【高考復(fù)習(xí)指導(dǎo)】2022屆高三物理二輪復(fù)習(xí)限時(shí)規(guī)范訓(xùn)練-專題十四-分子動(dòng)理論-氣體及熱力學(xué)定律

專題十四分子動(dòng)理論氣體及熱力學(xué)定律限時(shí)規(guī)范訓(xùn)練[單獨(dú)成冊](時(shí)間：45分鐘)1．(2021·高考福建卷)(1)下列有關(guān)分子動(dòng)理論和物質(zhì)結(jié)構(gòu)的生疏，其中正確的是__________．(填選項(xiàng)前的字母)A．分子間距離減小時(shí)分子勢能肯定減小B．溫度越高，物體中分子無規(guī)章運(yùn)動(dòng)越猛烈C．物體內(nèi)熱運(yùn)動(dòng)速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例與溫度無關(guān)D．非晶體的物理性質(zhì)各向同性而晶體的物理性質(zhì)都是各向異性(2)如圖，肯定質(zhì)量的抱負(fù)氣體，由狀態(tài)a經(jīng)過ab過程到達(dá)狀態(tài)b或者經(jīng)過ac過程到達(dá)狀態(tài)c.設(shè)氣體在狀態(tài)b和狀態(tài)c的溫度分別為Tb和Tc，在過程ab和ac中吸取的熱量分別為Qab和Qac.則__________．(填選項(xiàng)前的字母)A.Tb>Tc，Qab>Qac B.Tb>Tc，Qab<QacC．Tb＝Tc，Qab>Qac D．Tb＝Tc，Qab<Qac解析：(1)A.當(dāng)分子間距r<r0時(shí)，分子間距r減小，分子勢能增大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．B．分子熱運(yùn)動(dòng)的猛烈程度只與溫度有關(guān)，溫度越高，運(yùn)動(dòng)越猛烈，選項(xiàng)B正確．C．溫度越高，熱運(yùn)動(dòng)速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)的比例越大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．D．多晶體的物理性質(zhì)為各向同性，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．(2)由抱負(fù)氣體狀態(tài)方程可知eq\f(paVa,Ta)＝eq\f(pcVc,Tc)＝eq\f(pbVb,Tb)，即eq\f(2p0·V0,Tc)＝eq\f(p0·2V0,Tb)，得Tc＝Tb，則氣體在b、c狀態(tài)內(nèi)能相等，因a到b和a到c的ΔU相同；而a到c過程中氣體體積不變，W＝0，a到b過程中氣體膨脹對外做功，W<0，依據(jù)熱力學(xué)第肯定律：ΔU＝Q＋W可知a到b的吸熱Qab大于a到c的吸熱Qac，即Qab>Qac.選項(xiàng)C正確．答案：(1)B(2)C2．(2021·高考新課標(biāo)全國卷Ⅱ)(1)(多選)關(guān)于集中現(xiàn)象，下列說法正確的是________．A．溫度越高，集中進(jìn)行得越快B．集中現(xiàn)象是不同物質(zhì)間的一種化學(xué)反應(yīng)C．集中現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無規(guī)章運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的D．集中現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生E．液體中的集中現(xiàn)象是由于液體的對流形成的(2)如圖，一粗細(xì)均勻的U形管豎直放置，A側(cè)上端封閉，B側(cè)上端與大氣相通，下端開口處開關(guān)K關(guān)閉；A側(cè)空氣柱的長度為l＝10.0cm，B側(cè)水銀面比A側(cè)的高h(yuǎn)＝3.0cm.現(xiàn)將開關(guān)K打開，從U形管中放出部分水銀，當(dāng)兩側(cè)水銀面的高度差為h1＝10.0cm時(shí)將開關(guān)K關(guān)閉．已知大氣壓強(qiáng)p0＝75.0cmHg.①求放出部分水銀后A側(cè)空氣柱的長度．②此后再向B側(cè)注入水銀，使A、B兩側(cè)的水銀面達(dá)到同一高度，求注入的水銀在管內(nèi)的長度．解析：(1)集中現(xiàn)象與溫度有關(guān)，溫度越高，集中進(jìn)行得越快，選項(xiàng)A正確．集中現(xiàn)象是由于分子的無規(guī)章運(yùn)動(dòng)引起的，不是一種化學(xué)反應(yīng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)E錯(cuò)誤．集中現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生，選項(xiàng)D正確．