2019-2020年高三物理二輪復(fù)習(xí) 專題限時練13 第1部分 專題13 分子動理論、氣體及熱力學(xué)定律一、選擇題(本題共6小題，每小題5分在每小題給出的選項中，有多項符合題目要求全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有錯選的得0分)1(xx山東高考)墨滴入水，擴(kuò)而散之，徐徐混勻關(guān)于該現(xiàn)象的分析正確的是()A混合均勻主要是由于碳粒受重力作用B混合均勻的過程中，水分子和碳粒都做無規(guī)則運動C使用碳粒更小的墨汁，混合均勻的過程進(jìn)行得更迅速D墨汁的擴(kuò)散運動是由于碳粒和水分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的2(xx江蘇高考)對下列幾種固體物質(zhì)的認(rèn)識，正確的有()A食鹽熔化過程中，溫度保持不變，說明食鹽是晶體B燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面，熔化的蜂蠟呈橢圓形，說明蜂蠟是晶體C天然石英表現(xiàn)為各向異性，是由于該物質(zhì)的微粒在空間的排列不規(guī)則D石墨和金剛石的物理性質(zhì)不同，是由于組成它們的物質(zhì)微粒排列結(jié)構(gòu)不同3(xx全國卷)下列說法正確的是()A將一塊晶體敲碎后，得到的小顆粒是非晶體B固體可以分為晶體和非晶體兩類，有些晶體在不同方向上有不同的光學(xué)性質(zhì)C由同種元素構(gòu)成的固體，可能會由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體D在合適的條件下，某些晶體可以轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷w，某些非晶體也可以轉(zhuǎn)變?yōu)榫wE在熔化過程中，晶體要吸收熱量，但溫度保持不變，內(nèi)能也保持不變4(xx廣東高考)圖137為某實驗器材的結(jié)構(gòu)示意圖，金屬內(nèi)筒和隔熱外筒間封閉了一定體積的空氣，內(nèi)筒中有水，在水加熱升溫的過程中，被封閉的空氣()圖137A內(nèi)能增大B壓強(qiáng)增大C分子間引力和斥力都減小D所有分子運動速率都增大5給體積相同的兩個容器A、B分別裝滿溫度為60 的熱水和6 的冷水下列說法中正確的是()A由于溫度是分子平均動能的標(biāo)志，所以容器A中水分子的平均動能比容器B中水分子的平均動能大B由于溫度越高，布朗運動越劇烈，所以容器A中水分子的布朗運動比容器B中水分子的布朗運動更劇烈C若把A、B兩個容器靠在一起，則A、B兩容器內(nèi)水的內(nèi)能都將發(fā)生改變，這種改變內(nèi)能的方式叫熱傳遞D由于A、B兩容器內(nèi)水的體積相等，所以A、B兩容器中水分子間的平均距離相等E已知水的相對分子質(zhì)量是18，若容器B中水的質(zhì)量為3 kg，水的密度為1.0103 kg/m3，阿伏加德羅常數(shù)NA6.021023mol1，則容器B中水分子個數(shù)約為1.010266下列說法中正確的是()A分子間的距離增大時，分子勢能一定增大B晶體有確定的熔點，非晶體沒有確定的熔點C根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體D物體吸熱時，它的內(nèi)能可能不增加E一定質(zhì)量的理想氣體，如果壓強(qiáng)不變，體積增大，那么它一定從外界吸熱二、計算題(本題共6小題，共計50分解答過程要有必要的文字說明和解題步驟)7(8分)(xx重慶高考)北方某地的冬天室外氣溫很低，吹出的肥皂泡會很快凍結(jié)若剛吹出時肥皂泡內(nèi)氣體溫度為T1、壓強(qiáng)為p1，肥皂泡凍結(jié)后泡內(nèi)氣體溫度降為T2.整個過程中泡內(nèi)氣體視為理想氣體，不計體積和質(zhì)量變化，大氣壓強(qiáng)為p0.