2022年高三物理二輪復習 專題限時練13 第1部分 專題13 分子動理論、氣體及熱力學定律

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1、2022年高三物理二輪復習 專題限時練13 第1部分 專題13 分子動理論、氣體及熱力學定律 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，擴而散之，徐徐混勻．關于該現(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，混合均勻的過程進行得更迅速 D．墨汁的擴散運動是由于碳粒和水分子發(fā)生化學反應引起的 2．(xx·江蘇高考)對下列幾種固體物質的認識，正確的有(　　) A．食

2、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不同，是由于組成它們的物質微粒排列結構不同 3．(xx·全國卷Ⅰ)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性質 C．由同種元素構成的固體，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，某些晶體可以轉變?yōu)榉蔷w，某些非晶體也可以轉變?yōu)榫w E．在熔化過

3、程中，晶體要吸收熱量，但溫度保持不變，內能也保持不變 4．(xx·廣東高考)圖13-7為某實驗器材的結構示意圖，金屬內筒和隔熱外筒間封閉了一定體積的空氣，內筒中有水，在水加熱升溫的過程中，被封閉的空氣(　　) 圖13-7 A．內能增大 B．壓強增大 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

4、朗運動更劇烈 C．若把A、B兩個容器靠在一起，則A、B兩容器內水的內能都將發(fā)生改變，這種改變內能的方式叫熱傳遞 D．由于A、B兩容器內水的體積相等，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量是18，若容器B中水的質量為3 kg，水的密度為1.0×103 kg/m3，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.02×1023mol－1，則容器B中水分子個數(shù)約為1.0×1026 6．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

5、能可能不增加 E．一定質量的理想氣體，如果壓強不變，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．若剛吹出時肥皂泡內氣體溫度為T1、壓強為p1，肥皂泡凍結后泡內氣體溫度降為T2.整個過程中泡內氣體視為理想氣體，不計體積和質量變化，大氣壓強為p0.求凍結后肥皂膜內外氣體的壓強差． 8．(8分)(xx·江蘇高考)給某包裝袋充入氮氣后密封，在室溫下，袋中氣體壓強為1個標準大氣壓、體積為1 L．將其緩慢壓縮到壓強為2個標準大氣壓時，氣

6、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13-8所示，一底面積為S，內壁光滑的圓柱形容器豎直放置在水平地面上，開口向上，內有兩個質量均為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.已知容器內氣體溫度始終不變，重力加速度大小為g，外界大氣壓強為p0.現(xiàn)假設活塞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13-8 10．(8分)如圖13-9所示，一定質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Q＝7.0×102 J．已知

7、在狀態(tài)A時氣體溫度為TA＝300 K，求： 圖13-9 (1)在狀態(tài)B、C時氣體的溫度； (2)此過程中氣體內能的增量． 11．(8分)如圖13-10所示，在圓柱形氣缸中用具有質量的光滑導熱活塞密閉有一定質量的理想氣體，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p0＝75 cmHg，室溫t0＝27 ℃，穩(wěn)定后兩邊水銀面的高度差為Δh＝1.5 cm，此時活塞離容器底部的高度為L＝50 cm.已知柱形容器橫截面積S＝0.01 m2，75 cmHg＝1.0×105Pa. 圖13-10 (1)求活塞的質量； (2)使容器內溫度降至－63 ℃，求此時U形管兩側

8、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13-11甲所示，豎直放置的汽缸內壁光滑，橫截面積為S＝1×10－3m2.活塞的質量為m＝2 kg，厚度不計．在A、B兩處設有限制裝置，使活塞只能在A、B之間運動，B下方汽缸的容積為1.0×10－3m3，A、B之間的容積為2.0×10－4m3，外界大氣壓強p0＝1.0×105 Pa.開始時活塞停在B處，缸內氣體的壓強為0.9p0，溫度為27 ℃.現(xiàn)緩慢加熱缸內氣體，直至327 ℃.求： (1)活塞剛離開B處時氣體的溫度t2； (2)缸內氣體最后的壓強； (3)在圖乙中畫出整個過程中的p-V圖線

