2019年高考物理 命题猜想与仿真押题 专题15 分子动理论 气体及热力学定律仿真押题（含解析）.doc

分子动理论 气体及热力学定律仿真押题1.关于分子动理论和热力学定律，下列说法中正确的是()A.空气相对湿度越大时，水蒸发越快B.物体的温度越高，分子平均动能越大C.第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第一定律D.两个分子间的距离由大于109m处逐渐减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先增大后减小到零，再增大E.若一定量气体膨胀对外做功50J，内能增加80J，则气体一定从外界吸收130J的热量答案BDE解析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汽压，水蒸发越慢，故A错误；温度是分子平均动能的标志，物体的温度越高，分子热运动就越剧烈，分子平均动能越大，故B正确；第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第二定律，不违反热力学第一定律，故C错误；两个分子间的距离由大于109m处逐渐减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先表现为引力，引力先增大到最大值后减小到零，之后，分子间作用力表现为斥力，从零开始增大，故D正确；若一定量气体膨胀对外做功50J，即W50J，内能增加80J，即U80J，根据热力学第一定律UQW，得QUW130J，即气体一定从外界吸收130J的热量.故E正确.2.下列说法中正确的是()A.气体压强的大小和单位体积内的分子数及气体分子的平均动能都有关B.布朗运动是液体分子的运动，说明液体分子永不停息地做无规则热运动C.热力学第二定律的开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响D.水黾可以停在水面上是因为液体具有表面张力E.温度升高，物体所有分子的动能都增大答案ACD3.一定质量的理想气体经历一系列变化过程，如图1所示，下列说法正确的是()图1A.bc过程中，气体压强不变，体积增大B.ab过程中，气体体积增大，压强减小C.ca过程中，气体压强增大，体积不变D.ca过程中，气体内能增大，体积变小E.ca过程中，气体从外界吸热，内能增大答案BCE4.以下说法正确的是()A.将0.02mL浓度为0.05%的油酸酒精溶液滴入水中，测得油膜面积为200cm2，则可测得油酸分子的直径为109mB.密闭容器中液体上方的饱和汽压随温度的升高而增大C.一种溶液是否浸润某种固体，与这两种物质的性质都有关系D.玻璃管的裂口烧熔后会变钝是由于烧熔后表面层的表面张力作用引起的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答案BCD解析根据题意，一滴油酸酒精溶液含有的油酸体积为：V0.020.05%mL1105mL，所以油酸分子的直径大小：dcm5108cm51010m.故A错误；液体的饱和汽压仅仅与温度有关，所以密闭容器中液体上方的饱和汽压随温度的升高而增大.故B正确；水可以浸润玻璃，但是不能浸润石蜡，这个现象表明一种液体是否浸润某种固体与这两种物质的性质都有关系.故C正确；由于熔融的液态玻璃存在表面张力，使表面收缩，表面积变小，因此玻璃管的裂口烧熔后会变钝，与表面张力有关.故D正确；气体分子较小，而气体的体积可以占据任意大的空间，故不能用摩尔体积求解分子体积.故E错误.5.分子在不停地做无规则运动，它们之间存在着相互作用.这两种相互的因素决定了分子的三种不同的聚集形态：固体、液体和气体.下列说法正确的是_.A.固体中的分子是静止的，液体、气体中的分子是运动的B.液体表面层中分子间的相互作用表现为引力C.液体的蒸发现象在任何温度下都能发生D.汽化现象是液体分子间因相互排斥而发生的E.有的物态变化中虽然吸收热量但温度却不升高答案BCE6某种油酸密度为、摩尔质量为M、油酸分子直径为d，将该油酸稀释为体积浓度为的油酸酒精溶液，用滴管取一滴油酸酒精溶液滴在水面上形成油膜，已知一滴油酸酒精溶液的体积为V.若把油膜看成是单分子层，每个油分子看成球形，则油分子的体积为，求：(1)一滴油酸在水面上形成的面积；(2)阿伏加德罗常数NA的表达式答案(1)一滴油酸在水面上形成的面积是；(2)阿伏加德罗常数NA的表达式是NA.解析(1)将配制好的油酸酒精溶液，通过量筒测出1滴此溶液的体积则用1滴此溶液的体积除以油酸分子的直径，等于1滴此溶液的面积(2)根据摩尔质量与密度，求出摩尔体积，然后与单个分子的体积的比值，即为阿伏伽德罗常数一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，水面上的面积S油酸的摩尔体积为VA阿伏加德罗常数为NA7.