2022年高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 考前復(fù)習(xí)方略 專題十四 分子動理論 氣體及熱力學(xué)定律專題限時訓(xùn)練

2022年高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 考前復(fù)習(xí)方略 專題十四 分子動理論 氣體及熱力學(xué)定律專題限時訓(xùn)練1(xx·懷化模擬)(1)下列說法中正確的是_A擴(kuò)散現(xiàn)象不僅能發(fā)生在氣體和液體中，固體中也可以B巖鹽是立方體結(jié)構(gòu)，粉碎后的巖鹽不再是晶體C地球大氣的各種氣體分子中氫分子質(zhì)量小，其平均速率較大，更容易掙脫地球吸引而逃逸，因此大氣中氫含量相對較少D從微觀角度看氣體壓強(qiáng)只與分子平均動能有關(guān)E溫度相同的氫氣和氧氣，分子平均動能相同(2)一氣象探測氣球，在充有壓強(qiáng)為76 cmHg、溫度為27 的氫氣時，體積為3.5 m3.當(dāng)氣球上升到6.50 km高空的過程中，氣球內(nèi)氫氣的壓強(qiáng)逐漸減小，但通過加熱使氣體溫度保持不變，氣球到達(dá)的6.50 km處的大氣壓強(qiáng)為36.0 cmHg，這一高度氣溫為48.0 ，以后保持氣球高度不變求：氣球在6.50 km處的體積；當(dāng)氫氣的溫度等于48.0 后的體積解析：(1)擴(kuò)散現(xiàn)象也可以在固體中發(fā)生，A項(xiàng)正確粉碎后的巖鹽顆粒仍具有立方體結(jié)構(gòu)，仍為晶體，B項(xiàng)錯誤從微觀角度看氣體壓強(qiáng)與分子平均動能和氣體分子密集程度兩個因素有關(guān)，D項(xiàng)錯誤根據(jù)分子動理論，分子的平均動能取決于溫度，與分子種類無關(guān)，E項(xiàng)正確由于各種氣體分子的平均動能mv2相等，氫氣分子的平均速率最大，C項(xiàng)正確(2)氣球上升過程是一個等溫變化過程，有：p1V1p2V2，解得V27.39 m3.氣球在6.50 km處時，氣體是一個等壓變化過程，有：，解得V35.54 m3.答案：(1)ACE(2)7.39 m35.54 m32(1)下列說法中正確的是_A已知水的摩爾質(zhì)量和水分子的質(zhì)量，就可以計算出阿伏加德羅常數(shù)B布朗運(yùn)動說明分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動C兩個分子由很遠(yuǎn)(r109 m)距離減小到很難再靠近的過程中，分子間作用力先減小后增大，分子勢能不斷增大D露珠呈球狀是由于液體表面張力的作用E物體的溫度升高，則物體中所有分子的分子動能都增大(2)在大氣中有一水平放置的固定圓筒，它由a、b和c三個粗細(xì)不同的部分連接而成，各部分的橫截面積分別為2S、S和S.已知大氣壓強(qiáng)為p0，溫度為T0.兩活塞A和B用一根長為4L的不可伸長的輕桿相連，把溫度為T0的空氣密封在兩活塞之間，此時兩活塞的位置如圖所示現(xiàn)對被密封的氣體加熱，其溫度緩慢上升到T，若活塞與圓筒壁之間的摩擦可忽略，此時兩活塞之間氣體的壓強(qiáng)為多少？解析：(1)NA，故A正確；布朗運(yùn)動是分子熱運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，B正確；當(dāng)rr0時，分子力為0，兩分子從很遠(yuǎn)到很近，分子力先增大后減小再增大，分子勢能先減小后增大，C錯誤；表面張力使液體表面積最小為球形，D正確；物體的溫度升高，分子的平均動能增大，并不是所有分子動能都增大，E錯誤(2)開始升溫過程中封閉氣體做等壓膨脹，直至B活塞左移L為止設(shè)B剛好左移L距離對應(yīng)的溫度為T，則得TT0所以，若TT0，pp0若TT0，由得pp0.答案：(1)ABD(2)若TT0，pp0；若TT0，pp03(1)關(guān)于一定量的氣體，下列說法正確的是_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，而不是該氣體所有分子體積之和B只要能減弱氣體分子熱運(yùn)動的劇烈程度，氣體的溫度就可以降低C在完全失重的情況下，氣體對容器壁的壓強(qiáng)為零D氣體從外界吸收熱量，其內(nèi)能一定增加E氣體在等壓膨脹過程中溫度一定升高(2)如圖，A容器容積為10 L，里面充滿12 atm、溫度為300 K的理想氣體，B容器是真空，現(xiàn)將A中氣體溫度升高到400 K，然后打開閥門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4 atm時，關(guān)閉閥門，這時B容器內(nèi)的壓強(qiáng)是3 atm.