（課標(biāo)版）高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題限時(shí)訓(xùn)練15 分子動(dòng)理論、氣體及熱力學(xué)定律（含解析）-人教版高三全冊(cè)物理試題

專題限時(shí)訓(xùn)練15分子動(dòng)理論、氣體及熱力學(xué)定律時(shí)間：45分鐘1(2019·全國(guó)卷)(1)某容器中的空氣被光滑活塞封住，容器和活塞絕熱性能良好，空氣可視為理想氣體初始時(shí)容器中空氣的溫度與外界相同，壓強(qiáng)大于外界現(xiàn)使活塞緩慢移動(dòng)，直至容器中的空氣壓強(qiáng)與外界相同此時(shí)，容器中空氣的溫度低于(填“高于”“低于”或“等于”)外界溫度，容器中空氣的密度大于(填“大于”“小于”或“等于”)外界空氣的密度解析：由于初始時(shí)封閉在容器中的空氣的壓強(qiáng)大于外界壓強(qiáng)，容器和活塞絕熱性能良好，容器中空氣與外界沒有熱量交換，容器中的空氣推動(dòng)活塞對(duì)外做功，由熱力學(xué)第一定律可知，空氣內(nèi)能減小根據(jù)理想氣體內(nèi)能只與溫度有關(guān)可知，活塞緩慢移動(dòng)后容器中空氣的溫度降低，即容器中的空氣溫度低于外界溫度因壓強(qiáng)與氣體溫度和分子的密集程度有關(guān)，當(dāng)容器中的空氣壓強(qiáng)與外界壓強(qiáng)相同時(shí)，容器中空氣溫度小于外界空氣溫度，故容器中空氣的密度大于外界空氣密度(2)熱等靜壓設(shè)備廣泛應(yīng)用于材料加工中該設(shè)備工作時(shí)，先在室溫下把惰性氣體用壓縮機(jī)壓入到一個(gè)預(yù)抽真空的爐腔中，然后爐腔升溫，利用高溫高氣壓環(huán)境對(duì)放入爐腔中的材料加工處理，改善其性能一臺(tái)熱等靜壓設(shè)備的爐腔中某次放入固體材料后剩余的容積為0.13 m3，爐腔抽真空后，在室溫下用壓縮機(jī)將10瓶氬氣壓入到爐腔中已知每瓶氬氣的容積為3.2×102 m3，使用前瓶中氣體壓強(qiáng)為1.5×107 Pa，使用后瓶中剩余氣體壓強(qiáng)為2.0×106 Pa；室溫溫度為27 .氬氣可視為理想氣體()求壓入氬氣后爐腔中氣體在室溫下的壓強(qiáng)；()將壓入氬氣后的爐腔加熱到1 227 ，求此時(shí)爐腔中氣體的壓強(qiáng)答案：()3.2×107 Pa()1.6×108 Pa解析：()設(shè)初始時(shí)每瓶氣體的體積為V0，壓強(qiáng)為p0；使用后氣瓶中剩余氣體的壓強(qiáng)為p1.假設(shè)體積為V0、壓強(qiáng)為p0的氣體壓強(qiáng)變?yōu)閜1時(shí)，其體積膨脹為V1.由玻意耳定律p0V0p1V1被壓入爐腔的氣體在室溫和p1條件下的體積為V1V1V0設(shè)10瓶氣體壓入完成后爐腔中氣體的壓強(qiáng)為p2，體積為V2.由玻意耳定律p2V210p1V1聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得p23.2×107 Pa()設(shè)加熱前爐腔的溫度為T0，加熱后爐腔溫度為T1，氣體壓強(qiáng)為p3.由查理定律聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得p31.6×108 Pa2(1)(多選)下列說法正確的是(ABD)A一定溫度下，水的飽和汽的壓強(qiáng)是一定的B一定質(zhì)量的理想氣體，升高相同的溫度所吸收的熱量與所經(jīng)歷的狀態(tài)變化的過程有關(guān)C單晶體有固定的熔點(diǎn)，多晶體和非晶體沒有固定的熔點(diǎn)D熱力學(xué)第二定律的開爾文表述：不可能從單一熱庫(kù)吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響E一定質(zhì)量的理想氣體保持體積不變，由于單位體積內(nèi)分子數(shù)不變，雖然溫度升高，單位時(shí)間內(nèi)撞擊單位面積的分子數(shù)不變(2)如圖所示，豎直放置的U形管左端封閉，右端開口，左管橫截面積為右管橫截面積的2倍，在左管內(nèi)用水銀封閉一段長(zhǎng)為l，溫度為T的空氣柱，左右兩管水銀面高度差為h cm，外界大氣壓為h0 cmHg.