（新課標(biāo)）2020版高考物理二輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題六 分子動(dòng)理論、氣體及熱力學(xué)定律精練（含解析）

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1、分子動(dòng)理論、氣體及熱力學(xué)定律 (45分鐘) [刷基礎(chǔ)] 1．(多選)(2019·河北保定高三3月理科綜合)下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．—定質(zhì)量的理想氣體體積增大時(shí)，其內(nèi)能一定減少 B．氣體的溫度降低，某個(gè)氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能可能增加 C．當(dāng)水面上方的水蒸氣達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，水中不會(huì)有水分子飛出水面 D．氣體對(duì)器壁的壓強(qiáng)是由大量氣體分子對(duì)器壁不斷碰撞而產(chǎn)生的 解析：根據(jù)公式＝C可得體積增大，有可能壓強(qiáng)減小，溫度不變，其內(nèi)能不變，A錯(cuò)誤；溫度是分子的平均動(dòng)能的標(biāo)志，是大量分子運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，物體溫度降低，不是每個(gè)分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能均降低，個(gè)別分子動(dòng)能有可能增加，B正確；水蒸氣達(dá)到

2、飽和狀態(tài)時(shí)，蒸發(fā)和液化達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，仍舊會(huì)有蒸發(fā)現(xiàn)象，仍舊會(huì)有水分子飛出水面，C錯(cuò)誤；壓強(qiáng)就是因?yàn)榇罅繗怏w分子不斷碰撞容器器壁而產(chǎn)生的，D正確． 答案：BD 2．(多選)關(guān)于固體、液體和氣體，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．固體中的分子是靜止的，液體、氣體中的分子是運(yùn)動(dòng)的 B．液體表面層中分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力 C．液體的蒸發(fā)現(xiàn)象在任何溫度下都能發(fā)生 D．汽化現(xiàn)象是液體分子間因相互排斥而發(fā)生的 解析：無(wú)論固體、液體還是氣體，其內(nèi)部分子都在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；當(dāng)分子間距離為r0時(shí)，分子間的引力和斥力相等，液體表面層的分子比較稀疏，分子間距離大于r0，所以分子間作用力

3、表現(xiàn)為引力，B正確；蒸發(fā)只發(fā)生在液體表面，在任何溫度下都能發(fā)生，C正確；汽化是物質(zhì)從液態(tài)變成氣態(tài)的過(guò)程，汽化分為蒸發(fā)和沸騰兩種情況，不是分子間的相互排斥產(chǎn)生的，D錯(cuò)誤． 答案：BC 3．(多選)下列說(shuō)法正確的是(　　) A．布朗運(yùn)動(dòng)雖不是分子運(yùn)動(dòng)，但它證明了組成固體顆粒的分子在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) B．液體表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間的距離 C．?dāng)U散現(xiàn)象可以在液體、氣體中進(jìn)行，不能在固體中發(fā)生 D．隨著分子間距增大，分子間引力和斥力均減小，分子勢(shì)能不一定減小 解析：布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中固體顆粒的運(yùn)動(dòng)，而固體顆粒是由大量顆粒分子組成的，固體顆粒的運(yùn)動(dòng)是所有顆粒分子整體在運(yùn)動(dòng)，不能證明

4、組成固體顆粒的分子在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；液體表面分子比較稀疏，故液體表面分子間距離大于內(nèi)部分子之間距離，故B正確；擴(kuò)散現(xiàn)象可以在液體、氣體中進(jìn)行，也能在固體中發(fā)生，故C錯(cuò)誤；分子間距離增大時(shí)，分子間的引力和斥力都減小，但是分子勢(shì)能的變化卻不一定，如分子之間距離從小于r0位置開(kāi)始增大，則分子勢(shì)能先減小后增大，故D正確． 答案：BD 4．(多選)下列說(shuō)法正確的是(　　) A．一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)吸收了熱量，其內(nèi)能不一定增加 B．絕熱情況下，外界對(duì)物體做了正功，物體的內(nèi)能也不一定增加 C．根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱機(jī)的效率不可能達(dá)到100% D．第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)是不可能制造出來(lái)的，因?yàn)樗粌H違