(2)①以cmHg為壓強(qiáng)單位．設(shè)A側(cè)空氣柱長度l＝10.0cm時(shí)的壓強(qiáng)為p；當(dāng)兩側(cè)水銀面的高度差為h1＝10.0cm時(shí)，空氣柱的長度為l1，壓強(qiáng)為p1.由玻意耳定律得pl＝p1l1由力學(xué)平衡條件得p＝p0＋h②打開開關(guān)K放出水銀的過程中，B側(cè)水銀面處的壓強(qiáng)始終為p0，而A側(cè)水銀面處的壓強(qiáng)隨空氣柱長度的增加漸漸減小，B、A兩側(cè)水銀面的高度差也隨之減小，直至B側(cè)水銀面低于A側(cè)水銀面h1為止．由力學(xué)平衡條件有p1＝p0－h(huán)1③聯(lián)立①②③式，并代入題給數(shù)據(jù)得l1＝12.0cm④②當(dāng)A、B兩側(cè)的水銀面達(dá)到同一高度時(shí)，設(shè)A側(cè)空氣柱的長度為l2，壓強(qiáng)為p2.由玻意耳定律得pl＝p2l2由力學(xué)平衡條件有p2＝p0⑥聯(lián)立②⑤⑥式，并代入題給數(shù)據(jù)得l2＝10.4cm⑦設(shè)注入的水銀在管內(nèi)的長度為Δh，依題意得Δh＝2(l1－l2)＋h1⑧聯(lián)立④⑦⑧式，并代入題給數(shù)據(jù)得Δh＝13.2cm⑨答案：(1)ACD(2)①12.0cm②13.2cm3．(2021·高考山東卷)(1)(多選)墨滴入水，擴(kuò)而散之，緩緩混勻．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)章運(yùn)動(dòng)C．使用碳粒更小的墨汁，混合均勻的過程進(jìn)行得更快速D．墨汁的集中運(yùn)動(dòng)是由于碳粒和水分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的(2)扣在水平桌面上的熱杯蓋有時(shí)會(huì)發(fā)生被頂起的現(xiàn)象．如圖，截面積為S的熱杯蓋扣在水平桌面上，開頭時(shí)內(nèi)部封閉氣體的溫度為300K，壓強(qiáng)為大氣壓強(qiáng)p0.當(dāng)封閉氣體溫度上升到303K時(shí)，杯蓋恰好被整體頂起，放出少許氣體后又落回桌面，其內(nèi)部氣體壓強(qiáng)馬上減為p0，溫度仍為303K．再經(jīng)過一段時(shí)間，內(nèi)部氣體溫度恢復(fù)到300K．整個(gè)過程中封閉氣體均可視為抱負(fù)氣體．求：①當(dāng)溫度上升到303K且尚未放氣時(shí)，封閉氣體的壓強(qiáng)；②當(dāng)溫度恢復(fù)到300K時(shí)，豎直向上提起杯蓋所需的最小力．解析：(1)墨滴入水，最終混合均勻，這是集中現(xiàn)象，碳粒做布朗運(yùn)動(dòng)，水分子做無規(guī)章的熱運(yùn)動(dòng)；碳粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯，混合均勻的過程進(jìn)行得越快速，選項(xiàng)B、C正確．(2)①以開頭封閉的氣體為爭辯對象，由題意可知，初狀態(tài)溫度T0＝300K，壓強(qiáng)為p0，末狀態(tài)溫度T1＝303K，壓強(qiáng)設(shè)為p1，由查理定律得eq\f(p0,T0)＝eq\f(p1,T1)①代入數(shù)據(jù)得p1＝eq\f(101,100)p0②②設(shè)杯蓋的質(zhì)量為m，剛好被頂起時(shí)，由平衡條件得p1S＝p0S＋mg③放出少許氣體后，以杯蓋內(nèi)的剩余氣體為爭辯對象，由題意可知，初狀態(tài)溫度T2＝303K，壓強(qiáng)p2＝p0，末狀態(tài)溫度T3＝300K，壓強(qiáng)設(shè)為p3，由查理定律得eq\f(p2,T2)＝eq\f(p3,T3)④設(shè)提起杯蓋所需的最小力為F，由平衡條件得F＋p3S＝p0S＋mg⑤聯(lián)立②③④⑤式，代入數(shù)據(jù)得F＝eq\f(201,10100)p0S⑥答案：(1)BC(2)①eq\f(101,100)p0②eq\f(201,10100)p0S4．(2022·河南開封一模)(1)(多選)下列說法正確的是()A．分子間的距離增大時(shí)，分子間的引力增大，斥力減小B．大量氣體分子對容器壁的持續(xù)性作用形成氣體的壓強(qiáng)C．對于肯定質(zhì)量的抱負(fù)氣體，溫度不變，壓強(qiáng)增大時(shí)，氣體的體積肯定減小D．依據(jù)熱力學(xué)其次定律可知，熱量不行能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體E．