若向右管中緩慢注入水銀，直至兩管水銀面相平(原右管中水銀沒全部進(jìn)入水平部分)，求在右管中注入水銀柱的長(zhǎng)度h1(以cm為單位)；在兩管水銀面相平后，緩慢升高氣體的溫度至空氣柱的長(zhǎng)度變?yōu)殚_始時(shí)的長(zhǎng)度l，求此時(shí)空氣柱的溫度T.答案：hlT解析：(2)封閉氣體做等溫變化：p1h0h，p2h0，p1lp2lh1h3(ll)解得：h1hl空氣柱的長(zhǎng)度變?yōu)殚_始時(shí)的長(zhǎng)度l時(shí)，左管水銀面下降l，右管水銀面會(huì)上升2l，此時(shí)空氣柱的壓強(qiáng)：p3h03l由解得：TT3(1)(多選)如圖，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷過程、到達(dá)狀態(tài)e.對(duì)此氣體，下列說法正確的是(BDE)A過程中氣體的壓強(qiáng)逐漸減小B過程中氣體對(duì)外界做正功C過程中氣體從外界吸收了熱量D狀態(tài)c、d的內(nèi)能相等E狀態(tài)d的壓強(qiáng)比狀態(tài)b的壓強(qiáng)小解析：過程為等容變化，根據(jù)查理定律有，因?yàn)闇囟戎饾u增加，則氣體的壓強(qiáng)逐漸增加，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；過程氣體體積增加，則氣體對(duì)外界做正功，故選項(xiàng)B正確；過程中為體積不變，則氣體對(duì)外界不做功，外界對(duì)氣體也不做功，即W0，理想氣體的溫度降低，則內(nèi)能減少，即U<0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律UWQ可知Q<0，則氣體向外界放出了熱量，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；狀態(tài)c、d的溫度相等，則分子平均動(dòng)能相等，理想氣體沒有分子勢(shì)能，則內(nèi)能相等，故選項(xiàng)D正確；連接Ob、Od，根據(jù)C得，Ob斜率大于Od斜率，則狀態(tài)d的壓強(qiáng)比狀態(tài)b的壓強(qiáng)小，故選項(xiàng)E正確(2)如圖，容積為V的汽缸由導(dǎo)熱材料制成，面積為S的活塞將汽缸分成容積相等的上下兩部分，汽缸上部通過細(xì)管與裝有某種液體的容器相連，細(xì)管上有一閥門K.開始時(shí)，K關(guān)閉，汽缸內(nèi)上下兩部分氣體的壓強(qiáng)均為p0.現(xiàn)將K打開，容器內(nèi)的液體緩慢地流入汽缸，當(dāng)流入的液體體積為時(shí)，將K關(guān)閉，活塞平衡時(shí)其下方氣體的體積減小了.不計(jì)活塞的質(zhì)量和體積，外界溫度保持不變，重力加速度大小為g.求流入汽缸內(nèi)液體的質(zhì)量答案：解析：設(shè)活塞再次平衡后，活塞上方氣體的體積為V1，壓強(qiáng)為p1；下方氣體的體積為V2，壓強(qiáng)為p2.