(xì)鹽，未轉(zhuǎn)變晶體點(diǎn)陣，故A正確；熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程都具有方向性，故B錯(cuò)誤；0℃的冰和水，分子平均動(dòng)能相同，C正確，布朗運(yùn)動(dòng)是固體小顆粒的運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)；在失重的環(huán)境中，表面張力使液體呈球形，E正確．6．下列說(shuō)法中正確的是()A．已知水的摩爾質(zhì)量和水分子的質(zhì)量，就可以計(jì)算出阿伏加德羅常數(shù)B．布朗運(yùn)動(dòng)說(shuō)明分子在永不停息地做無(wú)規(guī)章運(yùn)動(dòng)C．兩個(gè)分子由很遠(yuǎn)(r＞10－9m)距離減小到很難再靠近的過(guò)程中，分子間作用力先減小后增大，分子勢(shì)能不斷增大D．露珠呈球狀是由于液體表面張力的作用E．物體的溫度上升，則物體中全部分子的分子動(dòng)能都增大解析：選ABD.NA＝eq\f(Mmol,m0)，故A正確；布朗運(yùn)動(dòng)是分子熱運(yùn)動(dòng)的試驗(yàn)基礎(chǔ)，B正確；當(dāng)r＝r0時(shí)，分子力為0，兩分子從很遠(yuǎn)到很近，分子力先減小后增大，分子勢(shì)能先減小后增大，C錯(cuò)誤；表面張力使液體表面積最小為球形，D正確；物體的溫度上升，分子的平均動(dòng)能增大，并不是全部分子動(dòng)能都增大，E錯(cuò)．7．(1)重慶出租車(chē)常以自然?氣作為燃料，加氣站儲(chǔ)氣罐中自然?氣的溫度隨氣溫上升的過(guò)程中，若儲(chǔ)氣罐內(nèi)氣體體積及質(zhì)量均不變，則罐內(nèi)氣體(可視為抱負(fù)氣體)________．A．壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減小B．吸取熱量，內(nèi)能增大C．壓強(qiáng)變大，分子平均動(dòng)能增大D．對(duì)外做功，分子平均動(dòng)能減小E．對(duì)外不做功，分子平均動(dòng)能增大(2)“拔火罐”是一種中醫(yī)療法，為了探究“火罐”的“吸力”，某人設(shè)計(jì)了如圖試驗(yàn)．圓柱狀汽缸(橫截面積為S)被固定在鐵架臺(tái)上，輕質(zhì)活塞通過(guò)細(xì)線與重物m相連，將一團(tuán)燃燒的輕質(zhì)酒精棉球從缸底的開(kāi)關(guān)K處扔到汽缸內(nèi)，酒精棉球熄滅時(shí)(設(shè)此時(shí)缸內(nèi)溫度為t℃)密閉開(kāi)關(guān)K，此時(shí)活塞下的細(xì)線剛好拉直且拉力為零，而這時(shí)活塞距缸底為L(zhǎng).由于汽缸傳熱良好，重物被吸起，最終重物穩(wěn)定在距地面L/10處．已知環(huán)境溫度為27℃不變，mg/S與1/6大氣壓強(qiáng)相當(dāng)，汽缸內(nèi)的氣體可看做抱負(fù)氣體，求t值．解析：(1)儲(chǔ)氣罐內(nèi)氣體體積及質(zhì)量均不變，溫度上升，氣體從外界吸取熱量，分子平均動(dòng)能增大，內(nèi)能增大，壓強(qiáng)變大．因氣體體積不變，故外界對(duì)氣體不做功，B、C、E正確．(2)對(duì)汽缸內(nèi)封閉氣體爭(zhēng)辯，Ⅰ狀態(tài)：p1＝p0，V1＝LS，T1＝(273＋t)KⅡ狀態(tài)：p2＝p0－eq\f(mg,S)＝eq\f(5,6)p0，V2＝eq\f(9,10)LS，T2＝300K由抱負(fù)氣體狀態(tài)方程：eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)，故t＝127℃.答案：(1)BCE(2)127℃8．(1)關(guān)于確定量的氣體，下列說(shuō)法正確的是________．A．氣體的體積指的是該氣體的分子所能到達(dá)的空間的體積，而不是該氣體全部分子體積之和B．只要能減弱氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的猛烈程度，氣體的溫度就可以降低C．在完全失重的狀況下，氣體對(duì)容器壁的壓強(qiáng)為零D．