2019-2020年高三物理二轮复习 第一部分 诊断卷（十八）专题六 选考模块 第一讲 分子动理论 气体及热力学定律.doc

1(xx海南高考)(1)已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R，空气平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，地面大气压强为p0，重力加速度大小为g。由此可以估算得，地球大气层空气分子总数为_，空气分子之间的平均距离为_。 (2)如图1，一底面积为S、内壁光滑的圆柱形容器竖直放置在水平地面上，开口向上，内有两个质量均为m的相同活塞A和B。在A与B之间、B与容器底面之间分别封有一定量的同样的理想气体，平衡时体积均为v。已知容器内气体温度始终不变，重力加速度大小为g，外界大气压强为p0。现假设活塞B发生缓慢漏气，致使B最终与容器底面接触。求活塞A移动的距离。2019-2020年高三物理二轮复习 第一部分 诊断卷（十八）专题六 选考模块 第一讲 分子动理论 气体及热力学定律2(xx山东高考)(1)墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀。关于该现象的分析正确的是_。(双选，填正确答案标号)a混合均匀主要是由于碳粒受重力作用b混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动c使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速d墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的(2)扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象。如图2，截面积为S的热杯盖扣在水平桌面上，开始时内部封闭气体的温度为300 K，压强为大气压强p0。当封闭气体温度上升到303 K时，杯盖恰好被整体顶起，放出少许气体后又落回桌面，其内部气体压强立刻减为p0，温度仍为303 K。再经过一段时间，内部气体温度恢复到300 K。整个过程中封闭气体均可视为理想气体。求：图2()当温度上升到303 K且尚未放气时，封闭气体的压强；()当温度恢复到300 K时，竖直向上提起杯盖所需的最小力。3(xx全国卷)(1)下列说法正确的是_。A将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体B固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质C由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体D在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体E在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变 (2)如图3，一固定的竖直气缸由一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞。已知大活塞的质量为m12.50 kg，横截面积为S180.0 cm2；小活塞的质量为m21.50 kg，横截面积为S240.0 cm2；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为l40.0 cm；气缸外大气的压强为p1.00105 Pa，温度为T303 K。初始时大活塞与大圆筒底部相距，两活塞间封闭气体的温度为T1495 K。现气缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移。忽略两活塞与气缸壁之间的摩擦，重力加速度大小g取10 m/s2。求：图3()在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，气缸内封闭气体的温度；()缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强。4(1)(xx怀化二模)下列说法正确的是_。A不能将工厂里扩散到外界的能量收集起来重新利用B温度升高，说明物体中所有分子的动能都增大C气体对容器壁有压强是因为气体分子对容器壁频繁碰撞的结果D分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力都减小E在一个绝热容器内，不停地搅拌液体，可使液体的温度升高(2)如图4所示，玻璃管的横截面积S1 cm2，在玻璃管内有一段质量为m0.1 kg的水银柱和一定量的理想气体，当玻璃管平放时气体柱的长度为l010 cm，现把玻璃管正立，过较长时间后再将玻璃管倒立，经过较长时间后，求玻璃管由正立至倒立状态，水银柱相对于管底移动的距离是多少？(假设环境温度保持不变，大气压强取p01105 Pa)图45(xx西安交大附中二模)(1)下列说法中正确的是_。A一定量气体膨胀对外做功100 J，同时从外界吸收120 J 的热量，则它的内能增大20 JB在使两个分子间的距离由很远(r109 m)减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大，分子势能不断增大C由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，液体表面存在张力D用油膜法测出油分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，只需再知道油的密度即可E空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近同温度水的饱和气压，水蒸发越慢。(2)一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其状态变化过程的p v图像如图5所示。已知该气体在状态A时的温度为27 。则：图5该气体在状态B、C时的温度分别为多少？该气体从状态A到状态C的过程中内能的变化量是多大？该气体从状态A到状态C的过程中是吸热，还是放热？传递的热量是多少？6(xx朝阳区二模)(1)下列说法中正确的是_。A气体放出热量，其分子的平均动能可能增大B布朗运动不是液体分子的运动，但它可以说明分子在永不停息地做无规则运动C当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大D第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第一定律E某气体的摩尔体积为v，每个分子的体积为v0，则阿伏加德罗常数可表示为NA(2)如图6所示，一连通器与贮水银的瓶M用软管相连。