2020高考物理二轮复习 600分冲刺 专题七 选考部分 第17讲 分子动理论 气体及热力学定律优练（含解析）

分子动理论 气体及热力学定律一、选择题(本题共8小题，均为多选题)1(2019山西吕梁模拟)下列判断正确的是(ade)apm2.5在空气中的运动属于布朗运动b当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大c用手捏面包，面包体积会缩小，说明分子之间有间隙d人类利用能源时，是将高品质的能量释放出来并最终转化为低品质的内能e一定质量的单晶体在熔化过程中分子势能一定是增大的解析“pm2.5”是指直径小于等于2.5微米的颗粒物，是分子团的运动，属于布朗运动，a正确；潮湿时，空气的相对湿度较大，干燥时，空气的相对湿度较小，但绝对湿度大小不能确定，故b错误；用手捏面包，面包体积会缩小，只能说明面包内有气孔，所以c错误；人类利用能源时，是将高品质的能量释放出来并最终转化为低品质的内能，所以可利用的能源会逐渐减小，所以d正确；一定质量的单晶体在熔化过程温度不变，分子的平均动能不变，所吸收的热量全部用来增大分子势能，e正确。2(2019山东烟台模拟)两个密闭容器中分别充有质量相等、温度相同的氦气和氧气(不考虑气体分子的势能)。下列说法正确的是(ace)a氦气的内能一定比氧气的内能大b氧气的密度一定比氦气的密度大c若氦气吸收热量，则氦气的温度可能不变d若外界对氧气做正功，则氧气的内能一定增大e氦气的压强与体积的乘积一定大于氧气的压强与体积的乘积解析由于氦气和氧气不考虑气体分子的势能，所以其内能决定因素只有温度和摩尔数，二者的温度相同，根据摩尔数公式n可知：在质量相同的前提下，氦气的摩尔数大，故氦气的内能一定比氧气的内能大，a正确；根据密度公式可知，由于体积关系不明确，所以氧气的密度不一定比氦气的密度大，b错误；若氦气吸收热量，q取正值，但体积变化不明确，w可取正值，也可取负值，再根据热力学第一定律uqw可知，氦气的内能可以增加、不变或减小，c正确；若外界对氧气做正功，w取正值，但吸放热关系不明确，q可取正值，也可取负值，再根据热力学第一定律可得：氦气的内能可以增加、不变或减小，d错误；根据克拉伯龙方程pvnrt，由于质量相同，所以氦气的摩尔数大， r为常数，温度t相同，故氦气的压强与体积的乘积一定大于氧气的压强与体积的乘积，e正确。3(2019江西吉安模拟)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(bce)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解析不论固体，还是液体与气体，分子均是永不停息做无规则运动，a错误；液体表面层中，分子间距较大，分子间的相互作用表现为引力，即为表面张力，b正确；在任何温度下，液体的蒸发现象都能发生，c正确；汽化现象与液体分子间相互作用力无关，d错误；有的物态变化中虽然吸收热量但温度却不升高，如晶体，e正确。4(2019河北衡水模拟)下列说法正确的是(acd)a在油膜法估测分子大小的实验中，如果有油酸未完全散开会使测量结果偏大b某气体的密度为，每个气体分子的质量为m，则每个气体分子的体积为c在轮胎爆裂的短暂过程中，胎内气体膨胀，温度下降d一定质量的理想气体在体积不变时，每秒分子碰撞器壁的平均次数随着温度降低而减少e晶体在熔化过程中所吸收的热量主要用于增加分子的平均动能解析油酸未完全散开，s偏小，依据d，测测量结果偏大，a正确；气体的分子之间的距离比较大，使用公式：v求出的结果是每一个分子所占的空间的大小，不是分子的体积，b错误；在轮胎爆裂这一短暂过程中，气体膨胀，对外做功；由于时间短，气体来不及吸收热量，根据热力学第一定律可知，气体的温度下降，c正确；一定量的气体，在体积不变时，温度降低，则分子运动的激烈程度降低，所以分子平均每秒碰撞器壁的次数随着温度的降低而减少，d正确；晶体在熔化过程中温度不变，而温度是分子热运动平均动能的标志，故吸收的热量，将主要用于克服增加分子的势能，而分子热运动的平均动能不变，e错误。5(2019四川德阳模拟)关于热力学定律，下列说法正确的是(bde)a气体吸热后温度一定升高b一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加c气体被压缩时，内能一定增加d热量可以从低温物体传到高温物体e如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡解析气体吸热的同时，如果同时对外做功，则气体的温度有可能降低，故a错误；一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，根据c可知，温度升高，内能一定增加，故b正确；由理想气体状态方程c知一定质量的气体被压缩时，气体温度不一定升高，内能不一定增加，故c错误；热量可以从低温物体传到高温物体，不过需要消耗外界的功，故d正确；如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定温度相等，达到热平衡，故e正确。