2022屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專題七選修模塊1分子動(dòng)理論氣體及熱力學(xué)定律課時(shí)作業(yè)含解析

1、分子動(dòng)理論、氣體及熱力學(xué)定律1(2022·石家莊二模)(1)(多項(xiàng)選擇)以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是( )a如圖甲所示為熱機(jī)工作能流分配圖，如果在理想情況下沒(méi)有任何漏氣、摩擦、不必要的散熱損失，熱機(jī)的效率會(huì)到達(dá)100%b如圖乙所示為分子間的引力和斥力隨分子間距離變化的關(guān)系圖，假設(shè)兩分子間距從r0開(kāi)始逐漸增大，那么分子力先變大后變小，分子勢(shì)能逐漸變大c如圖丙所示為某理想氣體分子速率分布圖像，由圖可知與0 相比，100 時(shí)速率大的分子所占比例較多d在某樣品薄片上均勻涂上一層石蠟，然后用灼熱的金屬尖接觸樣品的反面，結(jié)果得到如圖丁所示石蠟熔化的圖樣，那么該樣品一定為非晶體e如圖戊所示，透明塑料瓶?jī)?nèi)

2、有少量水，水上方有水蒸氣用橡膠皮塞把瓶口塞住，向瓶?jī)?nèi)打氣，當(dāng)瓶塞跳出時(shí)，瓶?jī)?nèi)會(huì)出現(xiàn)“白霧，這是由于氣體膨脹對(duì)外做功溫度降低造成的(2)如下圖，質(zhì)量m50 kg的導(dǎo)熱汽缸置于水平地面上，質(zhì)量不計(jì)，橫截面積s0.01 m2的活塞通過(guò)輕桿與右側(cè)墻壁相連活塞與汽缸間無(wú)摩擦且不漏氣，氣體溫度t27，汽缸與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.4，且最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等，g10 m/s2，熱力學(xué)溫度與攝氏溫度之間的關(guān)系為tt273，求：緩慢升高氣體溫度，汽缸恰好開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)時(shí)氣體的壓強(qiáng)p和溫度t；保證汽缸靜止不動(dòng)時(shí)溫度的范圍解析：(1)根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，如果沒(méi)有漏氣、沒(méi)有摩擦，也沒(méi)有機(jī)體熱量的損失，熱機(jī)的效

3、率也不可以到達(dá)100%，故a錯(cuò)誤；如圖乙所示為分子間的引力和斥力隨分子間距離變化的關(guān)系圖，假設(shè)兩分子間距從r0開(kāi)始逐漸增大，那么分子力先變大后變小，由于分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能逐漸變大，故b正確；如圖丙所示為某理想氣體分子速率分布圖像，由圖可知與0相比，100時(shí)速率大的分子所占比例較多；故c正確；在某樣品薄片上均勻涂上一層石蠟，然后用灼熱的金屬尖接觸樣品的反面，由圖可知，該樣品具有各向同性，那么該樣品可以是非晶體和多晶體，故d錯(cuò)誤；如圖戊所示，透明塑料瓶?jī)?nèi)有少量水，水上方有水蒸氣用橡膠皮塞把瓶口塞住，向瓶?jī)?nèi)打氣，當(dāng)瓶塞跳出時(shí)，瓶?jī)?nèi)會(huì)出現(xiàn)“白霧，這時(shí)由于氣體膨脹對(duì)外做功溫度降低造成的；故e正確(2

4、)汽缸開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，汽缸與地面間的摩擦力為最大靜摩擦力，汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為：pp01.2×105 pa氣體發(fā)生了等容變化，根據(jù)查理定律可得：，代入數(shù)據(jù)可得：t360 k，即：tt27387當(dāng)汽缸恰好不向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，溫度有最低值汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)：pp00.8×105pa氣體發(fā)生了等容變化，根據(jù)查理定律可得：，可得t240 k，即：tt27333，溫度在33到87之間汽缸靜止不動(dòng)答案：(1)bce(2)1.2×105pa8733872(2022·峨山縣校級(jí)模擬)(1)(多項(xiàng)選擇)以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( )a但凡不違背能量守恒定律的實(shí)驗(yàn)設(shè)想，都是能夠?qū)崿F(xiàn)的b做功和熱傳

