高三物理二輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題限時(shí)練13 第1部分 專(zhuān)題13 分子動(dòng)理論、氣體及熱力學(xué)定律

1、專(zhuān)題限時(shí)練專(zhuān)題限時(shí)練( (十三十三) )分子動(dòng)理論分子動(dòng)理論氣體及熱力學(xué)定律氣體及熱力學(xué)定律 (時(shí)間：40 分鐘，滿分：80 分) 一、選擇題(本題共 6 小題，每小題 5 分在每小題給出的選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要 求全部選對(duì)的得 5 分，選對(duì)但不全的得 3 分，有錯(cuò)選的得 0 分) 1(2015山東高考)墨滴入水，擴(kuò)而 散之，徐徐混勻關(guān)于 該現(xiàn)象的分析正確的是 () A混合均勻主要是由于碳粒受重力作用 B混合均勻的過(guò)程中，水分子和碳粒都做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) C使用碳粒更小的墨汁，混合均勻的過(guò)程進(jìn)行得更迅速 D墨汁的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)是由于碳粒和水分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的 2(2015江蘇高考)對(duì)下列幾種固體物質(zhì)

2、的認(rèn)識(shí)，正確的有() A食鹽熔化過(guò)程中，溫度保持不變，說(shuō)明食鹽是晶體 B燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面，熔化的蜂蠟呈橢圓形，說(shuō)明蜂蠟是晶 體 C天然石英表現(xiàn)為各向異性，是由于該物質(zhì)的微粒在空間的排列不規(guī)則 D石墨和金剛石的物理性質(zhì)不同，是由于組成它們的物質(zhì)微粒排列結(jié)構(gòu)不同 3(2015全國(guó)卷)下列說(shuō)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固體可以分為晶體和非晶體兩類(lèi)，有些晶體在不同方向上有不同的光學(xué)性質(zhì) C由同種元素構(gòu)成的固體，可能會(huì)由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體 D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 E在熔化過(guò)程中，晶體要

3、吸收熱量，但溫度保持不變，內(nèi)能也保持不變 4 (2015廣東高考)圖 137 為某實(shí)驗(yàn)器材的結(jié)構(gòu)示意圖， 金屬內(nèi)筒和隔熱外筒間封閉 了一定體積的空氣，內(nèi)筒中有水，在水加熱升溫的過(guò)程中，被封閉的空氣() 圖 137 A內(nèi)能增大 B壓強(qiáng)增大 C分子間引力和斥力都減小 D所有分子運(yùn)動(dòng)速率都增大 5給體積相同的兩個(gè)容器A、B分別裝滿溫度為 60 的熱水和 6 的冷水下列說(shuō)法 中正確的是() A由于溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，所以容器A中水分子的平均動(dòng)能比容器B中水分 子的平均動(dòng)能大 B由于溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈，所以容器A中水分子的布朗運(yùn)動(dòng)比容器B中水分 子的布朗運(yùn)動(dòng)更劇烈 C若把A、B兩個(gè)容器靠在一

4、起，則A、B兩容器內(nèi)水的內(nèi)能都將發(fā)生改變，這種改變 內(nèi)能的方式叫熱傳遞 D由于A、B兩容器內(nèi)水的體積相等，所以A、B兩容器中水分子間的平均距離相等 E已知水的相對(duì)分子質(zhì)量是 18，若容器B中水的質(zhì)量為 3 kg，水的密度為 1.010 kg/m ，阿伏加德羅常數(shù)NA6.0210 mol ，則容器B中水分子個(gè)數(shù)約為 1.010 6下列說(shuō)法中正確的是() A分子間的距離增大時(shí)，分子勢(shì)能一定增大 B晶體有確定的熔點(diǎn)，非晶體沒(méi)有確定的熔點(diǎn) C根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體 D物體吸熱時(shí)，它的內(nèi)能可能不增加 E一定質(zhì)量的理想氣體，如果壓強(qiáng)不變，體積增大，那么它一定從外界吸熱 二

5、、計(jì)算題(本題共 6 小題，共計(jì) 50 分解答過(guò)程要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟) 7(8 分)(2015重慶高考)北方某地的冬天室外氣溫很低，吹出的肥皂泡會(huì)很快凍 結(jié)若剛吹出時(shí)肥皂泡內(nèi)氣體溫度為T(mén)1、壓強(qiáng)為p1，肥皂泡凍結(jié)后泡內(nèi)氣體溫度降為T(mén)2.整 個(gè)過(guò)程中泡內(nèi)氣體視為理想氣體，不計(jì)體積和質(zhì)量變化，大氣壓強(qiáng)為p0.求凍結(jié)后肥皂膜內(nèi) 外氣體的壓強(qiáng)差 8(8 分)(2015江蘇高考)給某包裝袋充入氮?dú)夂竺芊猓?在室溫下，袋中氣體壓強(qiáng)為 1 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、 體積為 1 L 將其緩慢壓縮到壓強(qiáng)為2 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時(shí)， 氣體的體積變?yōu)?0.45 L請(qǐng)通過(guò)計(jì)算判斷該包裝袋是否漏氣 9(8 分)(2015海南