不考慮氣體膨脹過程中溫度的變化，求B容器的容積解析：(1)氣體分子在空間可自由移動，因此氣體體積應(yīng)是氣體分子所能到達(dá)的空間的體積，選項(xiàng)A正確；分子熱運(yùn)動的劇烈程度與溫度有關(guān)，溫度越高，分子熱運(yùn)動越劇烈，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錯誤；氣體吸收熱量的同時可對外做功，內(nèi)能不一定增加，選項(xiàng)D錯誤；氣體等壓膨脹，由可知溫度一定升高，選項(xiàng)E正確(2)設(shè)A容器容積為VA10 L，溫度T0300 K時，壓強(qiáng)為p012 atm；溫度升高到T1400 K時，壓強(qiáng)為p1，根據(jù)查理定律有解得p116 atm對于氣體膨脹過程，為等溫變化，以膨脹后A中氣體為研究對象，初態(tài)：p116 atm，體積為V1末態(tài)：p24 atm，V210 L根據(jù)玻意耳定律有p1V1p2V2解得V12.5 L.對B中氣體初態(tài)：p16 atm，VVAV17.5 L末態(tài)：p3 atm，VVB同理有pVpV解得VBV40 L.答案：(1)ABE(2)40 L4(1)下列說法正確的是_A液晶具有液體的流動性，同時具有晶體的光學(xué)各向異性特征B第二類永動機(jī)違反了能量守恒定律，所以它是制造不出來的C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D懸浮在液體中的固體微粒越小，布朗運(yùn)動越明顯E空氣的相對濕度用空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)表示(2)如圖所示，一圓柱形絕熱汽缸豎直放置，通過絕熱活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體已知外界大氣壓強(qiáng)為p0，活塞的橫截面積為S，質(zhì)量為m，與容器底部相距h，此時封閉氣體的溫度為T0.現(xiàn)在活塞上放置一質(zhì)量與活塞質(zhì)量相等的物塊，再次平衡后活塞與容器底部相距h，接下來通過電熱絲緩慢加熱氣體，氣體吸收熱量Q時，活塞再次回到原初始位置重力加速度為g，不計活塞與汽缸的摩擦求：活塞上放置物塊再次平衡后，氣體的溫度；加熱過程中氣體的內(nèi)能增加量解析：(1)由液晶的特性可知A正確；第二類永動機(jī)不違反能量守恒定律，而是違反熱力學(xué)第二定律，B錯誤；由C知，體積增大，溫度升高，內(nèi)能增大，又因氣體膨脹對外做功，由UWQ知，氣體從外界吸熱，C正確；由布朗運(yùn)動顯著條件知D正確；相對濕度是所含的水蒸氣的壓強(qiáng)與同溫度水的飽和汽壓的比值，故E錯誤(2)由平衡條件知p1p0，p2p0又T1T0，V1hS，V2hS，由理想氣體狀態(tài)方程得，解得：TT0.由熱力學(xué)第一定律UWQ得UQ.答案：(1)ACD(2)T0Q5(xx·高考全國卷，T33，15分)(1)下列說法正確的是_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，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wE在熔化過程中，晶體要吸收熱量，但溫度保持不變，內(nèi)能也保持不變(2)如圖，一固定的豎直汽缸由一大一小兩個同軸圓筒組成，兩圓筒中各有一個活塞已知大活塞的質(zhì)量為m12.50 kg，橫截面積為S180.0 cm2；小活塞的質(zhì)量為m21.50 kg，橫截面積為S240.0 cm2；兩活塞用剛性輕桿連接，間距保持為l40.0 cm；汽缸外大氣的壓強(qiáng)為p1.00×105 Pa，溫度為T303 K初始時大活塞與大圓筒底部相距，兩活塞間封閉氣體的溫度為T1495 K現(xiàn)汽缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降，活塞緩慢下移忽略兩活塞與汽缸壁之間的摩擦，重力加速度大小g取10 m/s2.求：在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間，汽缸內(nèi)封閉氣體的溫度；缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達(dá)到熱平衡時，缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)解析：(1)將一塊晶體敲碎后，得到的小顆粒仍是晶體，故A錯誤；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B正確；例如金剛石和石墨由同種元素構(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D正確；熔化過程中，晶體的溫度不變，但內(nèi)能改變，故E錯誤(2)設(shè)初始時氣體體積為V1，在大活塞與大圓筒底部剛接觸時，缸內(nèi)封閉氣體的體積為V2，溫度為T2.