高考物理二輪復(fù)習(xí) 第1部分 專題突破篇 限時(shí)集訓(xùn)13 分子動(dòng)理論 氣體及熱力學(xué)定律-人教版高三物理試題

《高考物理二輪復(fù)習(xí) 第1部分 專題突破篇 限時(shí)集訓(xùn)13 分子動(dòng)理論 氣體及熱力學(xué)定律-人教版高三物理試題》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理二輪復(fù)習(xí) 第1部分 專題突破篇 限時(shí)集訓(xùn)13 分子動(dòng)理論 氣體及熱力學(xué)定律-人教版高三物理試題（8頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、專題限時(shí)集訓(xùn)(十三)　分子動(dòng)理論　氣體及熱力學(xué)定律 (建議用時(shí)：40分鐘) 1.(12分)(2016·泰州模擬)某學(xué)習(xí)小組做了如下實(shí)驗(yàn)，先把空的燒瓶放入冰箱冷凍，取出燒瓶，并迅速把一個(gè)氣球緊套在燒瓶頸上，封閉了一部分氣體，然后將燒瓶放進(jìn)盛滿熱水的燒杯內(nèi)，氣球逐漸膨脹起來(lái)，如圖6所示． 圖6 (1)在氣球膨脹過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是__________． A．該密閉氣體分子間的作用力增大 B．該密閉氣體組成的系統(tǒng)熵增加 C．該密閉氣體的壓強(qiáng)是由于氣體重力而產(chǎn)生的 D．該密閉氣體的體積是所有氣體分子的體積之和 (2)若某時(shí)刻該密閉氣體的體積為V，密度為ρ，平均摩爾質(zhì)量為M，阿

2、伏加德羅常數(shù)為NA，則該密閉氣體的分子個(gè)數(shù)為_(kāi)_________； (3)若將該密閉氣體視為理想氣體，氣球逐漸膨脹起來(lái)的過(guò)程中，氣體對(duì)外做了0.6 J的功，同時(shí)吸收了0.9 J的熱量，則該氣體內(nèi)能變化了__________J；若氣球在膨脹過(guò)程中迅速脫離瓶頸，則該氣球內(nèi)氣體的溫度__________(填升高或者降低) 【解析】　(1)氣體膨脹，分子間距變大，分子間的引力和斥力同時(shí)變小，故A錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，一切宏觀熱現(xiàn)象過(guò)程總是朝著熵增加的方向進(jìn)行，故該密閉氣體組成的系統(tǒng)熵增加，故B正確；氣體壓強(qiáng)是由氣體分子對(duì)容器壁的碰撞產(chǎn)生的，故C錯(cuò)誤；氣體分子間隙很大，該密閉氣體的體積遠(yuǎn)大于所有

3、氣體分子的體積之和，故D錯(cuò)誤． (2)氣體物質(zhì)的量為：n＝；該密閉氣體的分子個(gè)數(shù)為：N＝nNA＝NA. (3)氣體對(duì)外做了0.6 J的功，同時(shí)吸收了0.9 J的熱量，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，有： ΔU＝W＋Q＝－0.6 J＋0.9 J＝0.3 J；若氣球在膨脹過(guò)程中迅速脫離瓶頸，氣體迅速膨脹，對(duì)外做功，內(nèi)能減小，溫度降低． 【答案】　(1)B　(2)NA　(3)0.3　降低 2．(12分)(1)關(guān)于飽和汽和相對(duì)濕度，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是__________． A．使未飽和汽變成飽和汽，可采用降低溫度的方法 B．空氣的相對(duì)濕度越大，空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)越接近飽和汽壓 C．密閉容器中裝有某

4、種液體及其飽和蒸汽，若溫度升高，同時(shí)增大容器的容積，飽和汽壓可能會(huì)減小 D．相對(duì)濕度過(guò)小時(shí)，人會(huì)感覺(jué)空氣干燥 (2)如圖7所示，一定質(zhì)量的理想氣體發(fā)生如圖所示的狀態(tài)變化，從狀態(tài)A到狀態(tài)B，在相同時(shí)間內(nèi)撞在單位面積上的分子數(shù)__________(選填“增大”“不變”或“減小”)，從狀態(tài)A經(jīng)B、C再回到狀態(tài)A，氣體吸收的熱量______________放出的熱量(選填“大于”“小于”或“等于”)． 圖7 (3)已知阿伏加德羅常數(shù)為6.0×1023mol－1，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(壓強(qiáng)p0＝1 atm、溫度t0＝0 ℃)下任何氣體的摩爾體積都為22.4 L，已知第(2)問(wèn)中理想氣體在狀態(tài)C時(shí)的溫度

