2020年高考名校物理模拟试题分项解析热点44 分子动理论和气缸模型(解析版)

1、热点44分子动理论和气缸模型高考真题1（2019高考北京理综卷15）下列说法正确的是a温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度b内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和c气体压强仅与气体分子的平均动能有关d气体膨胀对外做功且温度降低，分子的平均动能可能不变【答案】a【解析】根据温度是分子平均动能的标志确定气体分子热运动的程度和分子平均动能变化，内能是分子平均动能和分子势总和，由气体压强宏观表现确定压强。温度是分子平均动能标志，所以温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度，故a正确；内能是物体中所有分子热运动所具有的动能和分子势能之和，故b错误；由理想气体状态方程pvnrt可知，气体的压强除

2、与分子平均动能（温度）有关，还与体积有关，故c错误；根据温度是分子平均动能的标志，所以温度降低，分子平均动能一定变小，故d错误。2.（2019高考江苏卷物理13a）（1）在没有外界影响的情况下，密闭容器内的理想气体静置足够长时间后，该气体（a）分子的无规则运动停息下来（b）每个分子的速度大小均相等（c）分子的平均动能保持不变（d）分子的密集程度保持不变（2）由于水的表面张力，荷叶上的小水滴总是球形的在小水滴表面层中，水分子之间的相互作用总体上表现为（选填“引力”或“斥力”）分子势能ep和分子间距离r的关系图象如题13a-1图所示，能总体上反映小水滴表面层中水分子ep的是图中（选填“a”“b”或

3、“c”）的位置1（3）如题13a-2图所示，一定质量理想气体经历ab的等压过程，bc的绝热过程（气体与外界无热量交换），其中bc过程中内能减少900j求abc过程中气体对外界做的总功【答案】（1）cd（2）引力c（3）w=1500j【解题思路】（1）在没有外界影响的情况下，分子的无规则运动永不停息，分子的速率发布呈中间多两头少，不可能每个分子的速度大小均相等，选项ab错误；只要温度不变，根据温度是分子平均动能的标志可知，分子的平均动能保持不变，由于体积不变，所以分子的密集程度保持不变，选项cd正确。（2）在小水滴表面层中，由于蒸发，分子之间的距离较大，水分子之间的作用力表现为引力。由于分子之间

4、距离为平衡位置之间距离时分子势能最小，在小水滴表面层中，分子之间的距离较大，所以能够总体上反映小水滴表面层中水分子势能ep的是图中c位置。（3）ab过程w1=p（vbva）bc过程，根据热力学第一定律w2=u则对外界做的总功w=（w1+w2）代入数据得w=1500j3.(2018高考全国卷)（10分）如图，容积为v的汽缸由导热材料制成，面积为s的活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分，汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连，细管上有一阀门k。开始时，k关闭，汽缸内上下两部分气体的压强均为p0，现将k打开，容器内的液体缓慢地流入汽缸，当流入的液体体积为v8时，将k关闭，活塞平衡时其下方气体的体积减

5、小了力加速度大小为g。求流入汽缸内液体的质量。v6，不计活塞的质量和体积，外界温度保持不变，重【命题意图】本题考查玻意耳定律、关联气体、压强及其相关的知识点。【解题思路】设活塞再次平衡后，活塞上方气体的体积为v1，压强为p1；下方气体的体积为v2，压强为p2，在活塞下移的过程中，活塞上下方气体的温度均保持不变。由玻意耳定律得vp02pv112vp02=pv22由已知条件得v=v26824vv13+-=v1v=2vvv-=263设活塞上方液体的质量为m，由力的平衡条件得ps=ps+mg21联立以上各式得m=15p0s26g4.(2018高考全国卷ii)（2）（10分）如图，一竖直放置的气缸上端开

6、口，气缸壁内有卡口a和b，a、b间距为h，a距缸底的高度为h；活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为m，面积为s，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均绝热，不计他们之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强均为p0，温度均为t0。现用电热丝缓慢加热气缸中的气体，直至活塞刚好到达b处。求此时气缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。重力加速度大小为g。【命题意图】本题考查玻意耳定律、盖吕萨克定律及其相关的知识点。【解题思路】（i）开始时活塞位于a处，加热后，汽缸中的气体先经历等容过程，直至活塞开始运动。设此时汽缸中气体的温度为t1，压强为p1，根据查理定律有

7、0=0tppt11根据力的平衡条件有ps=ps+mg10联立式可得3t1=1+t0mgp0s此后，汽缸中的气体经历等压过程，直至活塞刚好到达b处，设此时汽缸中气体的温度为t2；活塞位于a处和b处时气体的体积分别为v1和v2。根据盖吕萨克定律有1=1tvvt22t=1+1+thps00w=(ps+mg)h【解析】(1)根据相对湿度的定义:相对湿度,可知在相对湿度相同的情况下,夏天的气温式中v1=shv2=s（h+h）联立式解得hmg2从开始加热到活塞到达b处的过程中，汽缸中的气体对外做的功为0最新模拟题1.（2020河北第一次大联考）(1).(5分)关于生活中的热学现象,下列说法正确的是_.a.

