4、各等間隔速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比。圖中曲線能正確表示某一溫度下氣體分子麥克斯韋速率分布規(guī)律的是( )
A．曲線① B．曲線②
C．曲線③ D．曲線④
答案：D
解析：分子速率分布曲線是正態(tài)分布，一定溫度下氣體分子速率很大和很小的占總分子數(shù)的比率都很少，呈現(xiàn)“中間多，兩頭少”的規(guī)律，只有曲線④符合實際情況。本題易錯選B，注意到曲線上速率為零的分子占有總分子數(shù)的比率是某一值，這是不可能的，因為分子在做永不停息的無規(guī)則熱運動。
4．某自行車輪胎的容積為V，里面已有壓強(qiáng)為p0的空氣，現(xiàn)在要使輪胎內(nèi)的氣壓增大到p，設(shè)充氣過程為等溫過程，空氣可看作理想氣體，輪胎容積保
5、持不變，則還要向輪胎充入溫度相同，壓強(qiáng)也是p0的空氣，其體積為( )
A.V B．V
C．(－1)V D．(＋1)V
答案：C
解析：設(shè)所求體積為Vx，由玻意耳定律，p0(Vx＋V)＝pV，可得Vx＝(－1)V，C正確。
5.如圖是一種氣壓保溫瓶的結(jié)構(gòu)示意圖。用手按下按壓器時，氣室上方的小孔被堵塞。以瓶內(nèi)密閉氣體為研究對象，按壓器未按下時瓶內(nèi)氣體(含氣室)壓強(qiáng)為p，體積為V0，按壓器按下后瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p，忽略瓶內(nèi)氣體溫度變化，此時瓶內(nèi)氣體體積為( )
A.V0 B．V0
C.V0 D．V0
答案：A
解析：因忽略瓶內(nèi)氣體溫度變化，所以瓶內(nèi)氣體發(fā)生了等溫變化，根據(jù)玻意爾定
6、律p0V0＝pV有，V＝V0，選項A正確。
6．(2014·上海高考)在“用DIS研究在溫度不變時，一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”實驗中，某同學(xué)將注射器活塞置于刻度為10 mL處，然后將注射器連接壓強(qiáng)傳感器并開始實驗，氣體體積V每增加1 mL測一次壓強(qiáng)p，最后得到p和V的乘積逐漸增大。
(1)由此可推斷，該同學(xué)的實驗結(jié)果可能為圖__________。
(2)圖線彎曲的可能原因是在實驗過程中( )
A．注射器中有異物 B．連接軟管中存在氣體
C．注射器內(nèi)氣體溫度升高 D．注射器內(nèi)氣體溫度降低
答案：(1)甲 (2)C
解析：根據(jù)＝C可得V＝CT，說明只有在溫度不變時，氣體的
7、體積V與壓強(qiáng)的倒數(shù)才成正比。在體積增大，壓強(qiáng)減小的過程中，溫度要升高，所以V-圖象斜率要變大。故該同學(xué)的實驗結(jié)果可能為圖甲。圖線彎曲的可能原因是在實驗過程中，注射器內(nèi)氣體溫度升高。
7．(2015·河北保定期末)我國已開展空氣中PM2.5濃度的監(jiān)測工作。PM2.5是指空氣中直徑等于或小于2.5μm的懸浮顆粒物，其飄浮在空中做無規(guī)則運動，很難自然沉降到地面，吸入后對人體形成危害。礦物燃料燃燒的排放物是形成PM2.5的主要原因。下列關(guān)于PM2.5的說法中正確的是( )
A．PM2.5的尺寸與空氣中氧分子的尺寸的數(shù)量級相當(dāng)
B．PM2.5在空氣中的運動屬于分子熱運動
C．PM2.5的運動軌
8、跡只是由大量空氣分子對PM2.5無規(guī)則碰撞的不平衡決定的
D．倡導(dǎo)低碳生活，減少煤和石油等燃料的使用，能有效減小PM2.5在空氣中的濃度
E．PM2.5必然有內(nèi)能
答案：DE