一定质量的理想气体，状态从ABCDA的变化过程可用如图所示的pV图线描述，其中DA为等温线，气体在状态A时温度为TA300 K，试求：(1)气体在状态C时的温度TC；(2)若气体在AB过程中吸热1 000 J，则在AB过程中气体内能如何变化？变化了多少？答案(1)375 K(2)内能增加，增加了400 J8如图所示，U形管左端封闭，右端开口，左管横截面积为右管横截面积的2倍，在左管内用水银封闭一段长为26 cm、温度为280 K的空气柱，左右两管水银面高度差为36 cm，外界大气压为76 cmHg.若给左管的封闭气体加热，使管内气柱长度变为30 cm，则此时左管内气体的温度为多少？答案420 K解析以封闭气体为研究对象，设左管横截面积为S，当左管封闭的气柱长度变为30 cm时，左管水银柱下降4 cm，右管水银柱上升8 cm，即两端水银柱高度差为：h24 cm由题意得V1L1S26S，p1p0h176 cmHg36 cmHg40 cmHg，T1280 K，p2p0h52 cmHg，V2L2S30S由理想气体状态方程：解得T2420 K所以左管内气体的温度为420 K.9 (1)下列说法中正确的是_A扩散现象不仅能发生在气体和液体中，固体中也可以B岩盐是立方体结构，粉碎后的岩盐不再是晶体C地球大气的各种气体分子中氢分子质量小，其平均速率较大，更容易挣脱地球吸引而逃逸，因此大气中氢含量相对较少D从微观角度看气体压强只与分子平均动能有关E温度相同的氢气和氧气，分子平均动能相同(2)一气象探测气球，在充有压强为76 cmHg、温度为27 的氢气时，体积为3.5 m3.当气球上升到6.50 km高空的过程中，气球内氢气的压强逐渐减小，但通过加热使气体温度保持不变，气球到达的6.50 km处的大气压强为36.0 cmHg，这一高度气温为48.0 ，以后保持气球高度不变求：气球在6.50 km处的体积；当氢气的温度等于48.0 后的体积答案：(1)ACE(2)7.39 m35.54 m310(1)下列说法中正确的是_A已知水的摩尔质量和水分子的质量，就可以计算出阿伏加德罗常数B布朗运动说明分子在永不停息地做无规则运动C两个分子由很远(r109 m)距离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D露珠呈球状是由于液体表面张力的作用E物体的温度升高，则物体中所有分子的分子动能都增大(2)在大气中有一水平放置的固定圆筒，它由a、b和c三个粗细不同的部分连接而成，各部分的横截面积分别为2S、S和S.已知大气压强为p0，温度为T0.两活塞A和B用一根长为4L的不可伸长的轻杆相连，把温度为T0的空气密封在两活塞之间，此时两活塞的位置如图所示现对被密封的气体加热，其温度缓慢上升到T，若活塞与圆筒壁之间的摩擦可忽略，此时两活塞之间气体的压强为多少？所以，若TT0，pp0若TT0，由得pp0.答案：(1)ABD(2)若TT0，pp0；若TT0，pp011(1)关于一定量的气体，下列说法正确的是_A气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和B只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低C在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零D气体从外界吸收热量，其内能一定增加E气体在等压膨胀过程中温度一定升高(2)如图，A容器容积为10 L，里面充满12 atm、温度为300 K的理想气体，B容器是真空，现将A中气体温度升高到400 K，然后打开阀门S，将A中的气体释放一部分到B容器，当A容器内压强降到4 atm时，关闭阀门，这时B容器内的压强是3 atm.不考虑气体膨胀过程中温度的变化，求B容器的容积对于气体膨胀过程，为等温变化，以膨胀后A中气体为研究对象，初态：p116 atm，体积为V1末态：p24 atm，V210 L根据玻意耳定律有p1V1p2V2解得V12.5 L.对B中气体初态：p16 atm，VVAV17.5 L末态：p3 atm，VVB同理有pVpV解得VBV40 L.答案：(1)ABE(2)40 L12(1)下列说法正确的是_A液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的光学各向异性特征B第二类永动机违反了能量守恒定律，所以它是制造不出来的C一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热D悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动越明显E空气的相对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示(2)如图所示，一圆柱形绝热汽缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体已知外界大气压强为p0，活塞的横截面积为S，质量为m，与容器底部相距h，此时封闭气体的温度为T0.