连通器的两支竖直放置、粗细相同且上端封闭的均匀直管A和B内充有水银，水银面的高度差为h。水银上方都是空气，气柱长约为2h。当气体的温度为T0 K时，A管中气体的压强与3h高的水银柱产生的压强相等。现使气体的温度升高到1.5T0 K，同时调节M的高度，使B管中的水银面的高度不变。问流入A管的水银柱的长度为多少？图6答 案1解析：(1)设大气层中气体的质量为m，则有mgp0S，即：m，分子数n，假设每个分子占据一个小立方体，各小立方体紧密排列，则小立方体边长即为空气分子平均间距，设为a，大气层中气体总体积为V，a，而V4R2h，所以a。(2)设平衡时，在A与B之间、B与容器底面之间气体的压强分别为p1和p2，由力的平衡条件有p1Sp0Smgp2Sp1Smg漏气发生后，设整个封闭气体体积为V，压强为p，由力的平衡条件有：pSp0Smg由玻意耳定律得pV1p1Vp(VV1)p2V式中，V1是原来A与B之间的气体在漏气发生后所占的体积。设活塞A移动的距离为l(取升高时为正)，按几何关系有V2VSl联立可得l。答案：(1)(2)l2解析：(1)墨滴入水，最后混合均匀，这是扩散现象，碳粒做布朗运动，水分子做无规则的热运动；碳粒越小，布朗运动越明显，混合均匀的过程进行得越迅速，选项b、c正确。(2)()以开始封闭的气体为研究对象，由题意可知，初状态温度T0300 K，压强为p0，末状态温度T1303 K，压强设为p1，由查理定律得代入数据得p1p0。()设杯盖的质量为m，刚好被顶起时，由平衡条件得p1Sp0Smg放出少许气体后，以杯盖内的剩余气体为研究对象，由题意可知，初状态温度T2303 K，压强p2p0，末状态温度T3300 K，压强设为p3，由查理定律得设提起杯盖所需的最小力为F，由平衡条件得Fp3Sp0Smg联立式，代入数据得Fp0S。答案：(1)bc(2)()p0()p0S3解析：(1)将一晶体敲碎后，得到的小颗粒仍是晶体，故选项A错误。单晶体具有各向异性，有些单晶体沿不同方向上的光学性质不同，故选项B正确。例如金刚石和石墨由同种元素构成，但由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体，故选项C正确。晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化。如天然水晶是晶体，熔融过的水晶(即石英玻璃)是非晶体，也有些非晶体在一定条件下可转化为晶体，故选项D正确。熔化过程中，晶体的温度不变，但内能改变，故选项E错误。(2)()设初始时气体体积为V1，在大活塞与大圆筒底部刚接触时，缸内封闭气体的体积为V2，温度为T2。由题给条件得V1S1S2V2S2l在活塞缓慢下移的过程中，用p1表示缸内气体的压强，由力的平衡条件得S1(p1p)m1gm2gS2(p1p)故缸内气体的压强不变。由盖吕萨克定律有联立式并代入题给数据得T2330 K。()在大活塞与大圆筒底部刚接触时，被封闭气体的压强为p1。在此后与气缸外大气达到热平衡的过程中，被封闭气体的体积不变。设达到热平衡时被封闭气体的压强为p，由查理定律，有联立式并代入题给数据得p1.01105 Pa。答案：(1)BCD(2)()330 K()1.01105 Pa4解析：(1)温度升高，分子平均动能增大，但不是所有分子动能增大；气体的压强是由分子无规则运动对器壁频繁碰撞产生的；分子间的引力和斥力都随距离的增加而减少；在绝热过程中，对物体做功可使物体温度升高。(2)气体做等温变化，当玻璃管平放时有p1p0V1l0S玻璃管正立时有对水银柱受力分析，p2Sp0Smg故p2p0V2l2S玻璃管倒立时受力分析，p0Sp3Smg有：p3p0V3l3S根据玻意耳定律，得p1V1p2V2p2V2p3V3由以上各式联立解得ll3l2 cm2 cm。答案：(1)CDE(2)2 cm5解析：(1)根据热力学第一定律知：UWQ100 J120 J20 J，A正确；在使两个分子间的距离由很远(r109 m)减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先增大后减小再增大，分子势能先减小后增大，B错误；由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，液体表面存在张力，C正确；用油膜法测出油分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，只需再知道油的摩尔体积即可，D错误；空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近同温度水的饱和气压，水蒸发越慢，E正确。(2)状态A：tA300 K，pA3105 Pa，VA1103 m3状态B：tB？pB1105 Pa，VB1103 m3状态C：tC？pC1105 Pa，VC3103 m3A到B过程等容变化，由等容变化规律得：，代入数据得：tB100 K173 B到C为等压变化，由等压变化规律得：，代入数据得：tC300 K27 。因为状态A和状态C温度相等，且气体的内能是所有分子的动能之和，温度是分子平均动能的标志所以在这个过程中：U0。由热力学第一定律得：UQW，因为U0故：QW在整个过程中，气体在B到C过程对外做功，所以：WpV1105(31031103) J200 J即：Q200 J，是正值，故在这个过程中吸热。答案：(1)ACE(2)173 27 0吸热200 J6解析：(1)气体放出热量，若外界对气体做功，温度升高，其分子的平均动能增大，故A正确；布朗运动不是液体分子的运动，但它可以说明液体分子在永不停息地做无规则运动，故B正确；当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大，故C正确；第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律，故D错误；某固体或液体的摩尔体积为V，每个分子的体积为V0，则阿伏加德罗常数可表示为NA，而气体此式不成立，故E错误。(2)当温度为T0 K时，B管中气体的压强pBpAh4h当温度为1.5T0 K时，B管中气体体积不变，设其压强为pB，则有得pB6h设A管中水银面上升的高度为x，这时的压强为pApApB(hx)得pA5hx这时A管中气柱长为2hx由状态方程得x27hxh20解得x0.15 h(另一根不合题意)。答案：(1)ABC(2)0.15h