6、高考)如圖 138 所示，一底面積為S，內(nèi)壁光滑的圓柱形容器豎 323126 3 直放置在水平地面上，開(kāi)口向上，內(nèi)有兩個(gè)質(zhì)量均為m的相同活塞A和B；在A與B之間、 B與容器底面之間分別封有一定量的同樣的理想氣體， 平衡時(shí)體積均為V.已知容器內(nèi)氣體溫 度始終不變，重力加速度大小為g，外界大氣壓強(qiáng)為p0.現(xiàn)假設(shè)活塞B發(fā)生緩慢漏氣，致使 B最終與容器底面接觸求活塞A移動(dòng)的距離 圖 138 10(8 分)如圖 139 所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B到狀態(tài)C，此過(guò)程中 氣體吸收的熱量Q7.010 J已知在狀態(tài)A時(shí)氣體溫度為T(mén)A300 K，求： 2 圖 139 (1)在狀態(tài)B、C時(shí)氣體的溫度；

7、(2)此過(guò)程中氣體內(nèi)能的增量 11(8 分)如圖 1310 所示，在圓柱形氣缸中用具有質(zhì)量的光滑導(dǎo)熱活塞密閉有一定質(zhì) 量的理想氣體， 在氣缸底部開(kāi)有一小孔， 與 U 形水銀管相連， 已知外界大氣壓為p075 cmHg， 室溫t027 ，穩(wěn)定后兩邊水銀面的高度差為h1.5 cm，此時(shí)活塞離容器底部的高度為 L50 cm.已知柱形容器橫截面積S0.01 m2，75 cmHg1.0105Pa. 圖 1310 (1)求活塞的質(zhì)量； (2)使容器內(nèi)溫度降至63 ， 求此時(shí) U 形管兩側(cè)水銀面的高度差和活塞離容器底部的 高度L. 12(10 分)(2015棗莊模擬)如圖 1311甲所示，豎直放置的汽缸內(nèi)壁

8、光滑，橫截面 積為S110 m .活塞的質(zhì)量為m2 kg，厚度不計(jì)在A、B兩處設(shè)有限制裝置，使活塞 只能在A、B之間運(yùn)動(dòng)，B下方汽缸的容積為 1.010 m ，A、B之間的容積為 2.010 m ， 外界大氣壓強(qiáng)p01.010 Pa.開(kāi)始時(shí)活塞停在B處， 缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為0.9p0， 溫度為 27 . 現(xiàn)緩慢加熱缸內(nèi)氣體，直至327 .求： (1)活塞剛離開(kāi)B處時(shí)氣體的溫度t2； (2)缸內(nèi)氣體最后的壓強(qiáng)； (3)在圖乙中畫(huà)出整個(gè)過(guò)程中的p V圖線 5 3343 32 甲乙 圖 1311 【詳解答案】 1BC墨滴入水，最后混合均勻，這是擴(kuò)散現(xiàn)象，碳粒做布朗運(yùn)動(dòng)，水分子做無(wú)規(guī)則 的熱運(yùn)動(dòng)；碳粒越

9、小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯，混合均勻的過(guò)程進(jìn)行得越迅速，選項(xiàng)B、C 正確 2AD晶體在熔化過(guò)程中溫度保持不變，食鹽具有這樣的特點(diǎn)，則說(shuō)明食鹽是晶體， 選項(xiàng) A 正確；蜂蠟的導(dǎo)熱特點(diǎn)是各向同性的，燒熱的針尖使蜂蠟熔化后呈橢圓形，說(shuō)明云 母片的導(dǎo)熱特點(diǎn)是各向異性的，故云母片是晶體，選項(xiàng)B 錯(cuò)誤；天然石英表現(xiàn)為各向異性， 則該物質(zhì)微粒在空間的排列是規(guī)則的， 選項(xiàng) C 錯(cuò)誤；石墨與金剛石皆由碳原子組成， 但它們 的物質(zhì)微粒排列結(jié)構(gòu)是不同的，選項(xiàng)D 正確 3BCD將一晶體敲碎后，得到的小顆粒仍是晶體，故選項(xiàng)A 錯(cuò)誤單晶體具有各向異 性，有些單晶體沿不同方向上的光學(xué)性質(zhì)不同， 故選項(xiàng) B 正確例如金剛石和石墨由同

