（全国通用）高三物理二轮复习 专题十三 分子动理论 气体及热力学定律限时训练.doc

专题十三 分子动理论 气体及热力学定律(限时:45分钟) 【测控导航】考点题号(难易度)1.分子动理论微观量的估算2(1)(易),5(1)(易),3(2)(中)2.气体实验定律、热力学定律1(2)(中),2(2)(中),3(1)(中),4(2)(中),5(2)(中)3.综合知识考查1(1)(中),3(1)(易),4(1)(中)1.(1)(2015全国新课标理综)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)(2015贵阳市二次适考)如图(甲)所示,一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的柱形汽缸内,活塞与汽缸壁无摩擦且不漏气.已知活塞横截面积s=10 cm2,外界大气压p0=1.00105 pa.初始时刻图(乙)中a点活塞稳定时缸内气体温度为27 、压强为p1=1.05105 pa.现使缸内气体温度缓慢升高,其压强随着温度变化的pt图像如图(乙)所示.图像中b点时刻所对应缸内气体的体积是初始时的76倍,重力加速度g取10 m/s2.求:活塞质量;当缸内气体的温度为127 时,缸内气体的压强为多大.解析:(1)晶体被敲碎后,其空间点阵结构未变,仍是晶体,a错误;单晶体光学性质各向异性,b正确;同种元素由于空间的排列结构而形成不同物质的晶体,c正确;如果外界条件改变了分子或原子的空间排列结构,晶体和非晶体之间可以互相转化,d正确;在晶体熔化过程中,温度保持不变,只是分子平均动能保持不变,分子势能会发生改变,内能也会改变,e错误.(2)初始时刻,对活塞由平衡条件得p1s=p0s+mg代入数据得m=0.5 kg;由图像可知,从初始时刻到b点这段时间气体是等压变化,根据盖吕萨克定律有vt1=76vt2b点状态后,缸内气体做等容变化,设缸内气体温度为127 ,即t3=(127+273)k时,缸内气体的压强为p3,根据气体实验定律得p1t2=p3t3联立解得p3=1.20105 pa.答案:(1)bcd(2)0.5 kg1.20105 pa2.(2015全国新课标理综)(1)关于扩散现象,下列说法正确的是.a.温度越高,扩散进行得越快b.扩散现象是不同物质间的一种化学反应c.扩散现象是由物质分子无规则运动产生的d.扩散现象在气体、液体和固体中都能发生e.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的(2)如图,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侧空气柱的长度为l=10.0 cm,b侧水银面比a侧的高h=3.0 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h1=10.0 cm时将开关k关闭.已知大气压强p0=75.0 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.解析:(1)扩散现象是分子无规则热运动的反映,c正确,e错误;温度越高,分子热运动越剧烈,扩散越快,a正确;气体、液体、固体的分子都在不停地进行着热运动,扩散现象在气体、液体和固体中都能发生,d正确;在扩散现象中,分子本身结构没有发生变化,不属于化学变化,b错误.(2)以cmhg为压强单位.设a侧空气柱长度l=10.0 cm时的压强为p;当两侧水银面的高度差为h1=10.0 cm时,空气柱的长度为l1,压强为p1.由玻意耳定律得pl=p1l1由力学平衡条件得p=p0+h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p1=p0-h1联立并代入题给数据得l1=12.0 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pl=p2l2由力学平衡条件有p2=p0联立并代入题给数据得l2=10.4 cm设注入的水银在管内的长度为h,依题意得h=2(l1-l2)+h1联立并代入题给数据得h=13.2 cm.答案:(1)acd(2)12.0 cm13.2 cm3.(2015哈尔滨师大附中等三校第一次联考)(1)下列说法正确的是.a.饱和汽压随温度升高而增大,与体积无关b.气体分子热运动的平均动能减少,气体的压强一定减小c.在任何一个自然过程中,一个孤立系统的总熵不会减小d.单位体积内气体分子数增加,气体的压强一定增大e.对于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(2)一定质量理想气体的pv图像如图所示,其中ab为等容过程,bc为等压过程,ca为等温过程,已知气体在状态a时的温度ta=300 k,在状态b时的体积vb=22.4 l.