6(2019湖北武汉模拟)下列说法正确的是(bce)a零摄氏度的物体的内能为零b气体如果失去了容器的约束会散开，这是因为气体分子热运动的结果c温度相同的氧气和臭氧气体，分子平均动能相同d理想气体，分子之间的引力、斥力依然同时存在，且分子力表现为斥力e浸润现象是分子间作用力引起的解析物体的内能包括分子动能和分子势能，零摄氏度时物体的内能不为零，a错误；气体如果失去了容器的约束会散开，这是因为气体分子热运动，气体分子间的距离大分子间作用力小，b正确；温度是分子平均动能大小的标志，温度相同的氧气和臭氧气体，分子平均动能相同，c正确；理想气体，分子之间的引力、斥力依然同时存在，但由于分子之间的距离较大，都可以忽略不计，d错误；浸润现象是附着层分子间距离小于液体内部分子间距离，分子间作用力表现为分子斥力引起的，e正确。7(2019江西赣州模拟)下列说法正确的是(bce)a只要技术足够先进，热机的效率能够达到100%b水和酒精混合后的体积小于原来的体积之和，说明分子间存在间隙c气体的压强是由于气体分子频繁撞击容器器壁而产生的d对于非理想气体，气体体积变化时，其内能一定不变e10 g 100 水的内能小于10 g 100 水蒸气的内能解析根据热力学第二定律，热机的效率只能接近100%，不可能达到100%，a错误；对于非理想气体，气体体积变化时，但不知道吸收热量情况，因此其内能可能不变，d错误；10 g 100 水的内能需要吸收热量才能变成10 g 100 水蒸气，e正确；水和酒精混合后的体积小于原来的体积之和，说明分子间存在间隙，b正确；由于气体分子频繁撞击容器器壁，根据动量定理可知会对器壁产生作用力，c正确。8(2019长春四模)夏季，长春市的天气温差比较大，充足气的车胎经过正午阳光的暴晒容易爆胎。若车胎内的气体可视为理想气体，爆胎前车胎内气体体积及质量均不变，爆胎过程时间极短。关于车胎内的气体，下列说法正确的是(abd)a爆胎前随着气温的升高，车胎内气体压强增大b爆胎前随着气温的升高，车胎内气体吸收热量，内能增大c爆胎前随着气温的升高，车胎内气体分子在单位时间单位面积上碰撞车胎的次数不变d爆胎过程中，车胎内气体对外做功，内能减小e爆胎过程中，车胎内气体分子平均动能不变解析爆胎前气体体积不变，温度升高时，压强增大，a正确；气体温度升高，内能增大，体积不变，没有做功，根据热力学第一定律uqw可知气体要吸收热量，b正确；气体单位体积内分子数不变，但是温度升高，分子平均速率增大，所以气体分子在单位时间内单位面积上与车胎碰撞的次数增多，c错误；爆胎过程时间极短，气体来不及与外界热交换，其体积膨胀对外做功，根据热力学第一定律uqw可知，气体内能减小，温度降低，气体分子平均动能减小，故d正确，e错误。二、计算题(本题共3小题，需写出完整的解题步骤)9(2019四川成都模拟)如图所示，为了测量某刚性导热容器a的容积，用细管把它与水平固定的导热气缸b相连。气缸中活塞的横截面积s100 cm2。起初时，环境温度t300 k，活塞离缸底距离d40 cm。现用水平向左的力f缓慢推活塞，当f1.0103 n时，活塞离缸底距离d10 cm。已知大气压强p0 1.0105 pa。不计一切摩擦，整个装置气密性良好。求：(1)容器a的容积va；(2)保持力f1.0103 n不变，当外界温度缓慢变化时，活塞向缸底缓慢移动了d3 cm时，此时环境温度为多少摄氏度？答案(1)2l(2)3 或2.85 解析(1)依题意，气缸和容器内所有气体先做等温变化，有p1v1p2v2其中压缩前：p1p0，v1vads压缩后：p2p0，v2vads代入数据，解得：va2 l(2)依题意，接着做等压变化，有其中变化前：t2t变化后：v3v2dst3t3273或t3t3273.15代入数据，解得：t33 或t32.85 10(2019辽宁抚顺模拟)如图所示，u型玻璃细管竖直放置，水平细管与u型玻璃细管底部相连通，各部分细管内径相同。u形管左管上端封有长20 cm的理想气体b，右管上端开口并与大气相通，此时u型玻璃管左、右两侧水银面恰好相平，水银面距u型玻璃管底部为25 cm。水平细管内用小活塞封有长度10 cm的理想气体a。已知外界大气压强为75 cmhg，忽略环境温度的变化，现将活塞缓慢向左拉，使气体b的气柱长度为25 cm，求：(1)左右管中水银面的高度差是多大？(2)理想气体a的气柱长度为多少？答案(1)15 cm(2)12.5 cm解析(1)活塞缓慢左拉的过程中，气体b做等温变化pb1vb1 pb2vb275 cmhg20spb225s(设s为玻璃管横截面积)pb2 60 cmhg左右管中水银面的高度差h(7560) cm15 cm(2)活塞被缓慢左拉的过程中，气体a做等温变化la110 cmpa1(7525) cmhg100 cmhgpa2(755) cmhg80 cmhgpa1va1pa2va210010s80la2sla212.5 cm11. (2019高考大纲模拟卷)一艘潜水艇位于水面下h200 m处，艇上有一个容积v12 m3的钢筒，筒内贮有压强p1200p0的压缩气体，其中p0为大气压强，p01105 pa。已知海水的密度1103 kg/m3，取重力加速度g10 m/s2，设海水的温度不变。有一个