现在活塞上放置一质量与活塞质量相等的物块，再次平衡后活塞与容器底部相距h，接下来通过电热丝缓慢加热气体，气体吸收热量Q时，活塞再次回到原初始位置重力加速度为g，不计活塞与汽缸的摩擦求：活塞上放置物块再次平衡后，气体的温度；加热过程中气体的内能增加量答案：(1)ACD(2)T0Q13.如图5所示，汽缸开口向右、固定在水平桌面上，汽缸内用活塞(横截面积为S)封闭了一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁之间的摩擦忽略不计.轻绳跨过光滑定滑轮将活塞和地面上的重物(质量为m)连接.开始时汽缸内外压强相同，均为大气压p0(mgp0S)，轻绳处在伸直状态，汽缸内气体的温度为T0，体积为V.现使汽缸内气体的温度缓慢降低，最终使得气体体积减半，求：图5(1)重物刚离地面时汽缸内气体的温度T1；(2)气体体积减半时的温度T2；(3)在如图6所示的坐标系中画出气体状态变化的整个过程，标注相关点的坐标值.图6答案(1)(2)(3)见解析图(3)如图所示14.为适应太空环境，去太空旅行的航天员都要穿上航天服，航天服有一套生命保障系统，为航天员提供合适的温度、氧气和气压，让航天员在太空中如同在地面上一样.假如在地面上航天服内气压为1atm，气体体积为2L，到达太空后由于外部气压低，航天服急剧膨胀，内部气体体积变为4L，使航天服达到最大体积，假设航天服内气体的温度不变，将航天服视为封闭系统.(1)求此时航天服内气体的压强，并从微观角度解释压强变化的原因.(2)若开启航天服封闭系统向航天服内充气，使航天服内的气压缓慢恢复到0.9atm，则需补充1atm的等温气体多少升？答案(1)0.5atm在气体体积变大的过程中，该气体的分子密度变小，而温度不变，即分子的平均动能不变，故该气体的压强减小(2)1.6L15(1)以下说法正确的是_A晶体一定具有规则的形状且有各向异性的特征B液体的分子势能与液体的体积有关C水的饱和汽压随温度变化而变化D组成固体、液体、气体的物质分子依照一定的规律在空间整齐地排列成“空间点阵”E分子质量不同的两种气体，温度相同时，其分子的平均动能一定相同(2)如图，用质量m1 kg的绝热活塞在绝热汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间摩擦力忽略不计，开始时活塞距离汽缸底部的高度h10.5 m，气体的温度t127 .现用汽缸内一电热丝(未画出)给气体缓慢加热，加热至t2267 ，活塞缓慢上升到距离汽缸底某一高度h2处，此过程中被封闭气体增加的内能增加U400 J已知大气压强p01.0105 Pa，重力加速度g取10 m/s2，活塞横截面积S5.0104 m2，求：初始时汽缸内气体的压强p1和缓慢加热后活塞距离汽缸底部的高度h2；此过程中汽缸内气体吸收的热量Q.解析：(1)单晶体一定具有规则的形状，且有各向异性的特征，而多晶体的物理性质表现为各向同性，选项A错误；分子势能的产生是由于分子间存在作用力，微观上分子间距离的变化引起宏观上体积的变化，分子间作用力变化，分子势能才变化，选项B正确；水的饱和汽压随温度的变化而变化，温度越高，饱和汽压越大，选项C正确；只有晶体的分子依照一定的规律在空间整齐地排列成“空间点阵”，选项D错误；温度是分子平均动能的标志，分子质量不同的两种气体，温度相同时，其分子的平均动能一定相同，选项E正确答案：(1)BCE(2)0.9 m424 J16.(1)一定质量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其p T图象如图所示下列判断正确的是_A过程ab中气体一定吸热B过程bc中气体既不吸热也不放热C过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热Da、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小Eb和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同(2)一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形汽缸内汽缸壁导热良好，活塞可沿汽缸壁无摩擦地滑动开始时气体压强为p，活塞下表面相对于汽缸底部的高度为h，外界的温度为T0.现取质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完时，活塞下降了.若此后外界的温度变为T，求重新达到平衡后气体的体积已知外界大气的压强始终保持不变，重力加速度大小为g.解析：(1)因为C，从图中可以看出，ab过程不变，则体积V不变，因此ab过程外力做功W0，气体温度升高，则U0，根据热力学第一定律UQW可知Q0，即气体吸收热量，A正确；bc过程气体温度不变，U0，但气体压强减小，由C知V增大，气体对外做功，W0，由UQW可知Q0，即气体吸收热量，B错误；ca过程气体压强不变，温度降低，则U0，由C知V减小，外界对气体做功，W0，由UWQ可知|W|Q|，C错误；状态a温度最低，而温度是分子平均动能的标志，D正确；bc过程体积增大了，容器内分子数密度减小，温度不变，分子平均动能不变，因此容器壁单位面积单位时间受到分子撞击的次数减少了，E正确据题意可得p气体最后的体积为VSh联立式得V.