8、夏天和冬天相比,夏天的气温较高,水的饱和汽压较大,在相对湿度相同的情况下,夏天的绝对湿度较大b.民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病,方法是用镊子夹一棉球,沾一些酒精,点燃,在罐内迅速旋转一下再抽出,迅速将火罐开口端紧压在皮肤上,火罐就会紧紧地被“吸”在皮肤上,其原因是,当火罐内的气体体积不变时,温度降低,压强增大c.盛有氧气的钢瓶,在27的室内测得其压强是9.0106pa,将其搬到3的工地上时,测得瓶内氧气的压强变为7.8106pa,通过计算可判断出钢瓶漏气d.汽车尾气中各类有害气体排入大气后严重污染了空气,想办法使它们自发地分离,既清洁了空气又变废为宝e.一辆空载的卡车停于水平地面,在缓慢装沙

9、过程中,若车胎不漏气,胎内气体温度不变,不计分子间势能,则胎内气体向外界放热【答案】(1)ace(5分)绝对湿度同温下水的饱和汽压4较高,水的饱和汽压较大,则绝对湿度较大,故a正确;当火罐内的气体体积不变时,温度降低,根据c分析知,漏气,则气体做等容变化,有:12,得p2128.1106pa,因为p27.8106pa,所以钢瓶漏气,故c正确;根据pvt气体的压强减小,这样外界大气压大于火罐内气体的压强,从而使火罐紧紧地被“吸”在皮肤上,故b错误;若不ppptt1t2t1熵增加原理可知,有害气体排入大气后,被污染的空气不会自发分离,故d错误;不计分子势能,则气体为理想气体,又因为温度不变,故内能

10、变化量uwq0,装沙过程中轮胎受地面挤压力增大,导致气体体积变小,外界对气体做功w0,所以qw0，根据uwq可知q0，即气体吸收热量，由状态a变到状态b的过程中，气体的温度升高，则气体分子的平均动能变大；从状态b到c，气体温度不变，气体的内能不变；从状态c到d，气体体积不变，则气体的密度不变；从状态a到状态d气体温度升高，则气体的内能增大。山11.(2019西太原市模拟)(10分)如图所示，马桶吸由皮吸和汽缸两部分组成，下方半球形皮吸空间的容积为1000cm3，上方汽缸的长度为40cm，横截面积为50cm2。小明在试用时，用手柄将皮吸压在水平地面上，皮吸中气体的压强等于大气压。皮吸与地面及活塞

11、与汽缸间密封完好不漏气，不考虑皮吸与汽缸的形状变10210m/s。12na若初始状态下活塞位于汽缸顶部，当活塞缓慢下压到汽缸皮吸底部时，求皮吸中气体的压强；若初始状态下活塞位于汽缸底部，小明用竖直向上的力将活塞缓慢向上提起20cm高度保持静止，求此时小明作用力的大小。【答案】(2)3105pa250n【解析】(2)以汽缸和皮吸内的气体为研究对象，开始时封闭气体的压强为p0，体积v11000cm34050cm33000cm3当活塞下压到汽缸底部时，设封闭气体的压强为p，体积为v21000cm3，由玻意耳定律p0v1p2v2解得：p23p03105pa。以皮吸内的气体为研究对象，开始时封闭气体的压

12、强为p0，体积为v21000cm3，活塞缓慢向上提起20cm高度保持静止时，设小明作用力的大小为f，封闭气体的压强为p3，体积为v31000cm32050cm32000cm3由玻意耳定律有p0v2p3v3fp3sp0s解得：f250n。12.(1)(2019湖北四地七校高三上学期期末联考)(5分)下列有关水的热学现象和结论的说法正确的是_(填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分)。a常温下一个水分子的体积大约为31029m3b零摄氏度的水比等质量零摄氏度的冰的分子势能大c水面上的表面张力的方向与水面垂直并指向液体内部d一滴墨水滴入水中最终混合均匀，是因为碳粒受重力的作用e被踩扁但表面未开裂的乒乓球放入热水中浸泡，在其恢复原状的过程中球内气体会从外界吸收热量【答案】(1)abem【解析】(1)水的摩尔质量为18g/mol，常温下水的密度为1.0103kg/m3，一个水分子的体积v181036.010231.0103m331029m3，故a正确；因冰熔化成水需要吸热，内能增加，由于温度不变，分子动能不变，因此0的水分子势能比相同质量0的冰的分子势能大，故b正确；液体表面张力产生在液体表面层，它的方向平行