9、． 甲　　　　　　　　　　乙 圖13-11 【詳解答案】 1．BC　墨滴入水，最后混合均勻，這是擴散現(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，混合均勻的過程進行得越迅速，選項B、C正確． 2．AD　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，但它們的物質微粒排列結構是不同

10、的，選項D正確． 3．BCD　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性質不同，故選項B正確．例如金剛石和石墨由同種元素構成，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化為晶體，故選項D正確．熔化過程中，晶體的溫度不變，但內能改變，故選項E錯誤． 4．AB　在水加熱升溫的過程中，封閉氣體的溫度升高，內能增大，選項A正確；根據(jù)＝C知，氣體的壓強增大，選項B正確；氣體的體積不變，氣體分子間的距離不變，分

11、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． 5．ACE　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，水的摩爾質量為18 g/mol，容器B中水的物質的量為n＝mol＝ mol，所以容器B中水分子個數(shù)約為N＝nNA＝1.0×1026，選項E正確． 6．BDE　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?。敺肿娱g的距離小

12、于r0時，分子勢能隨距離的增大而減小，當分子間的距離大于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：肥皂泡內氣體等容變化，凍結后，設膜內氣體壓強為p2，則＝，得p2＝p1，則肥皂膜內外氣體的壓強差Δp＝p2－p0＝p1－p0. 答案：p1－p0 8．解析：若不漏氣，設加壓后的體積為V1，由玻意耳定律知：p0V0＝p1V1，代入數(shù)據(jù)得V1＝0.5 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

13、與容器底面之間的氣體壓強分別為p1、p2，在漏氣前，對A分析有p1＝p0＋，對B有p2＝p1＋ B最終與容器底面接觸后，AB間的壓強為p，氣體體積為V′，則有p＝p0＋ 因為溫度始終不變，對于混合氣體有(p1＋p2)·V＝pV′設活塞B厚度為d，漏氣前A距離底面的高度為 h＝＋d 漏氣后A距離底面的高度為h′＝＋d 聯(lián)立可得Δh＝h′－h(huán) 以上各式聯(lián)立化簡得Δh＝·. 答案：· 10．解析：(1)從狀態(tài)A到狀態(tài)B，氣體等壓變化 ＝ 解得TB＝400 K 從狀態(tài)B到狀態(tài)C，氣體等容變化，＝ 解得TC＝800 K. (2)理想氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B，對外做的功W＝pA(VB

14、－VA)＝1.0×105×(8.0－6.0)×10－3J＝2.0×102J，根據(jù)熱力學第一定律有ΔU＝Q－W 代入數(shù)據(jù)得ΔU＝5.0×102 J. 答案：(1)TB＝400 K　TC＝800 K　(2)5.0×102 J 11．解析：(1)根據(jù)U形管兩側水銀面的高度差為Δh＝1.5 cm，可知A中氣體壓強pA1＝p0＋pΔh＝75 cmHg＋1.5 cmHg＝76.5 cmHg 而pA1＝p0＋p塞 所以活塞產(chǎn)生的壓強p塞＝1.5 cmHg＝1.5××105Pa＝0.02×105 Pa 由p塞＝mg/S，解得m＝2 kg. (2)由于活塞光滑，所以氣體等壓變化，U形管兩側水銀面的

15、高度差不變 仍為Δh＝1.5 cm 初狀態(tài)：溫度T1＝300 K，體積V1＝50 cm·S； 末狀態(tài)：溫度T2＝210 K，體積V2＝L′S 由蓋·呂薩克定律，＝ 解得活塞離容器底部的高度L′＝35 cm. 答案：(1)2 kg　(2)1.5 cm　35 cm 12．解析：(1)活塞剛離開B處時，設氣體的壓強為p2，由二力平衡可得p2＝p0＋， 解得p2＝1.2×105Pa. 由查理定律得＝， 解得t2＝127 ℃. (2)設活塞最終移動到A處，缸內氣體最后的壓強為p3，由理想氣體狀態(tài)方程得＝， 解得p3＝1.5×105 Pa. 因為p3＞p2，故活塞最終移動到A處的假設成立． (3)如圖所示． 答案：(1)127 ℃　(2)1.5×105Pa　(3)見解析圖