5、反熱力學(xué)第一定律，也違反熱力學(xué)第二定律 解析：一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于氣體從外界吸收的熱量與外界對(duì)它所做的功的和，所以A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律“不可能從單一熱源吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響”，可以判斷C正確；第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)不違反熱力學(xué)第一定律，但違反熱力學(xué)第二定律，D錯(cuò)誤． 答案：AC 5．(多選)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過(guò)狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A.其中，A→B和C→D為等溫過(guò)程，B→C為等壓過(guò)程，D→A為等容過(guò)程，則在該循環(huán)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．A→B過(guò)程中，氣體放出熱量 B．B→C過(guò)程中，氣體分子的平均動(dòng)能增大 C

6、．C→D過(guò)程中，單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多 D．D→A過(guò)程中，氣體分子的速率分布曲線(xiàn)不發(fā)生變化 解析：A→B為等溫過(guò)程，壓強(qiáng)變大，體積變小，故外界對(duì)氣體做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律有ΔU＝W＋Q，溫度不變，則內(nèi)能不變，故氣體一定放出熱量，故A正確；B→C為等壓過(guò)程，體積增大，由理想氣體狀態(tài)方程＝C可知，氣體溫度升高，內(nèi)能增加，故氣體分子的平均動(dòng)能增大，故B正確；C→D為等溫過(guò)程，壓強(qiáng)變小，體積增大，因?yàn)闇囟炔蛔?，故氣體分子的平均動(dòng)能不變，壓強(qiáng)變小說(shuō)明單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)減少，故C錯(cuò)誤；D→A為等容過(guò)程，體積不變，壓強(qiáng)變小，由＝C可知，溫度降低，氣體分子的平均動(dòng)能減小，

7、故氣體分子的速率分布曲線(xiàn)會(huì)發(fā)生變化，故D錯(cuò)誤． 答案：AB 6．如圖所示，右側(cè)有擋板的導(dǎo)熱汽缸固定在水平地面上，汽缸內(nèi)部總長(zhǎng)為21 cm，活塞橫截面積為10 cm2，厚度為1 cm，給活塞施加一向左的水平恒力F＝20 N，穩(wěn)定時(shí)活塞封閉的氣柱長(zhǎng)度為10 cm.大氣壓強(qiáng)為1.0×105 Pa，外界溫度為27 ℃，不計(jì)摩擦． (1)若將恒力F方向改為水平向右，大小不變，求穩(wěn)定時(shí)活塞封閉氣柱的長(zhǎng)度； (2)若撤去外力F，將外界溫度緩慢升高，當(dāng)擋板對(duì)活塞的作用力大小為60 N時(shí)，求封閉氣柱的溫度． 解析：(1)恒力F水平向左時(shí)，對(duì)活塞，根據(jù)受力平衡條件有 F＋p0S＝p1S 代入數(shù)據(jù)

8、解得p1＝1.2×105 Pa 恒力F水平向右時(shí)，穩(wěn)定時(shí)活塞受力平衡，有 p0S＝p2S＋F 代入數(shù)據(jù)解得p2＝0.8×105 Pa 氣體發(fā)生等溫變化，根據(jù)玻意耳定律有p1V1＝p2V2 其中V1＝l1S＝10 cm·S，V2＝l2S 代入數(shù)據(jù)解得l2＝15 cm. (2)升溫前封閉氣柱溫度T1＝300 K； 升溫后封閉氣柱溫度設(shè)為T(mén)3，最后氣柱長(zhǎng)度 l3＝(21－1)cm， 氣柱的壓強(qiáng)p3＝p0＋＝1.6×105 Pa, 體積V3＝l3S 根據(jù)氣體狀態(tài)變化方程有 ＝ 解得T3＝800 K 則t＝527 ℃. 答案：(1)15 cm　(2)527 ℃ 7．如圖甲所

9、示，開(kāi)口向上、內(nèi)壁光滑的圓柱形汽缸豎直放置，在汽缸P、Q兩處設(shè)有卡口，使厚度不計(jì)的活塞只能在P、Q之間運(yùn)動(dòng)．開(kāi)始時(shí)活塞停在Q處，溫度為300 K，現(xiàn)緩慢加熱缸內(nèi)氣體，直至活塞運(yùn)動(dòng)到P處，整個(gè)過(guò)程中的p -V圖線(xiàn)如圖乙所示．設(shè)外界大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105 Pa. (1)說(shuō)出圖乙中氣體狀態(tài)的變化過(guò)程、卡口Q下方氣體的體積以及兩卡口之間的汽缸的體積； (2)求活塞剛離開(kāi)Q處時(shí)氣體的溫度以及缸內(nèi)氣體的最高溫度． 解析：(1)從題圖乙可以看出，氣體先做等容變化，然后做等壓變化，最后做等容變化，由題圖乙可知，卡口Q下方氣體的體積V0＝1.0×10－3 m3 兩卡口之間的汽缸的體積ΔV＝1