答案：(1)ADE(2)17(1)关于固体、液体和气体，下列说法正确的是_A固体中的分子是静止的，液体、气体中的分子是运动的B液体表面层中分子间的相互作用力表现为引力C液体的蒸发现象在任何温度下都能发生D汽化现象是液体分子间因相互排斥而发生的E在有的物态变化中虽然物质吸收热量但温度却不升高 (2)如图所示，一粗细均匀的U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上端与大气相通，下端开口处开关K关闭；A侧空气柱的长度 l10.0 cm，B侧水银面比A侧的高h3.0 cm.现将开关K打开，从U形管中放出部分水银，当两侧水银面的高度差为h110.0 cm时将开关K关闭已知大气压强p075.0 cmHg.求放出部分水银后，A侧空气柱的长度；此后再向B侧注入水银，使A、B两侧的水银面达到同一高度，求注入的水银在管内的长度由玻意耳定律得plp1l1由力学平衡条件得pp0h打开开关K放出水银的过程中，B侧水银面处的压强始终为p0，而A侧水银面处的压强随空气柱长度的增加逐渐减小，B、A两侧水银面的高度差也随之减小，直至B侧水银面低于A侧水银面h1为止由力学平衡条件有p1p0h1联立式，并代入题给数据得l112.0 cm当A、B两侧的水银面达到同一高度时，设A侧空气柱的长度为l2，压强为p2.由玻意耳定律得plp2l2由力学平衡条件有p2p0联立式，并代入题给数据得l210.4 cm设注入的水银在管内的长度为h，依题意得h2(l1l2)h1联立式，并代入题给数据得h13.2 cm.答案：(1)BCE(2)12.0 cm13.2 cm18(1)下列说法正确的是_A布朗运动虽不是分子运动，但它证明了组成固体颗粒的分子在做无规则运动B液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离C扩散现象可以在液体、气体中进行，不能在固体中发生D随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，分子势能不一定减小E气体体积不变时，温度越高，单位时间内容器壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多(2)如图甲所示，开口向上、内壁光滑的圆柱形汽缸竖直放置，在汽缸P、Q两处设有卡口，使厚度不计的活塞只能在P、Q之间运动开始时活塞停在Q处，温度为300 K，现缓慢加热缸内气体，直至活塞运动到P处，整个过程中的p V图线如图乙所示设外界大气压强p01.0105 Pa.说出图乙中气体状态的变化过程、卡口Q下方气体的体积以及两卡口之间的汽缸的体积；求活塞刚离开Q处时气体的温度以及缸内气体的最高温度(2)从题图乙可以看出，气体先做等容变化，然后做等压变化，最后做等容变化，由题图乙可知，卡口Q下方气体的体积V01.0103 m3两卡口之间的汽缸的体积V1.2103 m31.0103 m30.2103 m3.从题图乙可以看出开始时缸内气体的压强为p0活塞刚离开Q处时，气体压强p21.2105 Pa由查理定律有解得t2127 设活塞最终移动到P处，由理想气体状态方程有解得t3327 .答案：(1)BDE(2)气体先做等容变化，然后做等压变化，最后做等容变化1.0103 m30.2103 m3127 327 19(1)关于一定量的气体，下列说法正确的是_A气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和B只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低C在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零D气体从外界吸收热量，其内能一定增加E气体在等压膨胀过程中温度一定升高(2)在一端封闭、内径均匀的光滑直玻璃管内，有一段长为l16 cm的水银柱封闭着一定质量的理想气体，当玻璃管水平放置达到平衡时如图甲所示，被封闭气柱的长度l123 cm；当管口向上竖直放置时，如图乙所示，被封闭气柱的长度l219 cm.已知重力加速度g取10 m/s2，不计温度的变化求：大气压强p0(用cmHg表示)；当玻璃管开口向上以a5 m/s2的加速度匀加速上升时，水银柱和玻璃管相对静止时被封闭气柱的长度当玻璃管加速上升时，设封闭气体的压强为p，气柱的长度为l3，液柱质量为m，对液柱，由牛顿第二定律可得pSp0Smgma，又16 cmHg，解得pp0100 cmHg，由玻意耳定律可得p0l1Spl3S解得l317.48 cm.答案：(1)ABE(2)76 cmHg17.48 cm