求凍結(jié)后肥皂膜內(nèi)外氣體的壓強(qiáng)差8(8分)(xx江蘇高考)給某包裝袋充入氮氣后密封，在室溫下，袋中氣體壓強(qiáng)為1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、體積為1 L將其緩慢壓縮到壓強(qiáng)為2個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時，氣體的體積變?yōu)?.45 L請通過計算判斷該包裝袋是否漏氣9(8分)(xx海南高考)如圖138所示，一底面積為S，內(nèi)壁光滑的圓柱形容器豎直放置在水平地面上，開口向上，內(nèi)有兩個質(zhì)量均為m的相同活塞A和B；在A與B之間、B與容器底面之間分別封有一定量的同樣的理想氣體，平衡時體積均為V.已知容器內(nèi)氣體溫度始終不變，重力加速度大小為g，外界大氣壓強(qiáng)為p0.現(xiàn)假設(shè)活塞B發(fā)生緩慢漏氣，致使B最終與容器底面接觸求活塞A移動的距離圖13810(8分)如圖139所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B到狀態(tài)C，此過程中氣體吸收的熱量Q7.0102 J已知在狀態(tài)A時氣體溫度為TA300 K，求：圖139(1)在狀態(tài)B、C時氣體的溫度；(2)此過程中氣體內(nèi)能的增量11(8分)如圖1310所示，在圓柱形氣缸中用具有質(zhì)量的光滑導(dǎo)熱活塞密閉有一定質(zhì)量的理想氣體，在氣缸底部開有一小孔，與U形水銀管相連，已知外界大氣壓為p075 cmHg，室溫t027 ，穩(wěn)定后兩邊水銀面的高度差為h1.5 cm，此時活塞離容器底部的高度為L50 cm.已知柱形容器橫截面積S0.01 m2，75 cmHg1.0105Pa.圖1310(1)求活塞的質(zhì)量；(2)使容器內(nèi)溫度降至63 ，求此時U形管兩側(cè)水銀面的高度差和活塞離容器底部的高度L.12(10分)(xx棗莊模擬)如圖1311甲所示，豎直放置的汽缸內(nèi)壁光滑，橫截面積為S1103m2.活塞的質(zhì)量為m2 kg，厚度不計在A、B兩處設(shè)有限制裝置，使活塞只能在A、B之間運動，B下方汽缸的容積為1.0103m3，A、B之間的容積為2.0104m3，外界大氣壓強(qiáng)p01.0105 Pa.開始時活塞停在B處，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為0.9p0，溫度為27 .現(xiàn)緩慢加熱缸內(nèi)氣體，直至327 .求：(1)活塞剛離開B處時氣體的溫度t2；(2)缸內(nèi)氣體最后的壓強(qiáng)；(3)在圖乙中畫出整個過程中的pV圖線甲乙圖1311【詳解答案】1BC墨滴入水，最后混合均勻，這是擴(kuò)散現(xiàn)象，碳粒做布朗運動，水分子做無規(guī)則的熱運動；碳粒越小，布朗運動越明顯，混合均勻的過程進(jìn)行得越迅速，選項B、C正確2AD晶體在熔化過程中溫度保持不變，食鹽具有這樣的特點，則說明食鹽是晶體，選項A正確；蜂蠟的導(dǎo)熱特點是各向同性的，燒熱的針尖使蜂蠟熔化后呈橢圓形，說明云母片的導(dǎo)熱特點是各向異性的，故云母片是晶體，選項B錯誤；天然石英表現(xiàn)為各向異性，則該物質(zhì)微粒在空間的排列是規(guī)則的，選項C錯誤；石墨與金剛石皆由碳原子組成，但它們的物質(zhì)微粒排列結(jié)構(gòu)是不同的，選項D正確3BCD將一晶體敲碎后，得到的小顆粒仍是晶體，故選項A錯誤單晶體具有各向異性，有些單晶體沿不同方向上的光學(xué)性質(zhì)不同，故選項B正確例如金剛石和石墨由同種元素構(gòu)成，但由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體，故選項C正確晶體與非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化，如天然水晶是晶體，熔融過的水晶(即石英玻璃)是非晶體，也有些非晶體在一定條件下可轉(zhuǎn)化為晶體，故選項D正確熔化過程中，晶體的溫度不變，但內(nèi)能改變，故選項E錯誤4AB在水加熱升溫的過程中，封閉氣體的溫度升高，內(nèi)能增大，選項A正確；根據(jù)C知，氣體的壓強(qiáng)增大，選項B正確；氣體的體積不變，氣體分子間的距離不變，分子間的引力和斥力不變，選項C錯誤；溫度升高，分子熱運動的平均速率增大，但并不是所有分子運動的速率都增大，選項D錯誤5ACE布朗運動不是水分子的運動，而是水中小顆粒的無規(guī)則運動，所以選項B錯誤；由于A、B兩容器中水的密度不同(熱水的密度較小)，所以A、B兩容器中水的質(zhì)量不同，水分子的個數(shù)不同，水分子間的平均距離也不相等，選項D錯誤；根據(jù)題意，水的摩爾質(zhì)量為18 g/mol，容器B中水的物質(zhì)的量為nmol mol，所以容器B中水分子個數(shù)約為NnNA1.01026，選項E正確6BDE分子間的距離有一個特殊值r0，此位置分子間引力與斥力平衡，分子勢能最小當(dāng)分子間的距離小于r0時，分子勢能隨距離的增大而減小，當(dāng)分子間的距離大于r0時，分子勢能隨距離的增大而增大，選項A錯誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化在有外力做功的情況下熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，選項C錯誤7解析：肥皂泡內(nèi)氣體等容變化，凍結(jié)后，設(shè)膜內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p2，則，得p2p1，則肥皂膜內(nèi)外氣體的壓強(qiáng)差pp2p0p1p0.答案：p1p08解析：若不漏氣，設(shè)加壓后的體積為V1，由玻意耳定律知：p0V0p1V1，代入數(shù)據(jù)得V10.5 L，因為0.45 L<0.5 L，說明包裝袋漏氣答案：漏氣9解析：A與B之間、B與容器底面之間的氣體壓強(qiáng)分別為p1、p2，在漏氣前，對A分析有p1p0，對B有p2p1B最終與容器底面接觸后，AB間的壓強(qiáng)為p，氣體體積為V，則有pp0因為溫度始終不變，對于混合氣體有(p1p2)VpV設(shè)活塞B厚度為d，漏氣前A距離底面的高度為hd漏氣后A距離底面的高度為hd聯(lián)立可得hhh以上各式聯(lián)立化簡得h.答案：10解析：(1)從狀態(tài)A到狀態(tài)B，氣體等壓變化解得TB400 K從狀態(tài)B到狀態(tài)C，氣體等容變化，解得TC800 K.(2)理想氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B，對外做的功WpA(VBVA)1.0105(8.06.0)103J2.0102J，根據(jù)熱力學(xué)第一定律有UQW代入數(shù)據(jù)得U5.0102 J.答案：(1)TB400 KTC800 K(2)5.0102 J11解析：(1)根據(jù)U形管兩側(cè)水銀面的高度差為h1.5 cm，可知A中氣體壓強(qiáng)pA1p0ph75 cmHg1.5 cmHg76.5 cmHg而pA1p0p塞所以活塞產(chǎn)生的壓強(qiáng)p塞1.5 cmHg1.5105Pa0.02105 Pa由p塞mg/S，解得m2 kg.(2)由于活塞光滑，所以氣體等壓變化，U形管兩側(cè)水銀面的高度差不變?nèi)詾閔1.5 cm初狀態(tài)：溫度T1300 K，體積V150 cmS；末狀態(tài)：溫度T2210 K，體積V2LS由蓋呂薩克定律，解得活塞離容器底部的高度L35 cm.答案：(1)2 kg(2)1.5 cm35 cm12解析：(1)活塞剛離開B處時，設(shè)氣體的壓強(qiáng)為p2，由二力平衡可得p2p0，解得p21.2105Pa.由查理定律得，解得t2127 .(2)設(shè)活塞最終移動到A處，缸內(nèi)氣體最后的壓強(qiáng)為p3，由理想氣體狀態(tài)方程得，解得p31.5105 Pa.因為p3p2，故活塞最終移動到A處的假設(shè)成立(3)如圖所示答案：(1)127 (2)1.5105Pa(3)見解析圖