解析：PM2.5的尺寸比空氣中氧分子的尺寸大得多，A錯誤；PM2.5在空氣中的運動不屬于分子熱運動，B錯誤；PM2.5的運動軌跡是由大量空氣分子對PM2.5無規(guī)則碰撞的不平衡和氣流的運動決定的，C錯誤。倡導(dǎo)低碳生活，減少煤和石油等燃料的使用，能有效減小PM2.5在空氣中的濃度，PM2.5必然有內(nèi)能，D、E正確。
8.如圖，固定的導(dǎo)熱氣缸內(nèi)用活塞密封一定質(zhì)量的理想氣體，氣缸置于溫度不變的環(huán)境中?，F(xiàn)用力使活塞緩慢地
9、向上移動，密閉氣體的狀態(tài)發(fā)生了變化。下列圖象中p、V和U分別表示該氣體的壓強(qiáng)、體積和內(nèi)能，k表示該氣體分子的平均動能，n表示單位體積內(nèi)氣體的分子數(shù)，a、d為雙曲線，b、c為直線。能正確反映上述過程的是( )
答案：ABD
解析：氣缸置于溫度不變的環(huán)境中說明氣體做等溫變化，其p－V圖象是雙曲線，A正確；理想氣體的內(nèi)能由分子動能決定，溫度不變，氣體的內(nèi)能不變，B正確，C錯誤；單位體積內(nèi)氣體的分子數(shù)與體積的乘積為容器內(nèi)分子總數(shù)，容器內(nèi)分子總數(shù)不變，D正確。
9.如圖所示，氣缸和活塞與外界均無熱交換，中間有一個固定的導(dǎo)熱性良好的隔板，封閉著兩部分氣體A和B，活塞處于靜止平衡狀態(tài)?，F(xiàn)通過電熱
10、絲對氣體A加熱一段時間，后來活塞達(dá)到新的平衡，不計氣體分子勢能，不計活塞與氣缸壁間的摩擦，大氣壓強(qiáng)保持不變，則下列判斷正確的是( )
A．氣體A吸熱，內(nèi)能增加
B．氣體B吸熱，對外做功，內(nèi)能不變
C．氣體A分子的平均動能增大
D．氣體A和氣體B內(nèi)每個分子的動能都增大
E．氣體B分子單位時間內(nèi)對器壁單位面積碰撞總次數(shù)減少
答案：ACE
解析：氣體A進(jìn)行等容變化，則W＝0，根據(jù)ΔU＝W＋Q可知氣體A吸收熱量，內(nèi)能增加，溫度升高，氣體A分子的平均動能變大，但是不是每個分子的動能都是增加的，選項A、C正確，D錯誤；因為中間是導(dǎo)熱隔板，所以氣體B吸收熱量，溫度升高，內(nèi)能增加；又因為壓強(qiáng)不
11、變，故體積變大，氣體對外做功，選項B錯誤；氣體B的壓強(qiáng)不變，但是體積增大，所以氣體B分子單位時間內(nèi)對器壁單位面積的碰撞次數(shù)減少，選項E正確。
10．如圖，水平放置的密封汽缸內(nèi)的氣體被一豎直隔板分隔為左右兩部分，隔板可在汽缸內(nèi)無摩擦滑動，右側(cè)汽缸內(nèi)有一電熱絲。汽缸壁和隔板均絕熱。初始時隔板靜止，左右兩邊氣體溫度相等?，F(xiàn)給電熱絲提供一微弱電流，通電一段時間后切斷電源。當(dāng)缸內(nèi)氣體再次達(dá)到平衡時，與初始狀態(tài)相比( )
A．右邊氣體溫度升高，左邊氣體溫度不變
B．左右兩邊氣體溫度都升高
C．左邊氣體壓強(qiáng)增大
D．右邊氣體內(nèi)能的增加量等于電熱絲放出的熱量
答案：BC
解析：當(dāng)電熱絲通電
12、后，右邊的氣體溫度升高、體積膨脹，將隔板向左推，對左邊的氣體做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，左邊氣體內(nèi)能增加，氣體的溫度升高。根據(jù)氣體定律左邊的氣體壓強(qiáng)增大，B、C正確，右邊氣體內(nèi)能的增加值為電熱絲發(fā)出的熱量減去對左邊的氣體所做的功，D錯。
第Ⅱ卷(非選擇題 共60分)
二、填空題(共3小題，共18分。把答案直接填在橫線上)