氣體從外界吸取熱量，其內(nèi)能確定增加E．氣體在等壓膨脹過(guò)程中溫度確定上升(2)如圖，A容器容積為10L，里面布滿(mǎn)12atm、溫度為300K的抱負(fù)氣體，B容器是真空，現(xiàn)將A中氣體溫度上升到400K，然后打開(kāi)閥門(mén)S，將A中的氣體釋放一部分到B容器，當(dāng)A容器內(nèi)壓強(qiáng)降到4atm時(shí)，關(guān)閉閥門(mén)，這時(shí)B容器內(nèi)的壓強(qiáng)是3atm.不考慮氣體膨脹過(guò)程中溫度的變化，求B容器的容積．解析：(1)氣體分子在空間可自由移動(dòng)，因此氣體體積應(yīng)是氣體分子所能到達(dá)的空間，選項(xiàng)A正確；分子熱運(yùn)動(dòng)的猛烈程度與溫度有關(guān)，溫度越高，分子運(yùn)動(dòng)越猛烈，選項(xiàng)B正確；氣體壓強(qiáng)的大小等于氣體作用在器壁單位面積上的壓力，與失、超重?zé)o關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；氣體吸取熱量的同時(shí)可對(duì)外做功，內(nèi)能不愿定增加，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；氣體等壓膨脹，由eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)可知溫度確定上升，選項(xiàng)E正確．(2)設(shè)A容器容積為VA，溫度T0＝300K時(shí)，壓強(qiáng)為p0；溫度上升到T1＝400K時(shí)，壓強(qiáng)為p1，依據(jù)查理定律有eq\f(p0,T0)＝eq\f(p1,T1)解得p1＝16atm對(duì)于氣體膨脹過(guò)程，為等溫變化，以膨脹后A中氣體為爭(zhēng)辯對(duì)象，初態(tài)：p1′＝16atm體積為V1′末態(tài)：p2′＝4atmV2′＝10L依據(jù)玻意耳定律有p1′V1′＝p2′V2′解得V1′＝2.5L.對(duì)B中氣體初態(tài)：p＝16atmV＝VA－V1′＝7.5L末態(tài)：p′＝3atmV′＝VB同理有pV＝p′V′解得VB＝V′＝40L.答案：(1)ABE(2)40L9．(2022·高考新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ)(1)下列說(shuō)法正確的是________．A．懸浮在水中的花粉的布朗運(yùn)動(dòng)反映了花粉分子的熱運(yùn)動(dòng)B．空中的小雨滴呈球形是水的表面張力作用的結(jié)果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)溫度較低的緣由E．干濕泡溫度計(jì)的濕泡顯示的溫度低于干泡顯示的溫度，這是濕泡外紗布中的水蒸發(fā)吸熱的結(jié)果(2)如圖，兩汽缸A、B粗細(xì)均勻、等高且內(nèi)壁光滑，其下部由體積可忽視的細(xì)管連通；A的直徑是B的2倍，A上端封閉，B上端與大氣連通；兩汽缸除A頂部導(dǎo)熱外，其余部分均絕熱．兩汽缸中各有一厚度可忽視的絕熱輕活塞a、b，活塞下方充有氮?dú)猓钊鸻上方充有氧氣．當(dāng)大氣壓為p0、外界和汽缸內(nèi)氣體溫度均為7℃且平衡時(shí)，活塞a離汽缸頂?shù)木嚯x是汽缸高度的eq\f(1,4)，活塞b在汽缸的正中間．①現(xiàn)通過(guò)電阻絲緩慢加熱氮?dú)猓?dāng)活塞b恰好升至頂部時(shí)，求氮?dú)獾臏囟龋虎谶B續(xù)緩慢加熱，使活塞a上升．當(dāng)活塞a上升的距離是汽缸高度的eq\f(1,16)時(shí)，求氧氣的壓強(qiáng)．解析：(1)懸浮在水中的花粉的布朗運(yùn)動(dòng)反映了水分子的熱運(yùn)動(dòng)，而不是反映花粉分子的熱運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．由于表面張力的作用使液體表面的面積收縮，使小雨滴呈球形，選項(xiàng)B正確．液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性，彩色液晶顯示器就利用了這一性質(zhì)，選項(xiàng)C正確．