高考物理二轮复习第一部分专题十三分子动理论气体及热力学定律限时集训

1、专题限时集训(十三)分子动理论气体及热力学定律(对应学生用书第141页)(建议用时：40分钟)1(12分)(1)(多选)下列说法正确的是()A由于液体表面分子间距离小于平衡位置间距r0，故液体表面存在表面张力B布朗微粒做无规则运动的原因是由于它受到水分子有时吸引、有时排斥的结果C一定量的0 的水结成0 的冰，内能一定减小D液晶既具有液体的流动性，又具有晶体的光学的各向异性(2)在粗测油酸分子大小的实验中，具体操作如下：取油酸100 mL注入250 mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到250 mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸的酒精溶液用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入

2、量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到100 mL为止，恰好共滴了100滴在水盘内注入蒸馏水，静置后滴管吸取油酸的酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一油膜测得此油膜面积为360102 cm2这种粗测方法是将每个分子视为球形，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜面积可视为_，这层油膜的厚度可视为油分子的直径利用数据可求得油酸分子的直径为_m(3)如图1313所示，一汽缸竖直放置，用一质量为m的活塞在缸内封闭了一定量的理想气体，在汽缸的底部安装有一根电热丝，用导线和外界电源相连，已知汽缸壁和活塞都是绝热的，汽缸壁与活塞间接触光滑且不漏气现接通电源，电热丝对缸

3、内气体缓慢加热设活塞横截面积为S，外界大气压强为p0，电热丝热功率为P，测得通电t时间内活塞缓慢向上移动高度h求：图1313汽缸内气体压强的大小；t时间缸内气体对外所做的功和内能的变化量【解析】(1)由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间距离，故液体表面存在表面张力，故A错误；布朗微粒做无规则运动的原因是由于它受到水分子的撞击力不平衡造成的，故B错误；一定量的0 的水结成0 的冰，放出热量，分子势能减小，分子动能不变，内能一定减小，故C正确；液晶既具有液体的流动性，又具有晶体的光学的各向异性的特点，故D正确(2)这种粗测方法是将每个分子视为球形，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为

4、单分子油膜，这层油膜的厚度可视为油分子的直径1滴溶液中纯油酸的体积V4105 mL，油酸分子的直径d cm11107 cm11109 m(3)由活塞受力平衡，内部气体压强为p则：p0p气体对外做功：WpShp0Shmgh内能的变化量：EQWPtmghp0Sh【答案】(1)CD(2)单分子油膜11109(3)p0p0ShmghPtmghp0Sh2(12分)(1)关于饱和汽和相对湿度，下列说法中错误的是_A使未饱和汽变成饱和汽，可采用降低温度的方法B空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近饱和汽压C密闭容器中装有某种液体及其饱和蒸汽，若温度升高，同时增大容器的容积，饱和汽压可能会减小D相对湿度

5、过小时，人会感觉空气干燥(2)如图1314所示，一定质量的理想气体发生如图所示的状态变化，从状态A到状态B，在相同时间内撞在单位面积上的分子数_(选填“增大”“不变”或“减小”)，从状态A经B、C再回到状态A，气体吸收的热量_放出的热量(选填“大于”“小于”或“等于”)图1314(3)已知阿伏加德罗常数为601023mol1，在标准状态(压强p01 atm、温度t00 )下任何气体的摩尔体积都为224 L，已知第(2)问中理想气体在状态C时的温度为27 ，求该气体的分子数(计算结果取两位有效数字)【解析】(1)饱和汽压是物质的一个重要性质，它的大小取决于物质的本性和温度，温度越高，饱和气压越大

6、，则使未饱和汽变成饱和汽，可采用降低温度的方法，故A正确；根据相对湿度的特点可知，空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近饱和汽压，故B正确；温度升高，饱和气压增大，故C错误；相对湿度过小时，人会感觉空气干燥，故D正确(2)理想气体从状态A到状态B，压强不变，体积变大，分子的密集程度减小，所以在相同时间内撞在单位面积上的分子数减小，从状态A经B、C再回到状态A，内能不变，一个循环过程中，A到B气体对外做的功W123 J6 J，B到C过程中外界对气体做功W2(13)2 J4 J，C到A体积不变不做功，所以WW1W22 J，根据UWQ，Q2 J，即一个循环气体吸热2 J，所以一个循环中气体吸收