10、種元 素構(gòu)成，但由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體，故選項(xiàng) C 正確晶體與非晶體在 一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化，如天然水晶是晶體，熔融過(guò)的水晶(即石英玻璃)是非晶體，也有 些非晶體在一定條件下可轉(zhuǎn)化為晶體，故選項(xiàng)D 正確熔化過(guò)程中，晶體的溫度不變，但內(nèi) 能改變，故選項(xiàng) E 錯(cuò)誤 4AB在水加熱升溫的過(guò)程中，封閉氣體的溫度升高，內(nèi)能增大，選項(xiàng)A 正確；根據(jù) p T C知，氣體的壓強(qiáng)增大，選項(xiàng)B 正確；氣體的體積不變，氣體分子間的距離不變，分子間 的引力和斥力不變，選項(xiàng)C 錯(cuò)誤；溫度升高，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率增大，但并不是所有分 子運(yùn)動(dòng)的速率都增大，選項(xiàng)D 錯(cuò)誤 5 ACE布朗運(yùn)動(dòng)不是水分子的運(yùn)動(dòng)

11、， 而是水中小顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)， 所以選項(xiàng) B 錯(cuò)誤； 由于A、B兩容器中水的密度不同(熱水的密度較小)，所以A、B兩容器中水的質(zhì)量不同，水 分子的個(gè)數(shù)不同，水分子間的平均距離也不相等，選項(xiàng) D 錯(cuò)誤；根據(jù)題意，水的摩爾質(zhì)量 3 000500 為 18 g/mol，容器B中水的物質(zhì)的量為nmol mol，所以容器B中水分子個(gè)數(shù) 183 約為NnNA1.010 ，選項(xiàng) E 正確 6BDE分子間的距離有一個(gè)特殊值r0，此位置分子間引力與斥力平衡，分子勢(shì)能最 小當(dāng)分子間的距離小于r0時(shí)，分子勢(shì)能隨距離的增大而減小，當(dāng)分子間的距離大于r0時(shí)， 分子勢(shì)能隨距離的增大而增大，選項(xiàng) A 錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第二

12、定律可知，熱量不可能從低 溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化在有外力 做功的情況下熱量可以從低溫物體傳到 高溫物體，選項(xiàng) C 錯(cuò)誤 7解析：肥皂泡內(nèi)氣體等容變化，凍結(jié)后，設(shè)膜內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p2，則 ，得p2 26 p 1 p 2 T 1 T 2 T 2 T 1 T 2 p 1，則肥皂膜內(nèi)外氣體的壓強(qiáng)差pp2p0 p 1p0.T 1 答案：p1p0 8解析：若不漏氣，設(shè)加壓后的體積為V1，由玻意耳定律知：p0V0p1V1，代入數(shù)據(jù)得 T 2 T 1 V 10.5 L，因?yàn)?0.45 L0.5 L，說(shuō)明包裝袋漏氣 答案：漏氣 9解析：A與B之間、B與容器底面之間的氣體壓強(qiáng)分別為p1、p2，在漏氣前，

13、對(duì)A分 析有p1p0，對(duì)B有p2p1 mg S mg S mg B最終與容器底面接觸后，AB間的壓強(qiáng)為p，氣體體積為V，則有pp 0S 因?yàn)闇囟仁冀K不變，對(duì)于混合氣體有(p1p2)VpV設(shè)活塞B厚度為d，漏氣前A距 離底面的高度為 2V hd S 漏氣后A距離底面的高度為h 聯(lián)立可得hhh 以上各式聯(lián)立化簡(jiǎn)得h 答案： Vd S mgV . p 0Smg S mgV p 0Smg S 10解析：(1)從狀態(tài)A到狀態(tài)B，氣體等壓變化 VAVB TATB 解得TB400 K 從狀態(tài)B到狀態(tài)C，氣體等容變化， 解得TC800 K. (2)理想氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B， 對(duì)外做的功WpA(VBVA)1.0

14、10 (8.06.0)10 3 5 pCpB TCTB J2.010 J，根據(jù)熱力學(xué)第一定律有UQW 代入數(shù)據(jù)得U5.010 J. 答案：(1)TB400 KTC800 K(2)5.010 J 11解析：(1)根據(jù) U 形管兩側(cè)水銀面的高度差為h1.5 cm，可知A中氣體壓強(qiáng)pA1 2 2 2 p0ph75 cmHg1.5 cmHg76.5 cmHg 而pA1p0p 塞 1 55 所以活塞產(chǎn)生的壓強(qiáng)p 塞1.5 cmHg1.5 10 Pa0.0210 Pa 75 由p 塞mg/S，解得 m2 kg. (2)由于活塞光滑，所以氣體等壓變化，U 形管兩側(cè)水銀面的高度差不變 仍為h1.5 cm 初狀態(tài)：溫度T1300 K，體積V150 cmS； 末狀態(tài)：溫度T2210 K，體積V2LS 由蓋呂薩克定律， 解得活塞離容器底部的高度L35 cm. 答案：(1)2 kg(2)1.5 cm35 cm 12解析：(1)活塞剛離開(kāi)B處時(shí)，設(shè)氣體的壓強(qiáng)為p2，由