5、遞在改變內(nèi)能的效果上是等效的，這說(shuō)明要使物體的內(nèi)能發(fā)生變化，既可以通過(guò)做功來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)熱傳遞來(lái)實(shí)現(xiàn)c保持氣體的質(zhì)量和體積不變，當(dāng)溫度升高時(shí)，每秒撞擊單位面積器壁的氣體分子數(shù)增多d溫度升高，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能一定增大，但并非所有分子的速率都增大e在水池中，一個(gè)氣泡從池底浮起，此過(guò)程可認(rèn)為氣泡的溫度不變，氣泡內(nèi)氣體為理想氣體，那么外界對(duì)氣泡做正功，同時(shí)氣泡吸熱(2)一個(gè)水平放置的汽缸，由兩個(gè)截面積不同的圓筒聯(lián)接而成活塞a、b用一長(zhǎng)為4l的剛性細(xì)桿連接，l0.5 m，它們可以在筒內(nèi)無(wú)摩擦地左右滑動(dòng)a、b的截面積分別為sa40 cm2，sb20 cm2，a、b之間封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，兩活

6、塞外側(cè)(a的左方和b的右方)是壓強(qiáng)為p01.0×105 pa的大氣當(dāng)汽缸內(nèi)氣體溫度為t1525 k時(shí)兩活塞靜止于如下圖的位置()現(xiàn)使汽缸內(nèi)氣體的溫度緩慢下降，當(dāng)溫度降為多少時(shí)活塞a恰好移到兩圓筒連接處？()假設(shè)在此變化過(guò)程中氣體共向外放熱500 j，求氣體的內(nèi)能變化了多少？解析：(1)第二類永動(dòng)機(jī)不違反能量守恒定律，但違反熱力學(xué)第二定律，不能夠?qū)崿F(xiàn)，故a錯(cuò)誤；做功和熱傳遞在改變內(nèi)能的效果上是等效的，說(shuō)明要使物體的內(nèi)能發(fā)生變化，既可以通過(guò)做功來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)熱傳遞來(lái)實(shí)現(xiàn)，故b正確；保持氣體的質(zhì)量和體積不變，當(dāng)溫度升高時(shí)，分子平均速率增大，每秒撞擊單位面積器壁的氣體分子數(shù)增多，故c正確

7、；溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能越大，分子的平均速率越大，這是統(tǒng)計(jì)規(guī)律，具體到個(gè)別分子，其速率的變化不確定，因此仍可能有分子的運(yùn)動(dòng)速率非常小，故d正確；隨著氣泡的上升，壓強(qiáng)減小，因?yàn)闇囟炔蛔?，根?jù)c可知，體積增大，氣泡對(duì)外界做正功，根據(jù)uwq可知，溫度不變時(shí)，u不變，又w0，所以q0，即氣泡吸熱，故e錯(cuò)誤(2)()對(duì)活塞受力分析，活塞向右緩慢移動(dòng)過(guò)程中，氣體發(fā)生等壓變化 由蓋·呂薩克定律有代入數(shù)據(jù)：解得t2300 k時(shí)活塞a恰好移到兩筒連接處()活塞向右移動(dòng)過(guò)程中，外界對(duì)氣體做功wp0·3l(sasb)1×105×3×0.5×(4&#

8、215;1032×103)j300 j 由熱力學(xué)第一定律得uwq300 j500 j200 j即氣體的內(nèi)能減少200 j.答案：(1)bcd(2)()300 k()200 j3(1)一定質(zhì)量的理想氣體，狀態(tài)從abcda的變化過(guò)程可用如下圖的pv圖描述，圖中p1、p2、v1、v2和v3為量氣體狀態(tài)從a到b是_過(guò)程(選填“等容“等壓或“等溫)；狀態(tài)從b到c的變化過(guò)程中，氣體的溫度_(選填“升高“不變或“降低)；狀態(tài)從c到d的變化過(guò)程中，氣體_(選填“吸熱或“放熱)；狀態(tài)從abcd的變化過(guò)程中，氣體對(duì)外界所做的總功為_(kāi)(2)如下圖，豎直放置的汽缸上端有一活塞，活塞橫截面積為s(厚度不計(jì))，