11．(6分)(2015·浙江自選模塊)如圖所示，內(nèi)壁光滑的圓柱形金屬容器內(nèi)有一個質(zhì)量為m、面積為S的活塞。容器固定放置在傾角為θ的斜面上。一定量的氣體被密封在容器內(nèi)，溫度為T0，活塞底面與容器底面平行，距離為h。已知大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度為g。
(1)容器內(nèi)氣體壓
13、強(qiáng)為________。
(2)由于環(huán)境溫度變化，活塞緩慢下移時氣體溫度為________；此過程中容器內(nèi)氣體________(選填“吸熱”或“放熱”)，氣體分子的平均速率________(選填“增大”“減小”或“不變”)。
答案：(1)p0＋ (2) 放熱 減小
解析：(1)容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p＝p0＋。
(2)由于氣體做等壓變化，由蓋·呂薩克定律可得＝，解得T′＝；外界對氣體做功，而氣體的內(nèi)能減小，氣體一定對外放熱；溫度降低，分子的平均動能減小，平均速率也減小。
12．(6分)可燃冰是天然氣的固體狀態(tài)，深埋于海底和陸地永久凍土層中，它的主要成分是甲烷分子與水分子，是極具發(fā)展?jié)?/p>
14、力的新能源。如果海底地層斷裂，可燃冰分解產(chǎn)生的氣體就會噴出海面。設(shè)有一定質(zhì)量的甲烷氣體從海面下某處上升，不計海水溫度的變化，甲烷氣體在海水中上升時對周圍海水做________(填“正”或“負(fù)”)功，甲烷氣體______(填“吸熱”、“放熱”或“與海水無熱交換”)。
答案：正 吸熱
解析：本題關(guān)鍵是看懂氣泡在水中上升由于壓力的緣故氣泡會逐漸變大對外做功，由于溫度不變，氣體內(nèi)能不變，對外做功吸熱。
13．(6分)在“用油膜法估測分子的大小”的實驗中，現(xiàn)有按體積比為nm配制好的油酸酒精溶液置于容器中，還有一個盛有約2cm深水的淺盤，一支滴管，一個量筒。
(1)用滴管向量筒內(nèi)加注N滴油酸
15、酒精溶液，讀其體積V。再用滴管將一滴油酸酒精溶液滴入淺盤，等油酸薄膜穩(wěn)定后，將薄膜輪廓描繪在坐標(biāo)紙上，如圖所示。(已知坐標(biāo)紙上每個小方格面積為S)則油膜面積為________。
(2)估算油酸分子直徑的表達(dá)式為d＝________。
答案：(1)8S (2)
解析：(1)利用補(bǔ)償法，可查得面積為8S。
(2)1滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為V′＝×，油膜面積S′＝8S，由d＝，得d＝。
三、論述計算題(共5小題，共42分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)
14．(8分)空調(diào)在制冷過程中，室內(nèi)空
16、氣中的水蒸氣接觸蒸發(fā)器(銅管)液化成水，經(jīng)排水管排走，空氣中水分越來越少，人會感覺干燥。若有一空調(diào)工作一段時間后，排出液化水的體積V＝1.0×103cm3。已知水的密度ρ＝1.0×103kg/m3、摩爾質(zhì)量M＝1.8×10－2kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.0×1023mol－1。試求：(結(jié)果均保留一位有效數(shù)字)
(1)該液化水中含有水分子的總數(shù)N；
(2)一個水分子的直徑d。
答案：(1)3×1025 (2)4×10－10m
解析：(1)水的摩爾體積為：
V0＝＝m3/mol＝1.8×10－5m3/mol
水分子數(shù)：N＝＝≈3×1025(個)
(2)建立水分子的球模型有＝
17、πd3