氣體假如失去了容器的約束就會(huì)散開，這是由于氣體分子之間存在斥力的原因(2)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，空氣的密度為1.29g/L，若房間的容積為100m3，大氣壓等于77cmHg，那么當(dāng)室溫由17℃升至解析：(1)當(dāng)分子間的距離增大時(shí)，分子間的引力和斥力均減小，A錯(cuò)誤；依據(jù)氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的緣由知，氣體的壓強(qiáng)就是大量氣體分子對容器壁的持續(xù)性作用形成的，B正確；由抱負(fù)氣體狀態(tài)方程知，對于肯定質(zhì)量的抱負(fù)氣體，溫度不變，壓強(qiáng)增大時(shí)，氣體的體積肯定減小，C正確；依據(jù)熱力學(xué)其次定律知，熱量從低溫物體傳到高溫物體需要其他作用的影響，D正確；氣體失去了容器的約束會(huì)散開，是由于氣體的集中現(xiàn)象，E錯(cuò)誤．(2)以17℃時(shí)“室內(nèi)氣體”由蓋－呂薩克定律可得eq\f(V1,V2)＝eq\f(T1,T2)依據(jù)題意，V1＝100m3，T1＝290K，T2V2＝eq\f(T2,T1)V1＝eq\f(300,290)×100m3＝eq\f(300,29)m3，因此27℃時(shí)有ΔV＝V2－V1＝eq\f(100,29)m3體積的氣體處于房間之外再算出27℃時(shí)空氣密度ρ2，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下：p0＝76cmHg、T0＝273K、ρ0＝1.29g27℃時(shí)房間內(nèi)的空氣：p2＝77cmHg、T2由抱負(fù)氣體的狀態(tài)方程變形有：eq\f(p0,ρ0T0)＝eq\f(p2,ρ2T2)可得ρ2＝eq\f(ρ0p2T0,p0T2)＝eq\f(1.29×77×273,76×300)kg/m3＝1.19kg/m3.因此房間里空氣質(zhì)量將削減Δm＝ρ2ΔV＝4.1kg答案：(1)BCD(2)4.1kg5．(2021·湖南師大附中第六次月考)(1)(多選)下列說法正確的是()A．液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性B．當(dāng)人們感覺到悶熱時(shí)，說明空氣的相對濕度較小C．液體表面的分子分布比液體內(nèi)部分子的分布要稀疏D．草葉上的露珠呈球形是由于液體表面張力的作用E．由于液體表面具有收縮趨勢，故液體表面的分子之間不存在斥力(2)某高速大路發(fā)生一起車禍，車禍系輪胎爆胎所致．已知汽車行駛前輪胎內(nèi)氣體壓強(qiáng)為2.5atm，溫度為27℃，爆胎時(shí)胎內(nèi)氣體的溫度為87①求爆胎時(shí)輪胎內(nèi)氣體的壓強(qiáng)；②爆胎后氣體快速外泄，假設(shè)氣體對外做功為1000J，且來不及與外界發(fā)生熱交換，則此過程胎內(nèi)原有氣體內(nèi)能如何變化，變化了多少？解析：(1)液晶具有液體的流淌性和各向異性，故A正確；人感覺越悶熱，說明空氣相對濕度越大，故B錯(cuò)誤；液體表面由于液體分子簡潔揮發(fā)，液體表面分子分布比液體內(nèi)部要稀疏，故C正確；草葉上的露珠呈球形，主要是由于液體表面有張力作用，故D正確；液體表面的分子之間斥力和引力同時(shí)存在，故E錯(cuò)誤．(2)①對抱負(fù)氣體，爆胎之前氣體狀態(tài)變化為等容變化，由查理定律得：eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)①代入數(shù)據(jù)得爆胎時(shí)輪胎內(nèi)氣體壓強(qiáng)為：p2＝3atm②②氣體快速膨脹對外做功，但短時(shí)間內(nèi)與外界幾乎不發(fā)生熱量傳遞，所以內(nèi)能削減③由熱力學(xué)第肯定律得，變化的內(nèi)能為：ΔU＝W＋Q＝－1000J④答案：(1)ACD(2)①3atm②內(nèi)能削減－1000J6．(1)(多選)下列說法正確的是()A．懸浮在液體中的微粒越小，在某一瞬間跟它相撞的液體分子數(shù)越少，布朗運(yùn)動(dòng)越不明顯B．做功和熱傳遞都是通過能量轉(zhuǎn)化的方式轉(zhuǎn)變系統(tǒng)內(nèi)能的C．假如沒有漏氣，沒有摩擦，也沒有機(jī)體熱量的損失，熱機(jī)的效率可以達(dá)到100%D．空氣中單個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)是無規(guī)章的，但大量分子的運(yùn)動(dòng)是有規(guī)律的E．肯定質(zhì)量的抱負(fù)氣體發(fā)生等溫變化時(shí)，內(nèi)能不轉(zhuǎn)變，但可能與外界發(fā)生熱交換(2)如圖所示，肯定質(zhì)量的抱負(fù)氣體從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B到狀態(tài)C，此過程中氣體吸取的熱量Q＝7.0×102J.已知在狀態(tài)A時(shí)氣體溫度為TA＝300K，求：①在狀態(tài)B、C時(shí)氣體的溫度；②此過程中氣體內(nèi)能的增量．