7、的热量大于放出的热量(3)根据盖吕萨克定律：，代入数据：，解得标准状态下气体的体积为V1091 L，NNA61023241022(个)【答案】(1)C(2)减小大于(3)241022个3(12分)(2017江苏徐州高三考前模拟)(1)以下说法中正确的是_A单晶体的所有物理性质都具有各向异性B悬浮在液体中的花粉颗粒的无规则运动是热运动C相同温度下，氢分子的平均动能一定等于氧分子的平均动能D随着分子间距离增大，分子间作用力减小，分子势能也减小(2)某同学做“用油膜法估测分子大小”的实验时，在边长约30 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，然后将痱子粉均匀的撒在水面上，用注射器滴一滴_(选填“纯油酸”

8、或“油酸酒精溶液”)在水面上稳定后，在玻璃板上描下油膜的轮廓，放到坐标纸上估算出油膜的面积，还需要知道_，就可以算出分子直径(3)如图1315所示，内壁光滑的导热汽缸里封闭了一定质量的理想气体，活塞的横截面积为S，质量不计，离缸底的距离为L1由于环境温度缓慢下降，使得活塞缓慢下降到距离缸底L2处已知大气压强为p0，被封闭气体初始状态的热力学温度为T1、内能为E1图1315求活塞下降到距离缸底L2处时，缸内封闭气体的温度；一定质量的理想气体内能与热力学温度成正比，求整个过程中通过缸壁传递的热量Q【解析】(1)单晶体具有各向异性，不能说单晶体的所有物理性质都具有各向异性，A项错误；悬浮在液体中的花

9、粉颗粒的无规则运动是布朗运动，不是热运动，B项错误；温度是分子的平均动能的标志，相同温度下，氢分子的平均动能一定等于氧分子的平均动能，C项正确；随着分子间距离的增大，分子势能不一定减小，当分子力表现为引力时，分子力做负功，分子势能增大，D项错误(2)油膜法测分子直径实验中，用注射器滴一滴油酸酒精溶液在水面上，让它形成单分子油膜实验过程中，由d可知，还需要知道向水面滴入的油酸酒精溶液中的纯油酸体积(3)气体发生等压变化，有解得封闭气体的温度为T2设气体在T2时的内能为E2，由题意有气体状态变化过程中内能变化了UE2E1E1外界对气体做功Wp0(L1L2)S由热力学第一定律UWQ整个过程中通过缸壁

10、传递的热量QE1p0(L1L2)S【答案】(1)C(2)油酸酒精溶液油酸酒精溶液中的纯油酸体积(3)E1p0(L1L2)S4(12分)(多选)(1)下列说法正确的是_A气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大B液晶分子在特定方向排列比较整齐，但不稳定C液体的表面张力是由于液体分子间的相互作用引起的D物理性质各向同性的一定是非晶体(2)已知水的密度10103 kg/m3、摩尔质量M18102 kg/mol，阿伏加德罗常数为NA6021023 mol1，一滴露水的体积大约是60108 m3，它含有_个水分子，如果一只极小的虫子

11、来喝水，每分钟喝进60107个水分子时，喝进水的质量是_kg(保留两位有效数字)(3)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图象如图1316所示，已知该气体在状态A时的温度为27 ，则：图1316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？ 【导学号：17214201】【解析】(1)根据理想气体的状态方程C，当气体的温度升高时，若体积也同时增大，气体的压强不一定增大，A项错误；液晶分子在特定方向排列比较整齐，但不稳定，B项正确；液体的表面张力是由于表面层分子分布比液体内部稀疏，分子间

12、相互作用表现为引力，C项正确；晶体分单晶体和多晶体，单晶体具有各向异性特征，多晶体具有各向同性特征，D项错误(2)水的摩尔质量为M18102 kg，水的摩尔体积为VM，一个水分子的体积为V0一滴露水含有水分子的个数为NNA201021个喝进水的物质的量为n11016 mol故水的质量mnM181018 kg(3)由图示图象可知，pAVApCVC，由理想气体状态方程：C可知，A、C两状态的温度相等，由于理想气体内能仅与温度有关，A、C两状态温度相等，两状态气体内能相等，则从A到C过程气体内能的变化量为0气体从状态A到状态C体积增大，对外做功，即W0，所以AC的过程中是吸热从A到B过程，体积不变，

13、气体不对外做功，外界也不对气体做功，只有B到C过程气体对外做功，故吸收的热量为：QWpV1105(31031103)J200 J【答案】(1)BC(2)201021181018(3)0吸热200 J5(12分)(2017江苏扬州四模)(1)下列说法正确的是_A阳光下看到细小的尘埃飞扬，是固体颗粒在空气中做布朗运动B压缩气体需要做功，说明气体分子间存在斥力C晶体熔化过程中，吸收的热量全部用来破坏空间点阵，增加分子势能，而分子平均动能却保持不变，所以晶体有固定的熔点D两个分子甲和乙相距较远(此时它们之间的作用力可以忽略)，设甲固定不动，乙逐渐向甲靠近，直到不能再靠近，在整个移动过程中分子力先增大后