得水分子直徑d＝＝m＝4×10－10m
15．(8分)(2016·安徽省皖南八校聯(lián)考)如圖所示，一網(wǎng)柱形導(dǎo)熱良好的氣瓶水平放置，瓶內(nèi)有用導(dǎo)熱良好的活塞分開的A、B兩部分，分別裝有理想氣體．活塞與瓶內(nèi)壁氣密性好，并可在瓶內(nèi)自由移動，不計摩擦，開始時，A、B兩部分氣體的體積之比為21，壓強(qiáng)均為p，大氣溫度為T，K為閥門。
(1)當(dāng)溫度升高時，活塞將如何移動？
(2)若因閥門封閉不嚴(yán)，B中氣體向外緩慢漏氣，活塞將緩慢移動，整個過程中氣體溫度不變，瓶口處氣體體積可以忽略。當(dāng)活塞向右緩慢移動至B中體積減為原來一半時，A中氣體的壓強(qiáng)多大？若此過程A中氣體對外做功為W，則A中氣體內(nèi)能變
18、化多少？
答案：(1)不發(fā)生移動 (2)0.8p，內(nèi)能不變
解析：(1)假設(shè)溫度升高過程中活塞不動，則氣體體積保持不變，氣體發(fā)生等容變化，由查理定律得：＝，
解得：p′＝p，
氣體壓強(qiáng)的變化量：Δp＝p′－p＝p＝p，
由于p、ΔT、T都相同，兩邊氣體壓強(qiáng)的變化量Δp相同，活塞將靜止不動；
(2)設(shè)開始A的體積為2V，則B的體積為V，由題意可知，氣體A后來的體積為2.5V，A氣體發(fā)生等溫變化，由玻意耳定律得：
p×2V＝p′×2.5V，
解得：p′＝0.8p；
由于氣體A的溫度不變，氣體內(nèi)能不變，△U＝0。
16．(10分)(2014·新課標(biāo)Ⅱ)如圖，兩氣缸A、B粗細(xì)均勻，
19、等高且內(nèi)壁光滑，其下部由體積可忽略的細(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；兩氣缸除A頂部導(dǎo)熱外，其余部分均絕熱。兩氣缸中各有一厚度可忽略的絕熱輕活塞a、b，活塞下方充有氮氣，活塞a上方充有氧氣。當(dāng)大氣壓為p0，外界和氣缸內(nèi)氣體溫度均為7℃且平衡時，活塞a離氣缸A的距離是氣缸高度的，活塞b在氣缸正中間。
(1)現(xiàn)通過電阻絲緩慢加熱氮氣，當(dāng)活塞b恰好升至頂部時，求氮氣的溫度；
(2)繼續(xù)緩慢加熱，使活塞a上升，當(dāng)活塞a上升的距離是氣缸高度的時，求氧氣的壓強(qiáng)。
答案：(1)320K (2)p0
解析：(1)活塞b上升到頂部的過程中，活塞a不動，活塞a、b下方的氮氣發(fā)
20、生等壓變化，設(shè)氣缸A的容積為V0，氮氣的初態(tài)體積為V1，溫度為T1，末態(tài)體積為V2，溫度為T2，由題意氣缸B的容積為，根據(jù)題中數(shù)據(jù)
v1＝V0＋＝V0 ①
v2＝V0＋V0＝V0 ②
由蓋·呂薩克定律得
＝ ③
由①②③式和題給數(shù)據(jù)得
T2＝320K ④
(2)活塞b升至頂部后，由于緩慢加熱，活塞a開始向上移動，直至活塞上升的距離是氣缸高度的時，活塞a上方的氧氣發(fā)生等溫變化，設(shè)氧氣的初態(tài)體積為V1′，壓強(qiáng)為p1′；末態(tài)體積為V2′，熱強(qiáng)為p2′，由題給數(shù)據(jù)
V1′＝V0，p1′＝p0，V2′＝V0 ⑤
由玻意耳定律有
p1′V1′＝p2′V2″ ⑥
由⑤⑥得
21、
p2′＝p0 ⑦
17．(8分)(2014·山東理綜)一種水下重物打撈方法的工作原理如圖所示。將一質(zhì)量M＝3×103kg、體積V0＝0.5m3的重物捆綁在開口朝下的浮筒上。向浮筒內(nèi)充入一定質(zhì)量的氣體，開始時筒內(nèi)液面到水面的距離h1＝40m，筒內(nèi)氣體體積V1＝1m3。在拉力作用下浮筒緩慢上升，當(dāng)筒內(nèi)液面到水面的距離為h2時，拉力減為零，此時氣體體積為V2，隨后浮筒和重物自動上浮。求V2和h2。