9、活塞可在汽缸內(nèi)無(wú)摩擦地滑動(dòng)汽缸側(cè)壁有一個(gè)小孔與裝有水銀的u形玻璃細(xì)管相通汽缸內(nèi)封閉了一段高為l的氣柱，u形管內(nèi)的氣體體積不計(jì)此時(shí)缸內(nèi)氣體溫度為t0，u形管內(nèi)水銀柱高度差為h.大氣壓強(qiáng)為p0，水銀的密度為，重力加速度為g.(汽缸內(nèi)氣體與外界無(wú)熱量交換)求活塞的質(zhì)量m.對(duì)汽缸內(nèi)氣體進(jìn)行加熱，并在活塞上緩慢添加質(zhì)量為4m的沙子，最終活塞位置不變，求最終汽缸內(nèi)氣體的溫度t.解析：(1)ab，對(duì)應(yīng)壓強(qiáng)值恒為p2，即為等壓過(guò)程bc，由恒量，v不變，p減小，t降低cd，由恒量，p不變，v減小，可知t降低，外界對(duì)氣體做功，內(nèi)能減小，由uwq可知cd過(guò)程放熱ab，氣體對(duì)外界做功wabp2(v3v1)bc，v不變

10、，氣體不做功cd，v減小，外界對(duì)氣體做功wcdp1(v3v2)狀態(tài)從abcd的變化過(guò)程中，氣體對(duì)外界做的總功wwabwbcwcdp2(v3v1)p1(v3v2)(2)此題考查物體的平衡、查理定律，意在考查考生的理解能力活塞受力分析如下圖，設(shè)此時(shí)汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p1，由平衡條件有p1sp0smg由u形管中水銀的高度差，結(jié)合液體壓強(qiáng)公式有p1p0gh聯(lián)立解得活塞的質(zhì)量msh在活塞上添加質(zhì)量為4m的沙子，由平衡條件得p2sp0s5mg得p2p05gh汽缸內(nèi)氣體做等容變化，由查理定律得所以此時(shí)汽缸內(nèi)氣體的溫度為tt0答案：(1)等壓降低放熱p2(v3v1)p1(v3v2)(2)psht04(2022

11、·全國(guó)卷，33t)(1)(多項(xiàng)選擇)對(duì)于實(shí)際的氣體，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是_a氣體的內(nèi)能包括氣體分子的重力勢(shì)能b氣體的內(nèi)能包括氣體分子之間相互作用的勢(shì)能c氣體的內(nèi)能包括氣體整體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能d氣體的體積變化時(shí)，其內(nèi)能可能不變e氣體的內(nèi)能包括氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能(2)如圖，一豎直放置的汽缸上端開(kāi)口，汽缸壁內(nèi)有卡口a和b，a、b間距為h.a距缸底的高度為h，活塞只能在a、b間移動(dòng)，其下方密封有一定質(zhì)量的理想氣體活塞質(zhì)量為m，面積為s，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均絕熱，不計(jì)它們之間的摩擦開(kāi)始時(shí)活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)上下方氣體壓強(qiáng)均為p0，溫度均為t0，現(xiàn)用電熱絲緩慢加熱汽缸中的氣體，直至活塞剛好到達(dá)b處

12、求此時(shí)汽缸內(nèi)氣體的溫度以及在此過(guò)程中氣體對(duì)外所做的功重力加速度大小為g.解析：(1)氣體的內(nèi)能包括分子之間相互作用的勢(shì)能和分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，與整體的重力勢(shì)能和動(dòng)能均無(wú)關(guān)，故a、c錯(cuò)誤，b、e正確；由熱力學(xué)第二定律可知，氣體體積變化時(shí)，其內(nèi)能可能不變，故d正確(2)設(shè)活塞在a處時(shí)溫度為t1，體積為v1，活塞在b處時(shí)溫度為t2，體積為v2.活塞沒(méi)動(dòng)之前是等容過(guò)程，t1之后是一個(gè)等壓過(guò)程，v1sh，v2s(hh)，所以解得：t2，wf·h(mgp0s)·h答案：(1)bde(2)(mgp0s)h5(2022·全國(guó)卷，33t)(1)(多項(xiàng)選擇)如圖，一定量的理想氣體從狀態(tài)