由題給條件得V1S1S2V2S2l在活塞緩慢下移的過程中，用p1表示缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)，由力的平衡條件得S1(p1p)m1gm2gS2(p1p)故缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不變由蓋呂薩克定律有聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得T2330 K在大活塞與大圓筒底部剛接觸時，被封閉氣體的壓強(qiáng)為p1.在此后與汽缸外大氣達(dá)到熱平衡的過程中，被封閉氣體的體積不變設(shè)達(dá)到熱平衡時被封閉氣體的壓強(qiáng)為p，由查理定律有聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得p1.01×105 Pa.答案：(1)BCD(2)330 K1.01×105 Pa6(xx·高考全國卷，T33，15分)(1)關(guān)于擴(kuò)散現(xiàn)象，下列說法正確的是_A溫度越高，擴(kuò)散進(jìn)行得越快B擴(kuò)散現(xiàn)象是不同物質(zhì)間的一種化學(xué)反應(yīng)C擴(kuò)散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無規(guī)則運(yùn)動產(chǎn)生的D擴(kuò)散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生E液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象是由于液體的對流形成的(2)如圖，一粗細(xì)均勻的U形管豎直放置，A側(cè)上端封閉，B側(cè)上端與大氣相通，下端開口處開關(guān)K關(guān)閉；A側(cè)空氣柱的長度l10.0 cm，B側(cè)水銀面比A側(cè)的高h(yuǎn)3.0 cm.現(xiàn)將開關(guān)K打開，從U形管中放出部分水銀，當(dāng)兩側(cè)水銀面的高度差為h110.0 cm時將開關(guān)K關(guān)閉已知大氣壓強(qiáng)p075.0 cmHg.求放出部分水銀后A側(cè)空氣柱的長度；此后再向B側(cè)注入水銀，使A、B兩側(cè)的水銀面達(dá)到同一高度，求注入的水銀在管內(nèi)的長度解析：(1)擴(kuò)散現(xiàn)象與溫度有關(guān)，溫度越高，擴(kuò)散進(jìn)行得越快，選項(xiàng)A正確擴(kuò)散現(xiàn)象是由于分子的無規(guī)則運(yùn)動引起的，不是一種化學(xué)反應(yīng)，選項(xiàng)B、E錯誤，選項(xiàng)C正確擴(kuò)散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生，選項(xiàng)D正確(2)以cmHg為壓強(qiáng)單位設(shè)A側(cè)空氣柱長度l10.0 cm時的壓強(qiáng)為p；當(dāng)兩側(cè)水銀面的高度差為h110.0 cm時，空氣柱的長度為l1，壓強(qiáng)為p1.由玻意耳定律得plp1l1由力學(xué)平衡條件得pp0h打開開關(guān)K放出水銀的過程中，B側(cè)水銀面處的壓強(qiáng)始終為p0，而A側(cè)水銀面處的壓強(qiáng)隨空氣柱長度的增加逐漸減小，B、A兩側(cè)水銀面的高度差也隨之減小，直至B側(cè)水銀面低于A側(cè)水銀面h1為止由力學(xué)平衡條件有p1p0h1聯(lián)立式，并代入題給數(shù)據(jù)得l112.0 cm.當(dāng)A、B兩側(cè)的水銀面達(dá)到同一高度時，設(shè)A側(cè)空氣柱的長度為l2，壓強(qiáng)為p2.由玻意耳定律得plp2l2由力學(xué)平衡條件有p2p0聯(lián)立式，并代入題給數(shù)據(jù)得l210.4 cm設(shè)注入的水銀在管內(nèi)的長度為h，依題意得h2(l1l2)h1聯(lián)立式，并代入題給數(shù)據(jù)得h13.2 cm.答案：(1)ACD(2)12.0 cm13.2 cm7(xx·高考全國卷，T33，15分)(1)一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷三個過程ab、bc、ca回到原狀態(tài)，其pT圖象如圖所示下列判斷正確的是_A過程ab中氣體一定吸熱B過程bc中氣體既不吸熱也不放熱C過程ca中外界對氣體所做的功等于氣體所放的熱Da、b和c三個狀態(tài)中，狀態(tài)a分子的平均動能最小Eb和c兩個狀態(tài)中，容器壁單位面積單位時間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同(2)一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在豎直放置的圓柱形汽缸內(nèi)汽缸壁導(dǎo)熱良好，活塞可沿汽缸壁無摩擦地滑動開始時氣體壓強(qiáng)為p，活塞下表面相對于汽缸底部的高度為h，外界溫度為T0.