已知大氣壓強(qiáng)p0＝1×105Pa，水的密度ρ＝1×103kg/m3，重力加速度的大小g＝10m/s2。不計水溫變化，筒內(nèi)氣體質(zhì)量不變且可視為理想氣體，浮筒質(zhì)量和筒壁厚度可忽略。
答案：2.5m3
22、 10m
解析：當(dāng)F＝0時，由平衡條件得
Mg＝ρg(V0＋V2) ①
代入數(shù)據(jù)得
V2＝2.5m3 ②
設(shè)筒內(nèi)氣體初態(tài)、末態(tài)的壓強(qiáng)分別為p1、p2，由題意得
p1＝p0＋ρgh1 ③
p2＝p0＋ρgh2 ④
在此過程中筒內(nèi)氣體溫度和質(zhì)量不變，由玻意耳定律得
p1V1＝p2V2 ⑤
聯(lián)立②③④⑤式，代入數(shù)據(jù)得
h2＝10m
18．(8分)(2014·江蘇高考)一種海浪發(fā)電機(jī)的氣室如圖所示。工作時，活塞隨海浪上升或下降，改變氣室中空氣的壓強(qiáng)，從而驅(qū)動進(jìn)氣閥門和出氣閥門打開或關(guān)閉。氣室先后經(jīng)歷吸入、壓縮和排出空氣的過程，推動出氣口處的裝置發(fā)電。氣室中的空氣可視為
23、理想氣體。
(1)下列對理想氣體的理解，正確的有________。
A．理想氣體實際上并不存在，只是一種理想模型
B．只要氣體壓強(qiáng)不是很高就可視為理想氣體
C．一定質(zhì)量的某種理想氣體的內(nèi)能與溫度、體積都有關(guān)
D．在任何溫度、任何壓強(qiáng)下，理想氣體都遵循氣體實驗定律
(2)壓縮過程中，兩個閥門均關(guān)閉。若此過程中，氣室中的氣體與外界無熱量交換，內(nèi)能增加了3.4×104J，則該氣體的分子平均動能________(選填“增大”、“減小”或“不變”)，活塞對該氣體所做的功________(選填“大于”、“小于”或“等于”)3.4×104J。
(3)上述過程中，氣體剛被壓縮時的溫度為27℃
24、，體積為0.224m3，壓強(qiáng)為1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。已知1mol氣體在1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、0℃時的體積為22.4L，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.02×1023mol－1。計算此時氣室中氣體的分子數(shù)。(計算結(jié)果保留一位有效數(shù)字)
答案：(1)AD (2)增大 等于 (3)5×1024(或6×1024)
解析：本題主要考查理想氣體的實驗定律的理解和內(nèi)能的變化問題，解題的關(guān)鍵是理想氣體的理解。
(1)理想氣體是一種理想的模型，實際并不存在，但實際氣體在溫度不太高，壓強(qiáng)不太大時都可視為理想氣體，故選項A正確，B錯誤；理想氣體的內(nèi)能僅與溫度有關(guān)，選項C錯誤；理想氣體遵循氣體實驗定律，選項D正確。
(2)氣體內(nèi)能增加，溫度升高，分子的平均動能將增大；由熱力學(xué)第一定律W＋Q＝ΔE知，W＝ΔE＝3.4×104J。
(3)設(shè)氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時的體積為V1，等壓過程＝
氣體物質(zhì)的量n＝，且分子數(shù)N＝nNA，解得N＝NA
代入數(shù)據(jù)得N＝5×1024(或N＝6×1024)
【走向高考2017年高考物理人教版一輪復(fù)習(xí) 綜合測試題11