5、為27 ℃，求該氣體的分子數(shù)．(計(jì)算結(jié)果取兩位有效數(shù)字) 【解析】　(1)飽和汽壓是物質(zhì)的一個(gè)重要性質(zhì)，它的大小取決于物質(zhì)的本性和溫度，溫度越高，飽和氣壓越大，則使未飽和汽變成飽和汽，可采用降低溫度的方法，故A正確；根據(jù)相對(duì)濕度的特點(diǎn)可知，空氣的相對(duì)濕度越大，空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)越接近飽和汽壓，故B正確；溫度升高，飽和氣壓增大，故C錯(cuò)誤；相對(duì)濕度過(guò)小時(shí)，人會(huì)感覺(jué)空氣干燥，故D正確． (2)理想氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B，壓強(qiáng)不變，體積變大，分子的密集程度減小，所以在相同時(shí)間內(nèi)撞在單位面積上的分子數(shù)減小，從狀態(tài)A經(jīng)B、C再回到狀態(tài)A，內(nèi)能不變，一個(gè)循環(huán)過(guò)程中，A到B氣體對(duì)外做的功W1＝－2×3 J＝

6、－6 J，B到C過(guò)程中外界對(duì)氣體做功W2＝(1＋3)×2 J＝4 J，C到A體積不變不做功，所以W＝W1＋W2＝－2 J，根據(jù)ΔU＝W＋Q，Q＝2 J，即一個(gè)循環(huán)氣體吸熱2 J，所以一個(gè)循環(huán)中氣體吸收的熱量大于放出的熱量． (3)根據(jù)蓋－呂薩克定律：＝，代入數(shù)據(jù)：＝，解得標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體的體積為V1＝0.91 L，N＝NA＝×6×1023＝2.4×1022(個(gè))． 【答案】　(1)C　(2)減小　大于　(3)2.4×1022個(gè) 3．(12分)(2016·江蘇徐州高三考前模擬)(1)以下說(shuō)法中正確的是__________． A．單晶體的所有物理性質(zhì)都具有各向異性 B．懸浮在液體中的花粉顆

7、粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)是熱運(yùn)動(dòng) C．相同溫度下，氫分子的平均動(dòng)能一定等于氧分子的平均動(dòng)能 D．隨著分子間距離增大，分子間作用力減小，分子勢(shì)能也減小 (2)某同學(xué)做“用油膜法估測(cè)分子大小”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，在邊長(zhǎng)約30 cm的淺盤里倒入約2 cm深的水，然后將痱子粉均勻的撒在水面上，用注射器滴一滴__________(選填“純油酸”或“油酸酒精溶液”)在水面上．穩(wěn)定后，在玻璃板上描下油膜的輪廓，放到坐標(biāo)紙上估算出油膜的面積，還需要知道__________，就可以算出分子直徑． (3)如圖8所示，內(nèi)壁光滑的導(dǎo)熱汽缸里封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，活塞的橫截面積為S，質(zhì)量不計(jì)，離缸底的距離為L(zhǎng)1.由于環(huán)境溫度緩

8、慢下降，使得活塞緩慢下降到距離缸底L2處．已知大氣壓強(qiáng)為p0，被封閉氣體初始狀態(tài)的熱力學(xué)溫度為T1、內(nèi)能為E1. 圖8 ①求活塞下降到距離缸底L2處時(shí)，缸內(nèi)封閉氣體的溫度； ②一定質(zhì)量的理想氣體內(nèi)能與熱力學(xué)溫度成正比，求整個(gè)過(guò)程中通過(guò)缸壁傳遞的熱量Q. 【解析】　(1)單晶體具有各向異性，不能說(shuō)單晶體的所有物理性質(zhì)都具有各向異性，A項(xiàng)錯(cuò)誤；懸浮在液體中的花粉顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng)，不是熱運(yùn)動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；溫度是分子的平均動(dòng)能的標(biāo)志，相同溫度下，氫分子的平均動(dòng)能一定等于氧分子的平均動(dòng)能，C項(xiàng)正確；隨著分子間距離的增大，分子勢(shì)能不一定減小，當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能