在活塞下移的過程中，活塞上、下方氣體的溫度均保持不變，由玻意耳定律得p0p1V1p0p2V2由已知條件得V1VV2設(shè)活塞上方液體的質(zhì)量為m，由力的平衡條件得p2Sp1Smg聯(lián)立以上各式得m4(1)(多選)關(guān)于熱現(xiàn)象，下列說法正確的是(ACE)A兩個(gè)鄰近的分子之間同時(shí)存在著引力和斥力，引力和斥力都隨著分子間距離的增大而減小B液晶像液體一樣具有流動(dòng)性，其光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向同性C處于失重狀態(tài)的宇宙飛船中，由于消除了重力的影響，一大滴水銀的表面將收縮到最小面積球面，水銀滴成為球形D液面上部的蒸汽達(dá)到飽和時(shí)，就沒有液體分子從液面飛出，所以從宏觀上看液體不再蒸發(fā)E熱量可以自發(fā)地從高溫物體向低溫物體傳遞，但要從低溫物體向高溫物體傳遞，必須有第三者的介入(2)如圖所示，圓柱形噴霧器高為h，內(nèi)有高度為的水，上部封閉有壓強(qiáng)為p0、溫度為T0的空氣將噴霧器移到室內(nèi)，一段時(shí)間后打開噴霧閥門K，恰好有水流出已知水的密度為，大氣壓強(qiáng)恒為p0，噴霧口與噴霧器等高忽略噴霧管的體積，將空氣看作理想氣體求室內(nèi)溫度在室內(nèi)用打氣筒緩慢向噴霧器內(nèi)充入空氣，直到水完全流出，求充入空氣與原有空氣的質(zhì)量比答案：(1)T0解析：(2)設(shè)噴霧器的橫截面積為S，室內(nèi)溫度為T1，噴霧器移到室內(nèi)一段時(shí)間后，封閉氣體的壓強(qiáng)p1p0g·氣體做等容變化：解得：T1(1)T0以充氣結(jié)束后噴霧器內(nèi)空氣為研究對(duì)象，排完水后，壓強(qiáng)為p2，體積為V2hS.若此氣體經(jīng)等溫變化，壓強(qiáng)為p1時(shí)，體積為V3則p2p0gh，p1V3p2V2即(p0g·)V3(p0gh)hS同溫度下同種氣體的質(zhì)量比等于體積比，設(shè)打進(jìn)氣體質(zhì)量為m則，V0S·代入得5(2019·全國(guó)卷)(1)用油膜法估算分子大小的實(shí)驗(yàn)中，首先需將純油酸稀釋成一定濃度的油酸酒精溶液，稀釋的目的是使油酸在淺盤的水面上容易形成一塊單分子層油膜實(shí)驗(yàn)中為了測(cè)量出一滴已知濃度的油酸酒精溶液中純油酸的體積，可以把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，測(cè)出1_mL油酸酒精溶液的滴數(shù)，得到一滴溶液中純油酸的體積為得到油酸分子的直徑，還需測(cè)量的物理量是單分子層油膜的面積解析：由于分子直徑非常小，極少量油酸所形成的單分子層油膜面積也會(huì)很大，因此實(shí)驗(yàn)前需要將油酸稀釋，使油酸在淺盤的水面上容易形成一塊單分子層油膜可以用累積法測(cè)量多滴溶液的體積后計(jì)算得到一滴溶液的體積油酸分子直徑等于油酸的體積與單分子層油膜的面積之比，即d，故除測(cè)得油酸酒精溶液中所含純油酸的體積外，還需要測(cè)量單分子層油膜的面積(2)如圖，一粗細(xì)均勻的細(xì)管開口向上豎直放置，管內(nèi)有一段高度為2.0 cm的水銀柱，水銀柱下密封了一定量的理想氣體，水銀柱上表面到管口的距離為2.0 cm.若將細(xì)管倒置，水銀柱下表面恰好位于管口處，且無水銀滴落，管內(nèi)氣體溫度與環(huán)境溫度相同已知大氣壓強(qiáng)為76 cmHg，環(huán)境溫度為296 K.()求細(xì)管的長(zhǎng)度；()若在倒置前，緩慢加熱管內(nèi)被密封的氣體，直到水銀柱的上表面恰好與管口平齊為止，求此時(shí)密封氣體的溫度答案：()41 cm()312 K解析：()設(shè)細(xì)管的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，橫截面的面積為S，水銀柱高度為h；初始時(shí)，設(shè)水銀柱上表面到管口的距離為h1，被密封氣體的體積為V，壓強(qiáng)為p；細(xì)管倒置時(shí)，氣體體積為V1，壓強(qiáng)為p1.由玻意耳定律有pVp1V1由力的平衡條件有pp0ghp1p0gh式中，、g分別為水銀的密度和重力加速度的大小，p0為大氣壓強(qiáng)由題意有VS(Lh1h)V1S(Lh)由式和題給條件得L41 cm()設(shè)氣體被加熱前后的溫度分別為T0和T，由蓋呂薩克定律有由式和題給數(shù)據(jù)得T312 K