13、a變化到狀態(tài)b，其過(guò)程如p­v圖中從a到b的直線所示在此過(guò)程中_a氣體溫度一直降低b氣體內(nèi)能一直增加c氣體一直對(duì)外做功d氣體一直從外界吸熱e氣體吸收的熱量一直全部用于對(duì)外做功(2)在兩端封閉，粗細(xì)均勻的u形細(xì)玻璃管內(nèi)有一段水銀柱，水銀柱的兩端各封閉有一段空氣，當(dāng)u形管兩端豎直朝上時(shí)，左、右兩邊空氣柱的長(zhǎng)度分別為l118.0 cm和l212.0 cm.左邊氣體的壓強(qiáng)為12.0 cmhg.現(xiàn)將u形管緩慢平放在水平桌面上，沒(méi)有氣體從管的一邊通過(guò)水銀逸入另一邊求u形管平放時(shí)兩邊空氣柱的長(zhǎng)度，在整個(gè)過(guò)程中，氣體溫度不變解析：(1)因c，由ab，papb，vavb，可得tatb，故a項(xiàng)錯(cuò)誤；因t

14、atb，故理想氣體的內(nèi)能一直增加，b項(xiàng)正確；因氣體的體積一直增大，故氣體一直對(duì)外做功，c項(xiàng)正確；由熱力學(xué)第一定律uwq可知，氣體一直從外界吸熱，d項(xiàng)正確；氣體吸收的熱量有一局部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，一局部用于對(duì)外做功，故e項(xiàng)錯(cuò)誤(2)設(shè)管截面積為s對(duì)左邊的氣體，p112.0 cmhg，l118.0 cm設(shè)后來(lái)壓強(qiáng)為p，l1l1l根據(jù)玻意耳定律得：p1l1spl1s即：p1l1sp(l1l)s對(duì)右邊的氣體：p2p1p液6.0 cmhgl212.0 cm后來(lái)壓強(qiáng)為p，l2l2l根據(jù)玻意耳定律得：p2l2spl2s即p2l2sp(l2l)s聯(lián)立解得：l4.5 cm所以：l118.0 cm4.5 cm22.5

15、cml212.0 cm4.5 cm7.5 cm答案：(1)bcd(2)l122.5 cml27.5 cm6(2022·湖北模擬)(1)(多項(xiàng)選擇)以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是_a花粉顆粒在水中做布朗運(yùn)動(dòng)，反映了花粉分子在不停的做無(wú)規(guī)那么運(yùn)動(dòng)b外界對(duì)氣體做正功，氣體的內(nèi)能不一定增加c影響蒸發(fā)快慢以及影響人們對(duì)干爽與潮濕感受的因素是空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度下水的飽和氣壓的差d第二類永動(dòng)機(jī)不能制成是因?yàn)樗`反了能量守恒定律e晶體熔化過(guò)程中，分子的平均動(dòng)能保持不變，分子勢(shì)能增大(2)一個(gè)籃球的容積是2.5 l，用打氣筒給籃球打氣時(shí)，每次把105 pa的空氣打進(jìn)去125 cm3.如果在打氣前籃球里

16、的空氣壓強(qiáng)也是105 pa，那么打30次以后籃球內(nèi)的空氣壓強(qiáng)是多少pa？(設(shè)在打氣過(guò)程中氣體溫度不變)解析：(1)花粉顆粒在水中做布朗運(yùn)動(dòng)，反映了水分子在不停的做無(wú)規(guī)那么運(yùn)動(dòng)，故a錯(cuò)誤；外界對(duì)氣體做正功，氣體可能同時(shí)放熱，根據(jù)熱力學(xué)第一定律公式uwq，氣體的內(nèi)能不一定增加，故b正確；影響蒸發(fā)快慢以及影響人們對(duì)干爽與潮濕感受的因素是相對(duì)濕度，與空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度下水的飽和氣壓的差距有關(guān)，故c正確；第二類永動(dòng)機(jī)不能制成是因?yàn)樗`反了熱力學(xué)第二定律，即自發(fā)的熱現(xiàn)象具有方向性，故d錯(cuò)誤；晶體熔化過(guò)程中，溫度不變，故分子的平均動(dòng)能保持不變，但吸收熱量，說(shuō)明內(nèi)能增加，故分子勢(shì)能增大，故e正確；(2)由于每打一次氣，總是把v體積、相等質(zhì)量、壓強(qiáng)為p0的空氣壓到容積為v0的容器中，所以打n次氣后，共打入壓強(qiáng)為p