9、增大，D項(xiàng)錯(cuò)誤． (2)油膜法測(cè)分子直徑實(shí)驗(yàn)中，用注射器滴一滴油酸酒精溶液在水面上，讓它形成單分子油膜．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，由d＝可知，還需要知道向水面滴入的油酸酒精溶液中的純油酸體積． (3)①氣體發(fā)生等壓變化，有＝ 解得封閉氣體的溫度為T2＝. ②設(shè)氣體在T2時(shí)的內(nèi)能為E2，由題意有＝ 氣體狀態(tài)變化過(guò)程中內(nèi)能變化了ΔU＝E2－E1＝E1 外界對(duì)氣體做功W＝p0(L1－L2)S 由熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q 整個(gè)過(guò)程中通過(guò)缸壁傳遞的熱量Q＝E1－p0(L1－L2)S. 【答案】　(1)C　(2)油酸酒精溶液　油酸酒精溶液中的純油酸體積　(3)①　②E1－p0(L1－L2)S 4．

10、(12分)(2015·江蘇四校高三模擬)(1)下列說(shuō)法正確的是__________． A．氣體的溫度升高時(shí)，分子的熱運(yùn)動(dòng)變得劇烈，分子的平均動(dòng)能增大，撞擊器壁時(shí)對(duì)器壁的作用力增大，從而氣體的壓強(qiáng)一定增大 B．液晶分子在特定方向排列比較整齊，但不穩(wěn)定 C．液體的表面張力是由于液體分子間的相互作用引起的 D．物理性質(zhì)各向同性的一定是非晶體 (2)已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3、摩爾質(zhì)量M＝1.8×10－2 kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)為NA＝6.02×1023 mol－1，一滴露水的體積大約是6.0×10－8 m3，它含有________個(gè)水分子，如果一只極小的蟲子來(lái)喝水，每

11、分鐘喝進(jìn)6.0×107個(gè)水分子時(shí)，喝進(jìn)水的質(zhì)量是__________kg.(保留兩位有效數(shù)字) 圖9 (3)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再變化到狀態(tài)C，其狀態(tài)變化過(guò)程的p－V圖象如圖9所示，已知該氣體在狀態(tài)A時(shí)的溫度為27 ℃，則： ①該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過(guò)程中內(nèi)能的變化量是多大？ ②該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過(guò)程中是吸熱，還是放熱？傳遞的熱量是多少？ 【解析】　(1)根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程＝C，當(dāng)氣體的溫度升高時(shí)，若體積也同時(shí)增大，氣體的壓強(qiáng)不一定增大，A項(xiàng)錯(cuò)誤；液晶分子在特定方向排列比較整齊，但不穩(wěn)定，B項(xiàng)正確；液體的表面張力是由于表面層分子分布比液體內(nèi)部稀疏，

12、分子間相互作用表現(xiàn)為引力，C項(xiàng)正確；晶體分單晶體和多晶體，單晶體具有各向異性特征，多晶體具有各向同性特征，D項(xiàng)錯(cuò)誤． (2)水的摩爾質(zhì)量為M＝1.8×10－2 kg，水的摩爾體積為VM＝，一個(gè)水分子的體積為V0＝. 一滴露水含有水分子的個(gè)數(shù)為N＝＝×ρNA＝2.0×1021個(gè) 喝進(jìn)水的物質(zhì)的量為n＝＝1×10－16 mol 故水的質(zhì)量m＝nM＝1.8×10－18 kg. (3)①由圖示圖象可知，pAVA＝pCVC，由理想氣體狀態(tài)方程：＝C可知，A、C兩狀態(tài)的溫度相等，由于理想氣體內(nèi)能僅與溫度有關(guān)，A、C兩狀態(tài)溫度相等，兩狀態(tài)氣體內(nèi)能相等，則從A到C過(guò)程氣體內(nèi)能的變化量為0. ②氣體