現(xiàn)取質(zhì)量為m的沙子緩慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完時，活塞下降了h/4.若此后外界的溫度變?yōu)門，求重新達(dá)到平衡后氣體的體積已知外界大氣的壓強(qiáng)始終保持不變，重力加速度大小為g.解析：(1)對一定質(zhì)量的理想氣體，由C進(jìn)行狀態(tài)分析由熱力學(xué)第一定律UWQ進(jìn)行吸放熱、做功分析在不同坐標(biāo)系中要注意各種圖象的不同，從圖象中找出體積、溫度、壓強(qiáng)的變化情況由題pT圖象可知過程ab是等容變化，溫度升高，內(nèi)能增加，體積不變，由熱力學(xué)第一定律可知過程ab一定吸熱，選項(xiàng)A正確；過程bc溫度不變，即內(nèi)能不變，由于過程bc體積增大，所以氣體對外做功，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體一定吸收熱量，選項(xiàng)B錯誤；過程ca壓強(qiáng)不變，溫度降低，內(nèi)能減少，體積減小，外界對氣體做功，由熱力學(xué)第一定律可知，放出的熱量一定大于外界對氣體做的功，選項(xiàng)C錯誤；溫度是分子平均動能的標(biāo)志，由題pT圖象可知，a狀態(tài)氣體溫度最低，則分子平均動能最小，選項(xiàng)D正確；b、c兩狀態(tài)溫度相等，分子平均動能相等，由于壓強(qiáng)不相等，所以單位面積單位時間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同，選項(xiàng)E正確(2)求理想氣體狀態(tài)參數(shù)時，要找出初末狀態(tài)，然后由理想氣體狀態(tài)方程列方程求解設(shè)汽缸的橫截面積為S，沙子倒在活塞上后，對氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)為p，由玻意耳定律得phS(pp)S解得pp外界的溫度變?yōu)門后，設(shè)活塞距底面的高度為h，根據(jù)蓋呂薩克定律，得解得hh據(jù)題意可得p氣體最后的體積為VSh聯(lián)立式得V.答案：(1)ADE(2)8(xx·高考全國卷，T33，15分)(1)下列說法正確的是_A懸浮在水中的花粉的布朗運(yùn)動反映了花粉分子的熱運(yùn)動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)溫度較低的緣故E干濕泡濕度計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略的絕熱輕活塞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，活塞a離汽缸頂?shù)木嚯x是汽缸高度的，活塞b在汽缸的正中間現(xiàn)通過電阻絲緩慢加熱氮?dú)?，?dāng)活塞b恰好升至頂部時，求氮?dú)獾臏囟?；繼續(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時，求氧氣的壓強(qiáng)解析：(1)懸浮在水中的花粉的布朗運(yùn)動反映了水分子的熱運(yùn)動，而不是反映花粉分子的熱運(yùn)動，選項(xiàng)A錯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)較低是因?yàn)楦咴貐^(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錯誤由于液體蒸發(fā)時吸收熱量，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)活塞b升至頂部的過程中，活塞a不動，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T1，末態(tài)體積為V2，溫度為T2，按題意，汽缸B的容積為，由題給數(shù)據(jù)和蓋呂薩克定律得V1V0×V0V2V0V0V0由式和題給數(shù)據(jù)得T2320 K.活塞b升至頂部后，由于繼續(xù)緩慢加熱，活塞a開始向上移動，直至活塞上升的距離是汽缸高度的時，活塞a上方的氧氣做等溫變化，設(shè)氧氣初態(tài)體積為V1，壓強(qiáng)為p1，末態(tài)體積為V2，壓強(qiáng)為p2，由題給數(shù)據(jù)和玻意耳定律得V1V0，p1p0，V2V0p1V1p2V2由式得p2p0.答案：(1)BCE(2)320 Kp0