解析：(1)懸浮微粒越小，在某一瞬間撞擊它的液體分子數(shù)就越少，那么它受力越難趨于平衡，微粒越簡潔運(yùn)動(dòng)，布朗運(yùn)動(dòng)就越明顯，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；做功是能量轉(zhuǎn)化的過程，熱傳遞是能量轉(zhuǎn)移的過程，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；熱機(jī)的效率不行能達(dá)到100%，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；單個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)是無規(guī)章的，但大量分子的運(yùn)動(dòng)是具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律的，選項(xiàng)D正確；肯定質(zhì)量的抱負(fù)氣體發(fā)生等溫變化時(shí)，由于內(nèi)能只取決于溫度，所以內(nèi)能不轉(zhuǎn)變，依據(jù)熱力學(xué)第肯定律ΔU＝W＋Q可知，當(dāng)氣體體積發(fā)生變化，外界對氣體做功或氣體對外界做功時(shí)，氣體與外界發(fā)生熱交換，選項(xiàng)E正確．(2)①從狀態(tài)A到狀態(tài)B，氣體等壓變化eq\f(VA,TA)＝eq\f(VB,TB)解得TB＝400K從狀態(tài)B到狀態(tài)C，氣體等容變化，eq\f(pC,TC)＝eq\f(pB,TB)解得TC＝800K.②抱負(fù)氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B，對外做的功W＝pA(VB－VA)＝1.0×105×(8.0－6.0)×10－3J＝2.0×102J，依據(jù)熱力學(xué)第肯定律有ΔU＝Q－W代入數(shù)據(jù)得ΔU＝5.0×102J答案：(1)DE(2)①400K800K②5.0×102J7．(原創(chuàng)題)(1)(多選)在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，1g水在沸騰時(shí)吸取了2260J的熱量后變成同溫度的水蒸氣，對外做了170J的功．已知阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.0×1023mol－1，水的摩爾質(zhì)量M＝18g/mol.下列說法中正確的是()A．分子間的平均距離增大B．水分子的熱運(yùn)動(dòng)變得更猛烈了C．水分子總勢能的變化量為2090JD．在整個(gè)過程中能量是不守恒的E．1g水所含的分子數(shù)為3.3×1022個(gè)(2)如圖所示，一個(gè)絕熱的汽缸豎直放置，內(nèi)有一個(gè)絕熱且光滑的活塞，中間有一個(gè)固定的導(dǎo)熱性良好的隔板，隔板將汽缸分成兩部分，分別密封著兩部分抱負(fù)氣體A和B.活塞的質(zhì)量為m，橫截面積為S，與隔板相距h.現(xiàn)通過電熱絲緩慢加熱氣體，已知電熱絲電阻為R，通過的電流為I.通電時(shí)間為t時(shí)，活塞上升了h，此時(shí)氣體的溫度為T1，已知大氣壓強(qiáng)為p0，電熱絲放出熱量的90%被氣體吸取，重力加速度為g.①加熱過程中，若A氣體內(nèi)能增加了ΔE1，求B氣體內(nèi)能增加量ΔE2.②現(xiàn)停止對氣體加熱，同時(shí)在活塞上緩慢添加砂粒，當(dāng)添加砂粒的總質(zhì)量為Δm時(shí)，活塞恰好回到原來的位置．求此時(shí)A氣體的溫度T2.解析：(1)液體變成氣體后，分子間的平均距離增大了，選項(xiàng)A正確；溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)猛烈程度的標(biāo)志，由于兩種狀態(tài)下的溫度是相同的，故兩種狀態(tài)下水分子熱運(yùn)動(dòng)的猛烈程度是相同的，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；水發(fā)生等溫變化，分子平均動(dòng)能不變，因水分子總數(shù)不變，分子的總動(dòng)能不變，依據(jù)熱力學(xué)第肯定律ΔU＝Q＋W，可得水的內(nèi)能的變化量為ΔU＝2260J－170J＝2090J，即水的內(nèi)能增大2090J，則水分子的總勢能增大了2090J，選項(xiàng)C正確；在整個(gè)過程中能量是守恒的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；1g水所含的分子數(shù)為n＝eq\f(m,M)NA＝eq\f(1,18)×6.0×1023＝3.3×1022(個(gè))，選項(xiàng)E正確．(2)①由焦耳