14、减小，分子势能先减小后增大(2)利用单分子油膜法可以粗略测定分子的大小和摩尔质量已知某种油的密度为，取体积为V的油慢慢滴出，可滴n滴将其中一滴滴在广阔水面，形成面积为S的单分子油膜，阿伏加德罗常数为NA若把分子看作球形，则估算出它的直径是_，油的摩尔质量是_ (3)如图1317所示是农业上常用的农药喷雾器，贮液筒与打气筒用细连接管相连，已知贮液筒容积为8 L(不计贮液筒两端连接管体积)，打气筒活塞每循环工作一次，能向贮液筒内压入1 atm的空气200 mL，现打开喷雾头开关K，装入6 L的药液后再关闭，设周围大气压恒为1 atm，打气过程中贮液筒内气体温度与外界温度相同且保持不变求：图1317

15、要使贮液筒内药液上方的气体压强达到3 atm，打气筒活塞需要循环工作的次数；打开喷雾头开关K直至贮液筒内、外气压相同时，贮液筒向外喷出药液的体积 【导学号：17214202】【解析】(1)阳光下看到细小的尘埃飞扬，是固体颗粒随空气流动而形成的，并不是布朗运动，选项A错误；压缩气体需要做功，是因为存在气体压强，选项B错误；晶体熔化过程中，吸收的热量全部用来破坏空间点阵，增加分子势能，而分子平均动能却保持不变，因此温度能保持稳定不变，所以晶体有固定的熔点，选项C正确；两个分子甲和乙相距较远(此时它们之间的作用力可以忽略)，设甲固定不动，乙逐渐向甲靠近，直到不能再靠近，在整个移动过程中分子力先增大后

16、减小再增大，分子势能先减小后增大，选项D错误(2)由题意知一滴油滴的体积为，则油分子直径为d；单个分子的体积为V0则油的摩尔体积为VmolNA，则油的摩尔质量为MVmol(3)贮液筒内药液上方的气体体积为V08 L6 L2 L，设1 atm下，打入贮液筒的气体体积为V，总体积V1，则：V1VV0设1 atm下，气体的压强：p11 atm打入贮液筒气体后体积：V2V0打入贮液筒气体后的压强：p23 atm由理想气体方程得：p1V1p2V2解得：V4 L打气次数：n20打开喷雾头开关K直至贮液筒内外气压相同时，p31 atm由理想气体方程得：p1V1p3V3解得：V3V16 L故喷出药液的体积VV

17、3V04 L【答案】(1)C(2)(3)20次4 L6(12分)(2017厦门一中检测)(多选)(1)一定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pT图象如图1318所示，下列说法正确的是()图1318A过程bc中气体既不吸热也不放热B过程ab中气体一定吸热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(2)把熔化的蜂蜡薄薄地涂在两种材料所做的薄片上，用一枝缝衣针烧热后用针尖接触蜂蜡层的背面，熔化区域的形状如1319甲、乙两图所示，_(选填“甲”或“乙”)图中的薄片一定是晶体；液晶的分子排布与液体和固体都有区别，这种排

18、布使液晶既像液体一样具有流动性，又具有各向异性，_(选填“丙”或“丁”)图是液晶分子示意图甲乙丁丙图1319(3)冬天天气寒冷，有时室内需要加温如果有一房间室内面积为224 m2，高为30 m，室内空气通过房间缝隙与外界大气相通，开始时室内温度为0 ，通过加热使室内温度升为20 若上述过程中大气压强不变，已知气体在0 的摩尔体积为224 L/mol，阿伏伽德罗常数为601023 mol1，试估算这个过程中有多少空气分子从室内跑出(结果保留两位有效数字)【解析】(1)由图示图象可知，bc过程气体发生等温变化，气体内能不变，压强减小，由玻意耳定律可知，体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律UQW可知，气体吸热，故A错误；由图象可知，ab过程，气体压强与热力学温度成正比，则气体发生等容变化，气体体积不变，外界对气体不做功，气体温度升高，内能增大，由热力学第一定律可知，气体吸收热量，故B正确；由图象可知，ca过程气体压强不变，温度降低，由盖吕萨克定律可知，其体积减小，外界对气体做功，W0，气体温度降低，内能减少，U0，由热力学