13、從狀態(tài)A到狀態(tài)C體積增大，對(duì)外做功，即W<0；TA＝TC，所以狀態(tài)A到狀態(tài)C的過(guò)程中內(nèi)能變化量為0.由熱力學(xué)第一定律得：Q>0，所以A→C的過(guò)程中是吸熱．從A到B過(guò)程，體積不變，氣體不對(duì)外做功，外界也不對(duì)氣體做功，只有B到C過(guò)程氣體對(duì)外做功，故吸收的熱量為： Q＝W＝pΔV＝1×105×(3×10－3－1×10－3)J＝200 J. 【答案】　(1)BC　(2)2.0×1021　1.8×10－18 (3)①0?、谖鼰帷?00 J 5．(12分)(2016·江蘇揚(yáng)州四模)(1)下列說(shuō)法正確的是__________． A．陽(yáng)光下看到細(xì)小的塵埃飛揚(yáng)，是固體顆粒在空氣中做布朗運(yùn)動(dòng) B．壓縮

14、氣體需要做功，說(shuō)明氣體分子間存在斥力 C．晶體熔化過(guò)程中，吸收的熱量全部用來(lái)破壞空間點(diǎn)陣，增加分子勢(shì)能，而分子平均動(dòng)能卻保持不變，所以晶體有固定的熔點(diǎn) D．兩個(gè)分子甲和乙相距較遠(yuǎn)(此時(shí)它們之間的作用力可以忽略)，設(shè)甲固定不動(dòng)，乙逐漸向甲靠近，直到不能再靠近，在整個(gè)移動(dòng)過(guò)程中分子力先增大后減小，分子勢(shì)能先減小后增大 (2)利用單分子油膜法可以粗略測(cè)定分子的大小和摩爾質(zhì)量．已知某種油的密度為ρ，取體積為V的油慢慢滴出，可滴n滴．將其中一滴滴在廣闊水面，形成面積為S的單分子油膜，阿伏加德羅常數(shù)為NA.若把分子看作球形，則估算出它的直徑是__________，油的摩爾質(zhì)量是__________．

15、 (3)如圖10所示是農(nóng)業(yè)上常用的農(nóng)藥噴霧器，貯液筒與打氣筒用細(xì)連接管相連，已知貯液筒容積為8 L(不計(jì)貯液筒兩端連接管體積)，打氣筒活塞每循環(huán)工作一次，能向貯液筒內(nèi)壓入1 atm的空氣200 mL，現(xiàn)打開(kāi)噴霧頭開(kāi)關(guān)K，裝入6 L的藥液后再關(guān)閉，設(shè)周圍大氣壓恒為1 atm，打氣過(guò)程中貯液筒內(nèi)氣體溫度與外界溫度相同且保持不變．求： ①要使貯液筒內(nèi)藥液上方的氣體壓強(qiáng)達(dá)到3 atm，打氣筒活塞需要循環(huán)工作的次數(shù)； ②打開(kāi)噴霧頭開(kāi)關(guān)K直至貯液筒內(nèi)、外氣壓相同時(shí)，貯液筒向外噴出藥液的體積． 【解析】　(1)陽(yáng)光下看到細(xì)小的塵埃飛揚(yáng)，是固體顆粒隨空氣流動(dòng)而形成的，并不是布朗運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；壓縮氣

16、體需要做功，是因?yàn)榇嬖跉怏w壓強(qiáng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；晶體熔化過(guò)程中，吸收的熱量全部用來(lái)破壞空間點(diǎn)陣，增加分子勢(shì)能，而分子平均動(dòng)能卻保持不變，因此溫度能保持穩(wěn)定不變，所以晶體有固定的熔點(diǎn)，選項(xiàng)C正確；兩個(gè)分子甲和乙相距較遠(yuǎn)(此時(shí)它們之間的作用力可以忽略)，設(shè)甲固定不動(dòng)，乙逐漸向甲靠近，直到不能再靠近，在整個(gè)移動(dòng)過(guò)程中分子力先增大后減小再增大，分子勢(shì)能先減小后增大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． (2)由題意知一滴油滴的體積為，則油分子直徑為d＝； 單個(gè)分子的體積為V0＝＝＝ 則油的摩爾體積為Vmol＝NA， 則油的摩爾質(zhì)量為M＝ρVmol＝. (3)①貯液筒內(nèi)藥液上方的氣體體積為V0＝8 L－6 L＝2 L，設(shè)