10、.2×10－3 m3－1.0×10－3 m3＝2×10－4 m3. (2)從題圖乙可以看出開(kāi)始時(shí)缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為0.9p0 活塞剛離開(kāi)Q處時(shí)，氣體壓強(qiáng)p2＝1.2p0 由查理定律有＝ 解得t2＝127 ℃ 設(shè)活塞最終移動(dòng)到P處，由理想氣體狀態(tài)方程有＝ 解得t3＝327 ℃. 答案：(1)氣體先做等容變化，然后做等壓變化，最后做等容變化　1.0×10－3 m3　2×10－4 m3　(2)127 ℃　327 ℃ [刷綜合] 8．如圖所示的薄壁玻璃管，上端開(kāi)口且較粗，截面積S1＝2 cm2，下端封閉且較細(xì)，截面積S2＝1 cm2，上、下管的長(zhǎng)度均為L(zhǎng)＝12 cm.一段水銀柱把一定質(zhì)

11、量的理想氣體封閉在細(xì)管內(nèi)，兩水銀面正好均在兩部分玻璃管的正中央位置．已知大氣壓強(qiáng)p0相當(dāng)于76 cm高水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)，氣體初始溫度為T(mén)1＝264 K，重力加速度g取10 m/s2. (1)若緩慢升高氣體溫度，求當(dāng)細(xì)管內(nèi)的水銀剛被全部排出時(shí)氣體的熱力學(xué)溫度T2； (2)若繼續(xù)升高溫度，要使水銀不溢出，則熱力學(xué)溫度T3不能超過(guò)多少？ 解析：(1)設(shè)水銀全部進(jìn)入上端玻璃管時(shí)，水銀柱的長(zhǎng)度為x，則S1＋S2＝xS1， 得x＝＝9 cm 初態(tài)壓強(qiáng)p1＝p0＋ph1＋ph2＝88 cmHg，末態(tài)壓強(qiáng)p2＝p0＋px＝85 cmHg 初態(tài)體積V1＝S2＝6 cm3，末態(tài)體積V2＝LS2＝1

12、2 cm3 由理想氣體狀態(tài)方程＝，解得T2＝510 K. (2)繼續(xù)升高溫度氣體經(jīng)歷等壓過(guò)程，則由蓋—呂薩克定律知，＝ 其中V3＝LS2＋(L－x)S1＝18 cm3 解得T3＝765 K. 答案：(1)510 K　(2)765 K 9．如圖所示，一汽缸固定在水平地面上，通過(guò)活塞封閉有一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與缸壁的摩擦可忽略不計(jì)，活塞的截面積S＝100 cm2.活塞與水平平臺(tái)上的物塊A用水平輕桿連接，在平臺(tái)上有另一物塊B，A、B的質(zhì)量均為m＝62.5 kg，兩物塊與平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ＝0.8.兩物塊間距為d＝10 cm.開(kāi)始時(shí)活塞距缸底L1＝10 cm，缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)

13、p1等于外界大氣壓強(qiáng)p0＝1×105 Pa，溫度t1＝27 ℃.現(xiàn)對(duì)汽缸內(nèi)的氣體緩慢加熱，(g＝10 m/s2)求： (1)物塊A開(kāi)始移動(dòng)時(shí)，汽缸內(nèi)的溫度； (2)物塊B開(kāi)始移動(dòng)時(shí)，汽缸內(nèi)的溫度． 解析：(1)物塊A開(kāi)始移動(dòng)前氣體做等容變化，則有 p2＝p0＋＝1.5×105 Pa 由查理定律有＝， 解得T2＝T1＝450 K. (2)物塊A開(kāi)始移動(dòng)后，氣體做等壓變化，到A與B剛接觸時(shí) p3＝p2＝1.5×105 Pa，V3＝(L1＋d)S， V2＝L1S 由蓋—呂薩克定律有＝， 解得T3＝T2＝900 K 之后氣體又做等容變化，設(shè)物塊A和B一起開(kāi)始移動(dòng)時(shí)氣體的溫度為T(mén)4，則 p4＝p0＋＝2.0×105 Pa，V4＝V3 由查理定律有＝， 解得T4＝T3＝1 200 K. 答案：(1)450 K　(2)1 200 K - 6 -