高原地區(qū)水的沸點(diǎn)較低是由于高原地區(qū)的大氣壓強(qiáng)較小，水的沸點(diǎn)隨大氣壓強(qiáng)的降低而降低，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．由于液體蒸發(fā)時(shí)吸取熱量，溫度降低，所以濕泡顯示的溫度低于干泡顯示的溫度，選項(xiàng)E正確．(2)①活塞b升至頂部的過(guò)程中，活塞a不動(dòng)，活塞a、b下方的氮?dú)庾龅葔鹤兓?，設(shè)汽缸A的容積為V0，氮?dú)獬鯌B(tài)體積為V1，溫度為T(mén)1，末態(tài)體積為V2，溫度為T(mén)2，按題意，汽缸B的容積為eq\f(V0,4)，由題給數(shù)據(jù)和蓋－呂薩克定律得V1＝eq\f(3,4)V0＋eq\f(1,2)×eq\f(V0,4)＝eq\f(7,8)V0V2＝eq\f(3,4)V0＋eq\f(1,4)V0＝V0eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)由以上各式和題給數(shù)據(jù)得T2＝320K.②活塞b升至頂部后，由于連續(xù)緩慢加熱，活塞a開(kāi)頭向上移動(dòng)，直至活塞上升的距離是汽缸高度的eq\f(1,16)時(shí)，活塞a上方的氧氣做等溫變化，設(shè)氧氣初態(tài)體積為V′1，壓強(qiáng)為p′1，末態(tài)體積為V′2，壓強(qiáng)為p′2，由題給數(shù)據(jù)和玻意耳定律得V′1＝eq\f(1,4)V0，p′1＝p0，V′2＝eq\f(3,16)V0p′1V′1＝p′2V′2由以上各式得p′2＝eq\f(4,3)p0.答案：(1)BCE(2)①320K②eq\f(4,3)p010．(2022·高考江蘇卷)一種海浪發(fā)電機(jī)的氣室如圖所示．工作時(shí)，活塞隨海浪上升或下降，轉(zhuǎn)變氣室中空氣的壓強(qiáng)，從而驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣閥門(mén)和出氣閥門(mén)打開(kāi)或關(guān)閉．氣室先后經(jīng)受吸入、壓縮和排出空氣的過(guò)程，推動(dòng)出氣口處的裝置發(fā)電．氣室中的空氣可視為抱負(fù)氣體．(1)下列對(duì)抱負(fù)氣體的理解，正確的有________．A．抱負(fù)氣體實(shí)際上并不存在，只是一種抱負(fù)模型B．只要?dú)怏w壓強(qiáng)不是很高就可視為抱負(fù)氣體C．確定質(zhì)量的某種抱負(fù)氣體的內(nèi)能與溫度、體積都有關(guān)D．在任何溫度、任何壓強(qiáng)下，抱負(fù)氣體都遵循氣體試驗(yàn)定律(2)壓縮過(guò)程中，兩個(gè)閥門(mén)均關(guān)閉．若此過(guò)程中，氣室中的氣體與外界無(wú)熱量交換，內(nèi)能增加了3.4×104J，則該氣體的分子平均動(dòng)能________(選填“增大”、“減小”或“不變”)，活塞對(duì)該氣體所做的功________(選填“大于”、“小于”或“等于”)3.4×104J.(3)上述過(guò)程中，氣體剛被壓縮時(shí)的溫度為27℃，體積為0.224m3,壓強(qiáng)為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓．已知1mol氣體在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、0℃時(shí)的體積為22.4L,阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.02×1023mol－1.計(jì)算此時(shí)氣室中氣體的分子數(shù)．(計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字)解析：(1)抱負(fù)氣體是一種抱負(fù)化模型，溫度不太低，壓強(qiáng)不太大的實(shí)際氣體可視為抱負(fù)氣體；只有抱負(fù)氣體才遵循氣體的試驗(yàn)定律，選項(xiàng)A、D正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．確定質(zhì)量的抱負(fù)氣體的內(nèi)能完全由溫度打算，與體