17、1 atm下，打入貯液筒的氣體體積為V，總體積V1，則：V1＝V＋V0 設(shè)1 atm下，氣體的壓強(qiáng)：p1＝1 atm 打入貯液筒氣體后體積：V2＝V0 打入貯液筒氣體后的壓強(qiáng)：p2＝3 atm 由理想氣體方程得：p1V1＝p2V2 解得：V＝4 L 打氣次數(shù)：n＝＝20. ②打開(kāi)噴霧頭開(kāi)關(guān)K直至貯液筒內(nèi)外氣壓相同時(shí)，p3＝1 atm 由理想氣體方程得：p1V1＝p3V3 解得：V3＝V1＝6 L 故噴出藥液的體積V′＝V3－V0＝4 L. 【答案】　(1)C　(2)　　(3)①20次?、? L 6．(12分)(2015·江蘇鹽城二模)(1)以下說(shuō)法中正確的是______

18、____． A．系統(tǒng)在吸收熱量時(shí)內(nèi)能一定增加 B．懸浮在空氣中做布朗運(yùn)動(dòng)的PM2.5微粒，氣溫越高，運(yùn)動(dòng)越劇烈 C．封閉容器中的理想氣體，若溫度不變，體積減半，則單位時(shí)間內(nèi)氣體分子在容器壁單位面積上碰撞的次數(shù)加倍，氣體的壓強(qiáng)加倍 D．用力拉鐵棒的兩端，鐵棒沒(méi)有斷，說(shuō)明此時(shí)分子間只存在引力而不存在斥力 (2)常溫水中用氧化鈦晶體和鉑黑作電極，在太陽(yáng)光照射下分解水，可以從兩電極上分別獲得氫氣和氧氣．已知分解1 mol的水可得到1 mol氫氣，1 mol氫氣完全燃燒可以放出2.858×105 J的能量，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.02×1023 mol－1，水的摩爾質(zhì)量為1.8×10－2 kg

19、/mol.則2 g水分解后得到氫氣分子總數(shù)__________個(gè)；2 g水分解后得到氫氣完全燃燒所放出的能量__________J．(均保留兩位有效數(shù)字) (3)如圖11所示，在兩端封閉粗細(xì)均勻的豎直長(zhǎng)管道內(nèi)，用一可自由移動(dòng)的活塞A封閉體積相等的兩部分氣體．開(kāi)始時(shí)管道內(nèi)氣體溫度都為T0＝500 K，下部分氣體的壓強(qiáng)p0＝1.25×105 Pa，活塞質(zhì)量m＝0.25 kg，管道的內(nèi)徑橫截面積S＝1 cm2.現(xiàn)保持管道下部分氣體溫度不變，上部分氣體溫度緩慢降至T，最終管道內(nèi)上部分氣體體積變?yōu)樵瓉?lái)的，若不計(jì)活塞與管道壁間的摩擦，g取10 m/s2，求此時(shí)上部分氣體的溫度T. 圖11 【解析

20、】　(1)若系統(tǒng)在吸收熱量的同時(shí)對(duì)外做功，內(nèi)能可能不變，A項(xiàng)錯(cuò)誤；氣溫越高，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈，B項(xiàng)正確；封閉容器中的理想氣體，若溫度不變，則分子的平均動(dòng)能不變，體積減半，單位體積內(nèi)氣體分子數(shù)加倍，則單位時(shí)間內(nèi)氣體分子在容器壁單位面上碰撞的次數(shù)加倍，氣體壓強(qiáng)加倍，C項(xiàng)正確，用力拉鐵棒的兩端，鐵棒沒(méi)有斷，說(shuō)明分子間的引力大于斥力，對(duì)外表現(xiàn)為引力，D項(xiàng)錯(cuò)誤． (2)2 g水的分子數(shù)N＝NA＝×6.02×1023＝6.7×1022(個(gè))，水分解后得到的氫氣分子個(gè)數(shù)與水分子個(gè)數(shù)相同． 氫氣燃燒所放出的能量E＝×E0＝×2.858×105 J＝3.2×104 J. (3)設(shè)初狀態(tài)時(shí)兩部分氣體體積均V0， 對(duì)下部分氣體，等溫變化時(shí)，p0V0＝pV， V＝V0，解得p＝1×105 Pa. 對(duì)上部分氣體，初態(tài)p1＝p0－＝1×105 Pa. 末態(tài)p2＝p－＝0.75×105 Pa， 根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，有＝， 解得T＝281.25 K. 【答案】　(1)BC　(2)6.7×1022　3.2×104 (3)281.25 K