求:气体在状态c时的体积vc;试比较气体由状态b到状态c过程从外界吸收的热量q与对外做功w的大小关系,并简要说明理由.解析:(1)饱和汽压与液体的种类和温度有关,随温度升高而增大,与体积无关,故a正确;气体分子热运动的平均动能减少,即气体温度降低,但体积变化情况不明,因此气体的压强不一定减小,故b错误;自然界的宏观过程都具有方向性,在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵不会减小,故c正确;单位体积内气体分子数增加,若温度降低,则压强不一定增加,故d错误;对于一定质量的理想气体,如果压强不变,体积增大,则温度升高,故内能增加,由于对外做功,根据u=w+q,气体一定吸收热量;故e正确.(2)气体ca等温变化,根据玻意耳定律得pava=pcvc又ab为等容过程,所以va=vb=22.4 l解得vc=pavapc=pavbpc=67.2 l.气体由状态b到状态c为等压过程,由盖吕萨克定律可知体积增大时温度升高,所以气体内能增加,u0,气体对外做功,w0,由热力学第一定律u=q+w,即气体吸收热量q大于气体对外做的功w.答案:(1)ace(2)67.2 l见解析4.(1)以下说法正确的是.a.分子间距离增大时,分子势能也增大b.已知某种液体的密度为,摩尔质量为m,阿伏加德罗常数为na,则该液体分子间的平均距离可以表示为3mna或36mnac.空气压缩到一定程度很难再压缩是因为分子间存在斥力的作用d.液体的饱和汽压与温度和液体的种类有关e.阳光从缝隙射入教室,从阳光中看到的尘埃的运动就是布朗运动(2)(2015沧州市质量监测)如图所示,一质量为2m的汽缸,用质量为m的活塞封有一定质量的理想气体,当汽缸开口向上且通过活塞悬挂静止时,空气柱长度为l1如图(甲)所示,现将汽缸旋转180悬挂缸底静止如图(乙)所示,已知大气压强为p0,活塞的横截面积为s,汽缸与活塞之间不漏气且无摩擦.求图(乙)中空气柱的长度;从图(甲)到图(乙),气体吸热还是放热,并说明理由.解析:(1)分子间距离增大时,由于不知道此时分子力是引力还是斥力,所以无法判断分子势能的变化情况,a错;b中的两种表达形式,一种是将分子所占据的空间看成是立方体,一种是将分子所占据的空间看成是球体,结果都对;空气压缩到一定程度很难再压缩是因为分子间存在斥力的作用,c正确;液体的饱和汽压与温度和液体的种类有关,d正确;e中所阐述的是空气对流引起的尘土的运动,因此不能看成是布朗运动,e错.(2)对汽缸内气体处于(甲)图所示状态时,对汽缸有p1s+2mg=p0s,即气体压强p1=p0-2mgs,处于(乙)图所示状态时,对活塞有p2s+mg=p0s即气体的压强p2=p0-mgs.由玻意耳定律可得p1l1s=p2l2s解得l2=p0s-2mgp0s-mgl1;气体从图(甲)所示状态变化到图(乙)所示状态,气体温度相同,内能相同,由于体积减小,外界对气体做功,根据热力学第一定律u=w+q可知,气体要放出热量.答案:(1)bcd(2)p0s-2mgp0s-mgl1放热,理由见解析5.(2015南宁市第二次适应性测试)(1)下列说法正确的是.a.露珠呈球状是由于液体表面张力的作用b.布朗运动是在显微镜下看到的液体分子的无规则运动c.分子质量不同的两种气体温度相同,它们分子的平均动能一定相同d.两个分子间距离增大的过程中,分子间作用力一定减小e.一定质量的理想气体,放热的同时外界对其做功,其内能可能减少(2)如图所示,一直立的汽缸用一质量为m的活塞封闭一定质量的理想气体,活塞横截面积为s,气体最初的体积为v0,压强为p02,汽缸内壁光滑且缸壁是导热的.开始活塞被固定在a位置,打开固定螺栓k,活塞下降,经过足够长时间后,活塞停在b位置,设周围环境温度保持不变,已知大气压强为p0,重力加速度为g,求:活塞停在b位置时缸内封闭气体的体积v;整个过程中通过缸壁传递的热量q(一定质量理想气体的内能仅由温度决定).解析:(1)液体的表面张力有使液体的表面积减小到最小的趋势,如露珠呈球状是由于液体表面张力的作用,故a正确;布朗运动是指在显微镜下观察到的固体颗粒的无规则运动,是液体分子无规则运动的反映,故b错误;温度是分子的平均动能的标志,两种气体温度相同,它们分子的平均动能一定相同,故c正确;当分子间的距离比较大时,作用力表现为引力,两个分子间距离增大的过程中,其引力可能先增大后减小,即分子间作用力不一定减小,故d错误,根据热力学第一定律,物体在放热的同时,若外界对其做功,物体的内能可能减少,故e正确.(2)设活塞在b处时被封闭气体的压强为p2,活塞受力平衡p0s+mg=p2s