2018屆高考物理第二輪專題強(qiáng)化訓(xùn)練18

訓(xùn)練15分子動(dòng)理論氣體及熱力學(xué)定律1．(8分)(多選)如圖所示是氧氣在0℃和100A．100℃B．0℃C．0℃和100℃氧氣分子速率都呈現(xiàn)“中間多，兩頭少D．在0℃E．在0℃和100解析：由題圖可知，溫度為100℃的氧氣速率大的分子所占比例較多，選項(xiàng)A對(duì)；具有最大比例的速率區(qū)間是指曲線峰值附近對(duì)應(yīng)的速率，顯然，100℃時(shí)對(duì)應(yīng)的峰值速率大，選項(xiàng)B錯(cuò)；同一溫度下，氣體分子速率分布總呈“中間多，兩頭少”的分布特點(diǎn)，即速率處中等的分子所占比例最大，速率特大特小的分子所占比例均比較小，選項(xiàng)C對(duì)；溫度升高時(shí)，速率大的分子數(shù)比例較大，在0℃時(shí)，部分分子速率較大，不能說明內(nèi)部有溫度較高的區(qū)域，選項(xiàng)D錯(cuò)；在0答案：ACE2．(8分)(多選)一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷三個(gè)過程ab、bc、ca回到原狀態(tài)，其p—T圖象如圖所示．下列判斷正確的是()A．過程ab中氣體一定吸熱B．過程bc中氣體既不吸熱也不放熱C．過程ca中外界對(duì)氣體所做的功等于氣體所放的熱D．a(chǎn)、b和c三個(gè)狀態(tài)中，狀態(tài)a分子的平均動(dòng)能最小E．b和c兩個(gè)狀態(tài)中，容器壁單位面積單位時(shí)間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同解析：過程ab中，理想氣體做等容變化，溫度升高，理想氣體的內(nèi)能增大，氣體一定吸熱，選項(xiàng)A正確；過程bc中，理想氣體做等溫變化，壓強(qiáng)減小，容器壁單位面積單位時(shí)間內(nèi)受到分子撞擊的次數(shù)減小，選項(xiàng)E正確；而體積變大，氣體對(duì)外做功，氣體一定吸熱，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；過程ca中，理想氣體的壓強(qiáng)不變，溫度降低，內(nèi)能減小，體積減小，外界對(duì)氣體做功，氣體對(duì)外放出的熱量大于外界對(duì)氣體做的功，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)上述三個(gè)過程可知：在a、b、c三個(gè)狀態(tài)中，狀態(tài)a的溫度最低，根據(jù)溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，其分子的平均動(dòng)能最小，選項(xiàng)D正確．答案：ADE3．(8分)(多選)下列說法中正確的是()A．氣體放出熱量，其分子的平均動(dòng)能可能增大B．布朗運(yùn)動(dòng)不是液體分子的運(yùn)動(dòng)，但它可以說明分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)C．當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子力和分子勢(shì)能總是隨分子間距離的減小而增大D．第二類永動(dòng)機(jī)不違反能量守恒定律，但違反了熱力學(xué)第一定律E．某氣體的摩爾體積為V，每個(gè)分子的體積為V0，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為NA＝eq\f(V,V0)解析：氣體放出熱量，若外界對(duì)氣體做功，溫度升高，其分子的平均動(dòng)能增大，故A正確；布朗運(yùn)動(dòng)不是液體分子的運(yùn)動(dòng)，但它可以說明液體分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，故B正確；當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子力和分子勢(shì)能總是隨分子間距離的減小而增大，故C正確；第二類永動(dòng)機(jī)不違反能量守恒定律，但違反了熱力學(xué)第二定律，故D錯(cuò)誤；某固體或液體的摩爾體積為V，每個(gè)分子的體積為V0，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為NA＝eq\f(V,V0)，而對(duì)氣體此式不成立，故E錯(cuò)誤．答案：ABC4．(20分)(1)(多選)重慶出租車常以天然氣作為燃料，加氣站儲(chǔ)氣罐中天然氣的溫度隨氣溫升高的過程中，若儲(chǔ)氣罐內(nèi)氣體體積及質(zhì)量均不變，則罐內(nèi)氣體(可視為理想氣體)()A．壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減小B．吸收熱量，內(nèi)能增大C．壓強(qiáng)變大，分子平均動(dòng)能增大D．對(duì)外做功，分子平均動(dòng)能減小E．對(duì)外不做功，分子平均動(dòng)能增大(2)“拔火罐”是一種中醫(yī)療法，為了探究“火罐”的“吸力”，某人設(shè)計(jì)了如圖實(shí)驗(yàn)．圓柱狀汽缸(橫截面積為S)被固定在鐵架臺(tái)上，輕質(zhì)活塞通過細(xì)線與重物m相連，將一團(tuán)燃燒的輕質(zhì)酒精棉球從缸底的開關(guān)K處扔到汽缸內(nèi)，酒精棉球熄滅時(shí)(設(shè)此時(shí)缸內(nèi)溫度為t℃)密閉開關(guān)K，此時(shí)活塞下的細(xì)線剛好拉直且拉力為零，而這時(shí)活塞距缸底為L(zhǎng).由于汽缸傳熱良好，重物被吸起，最后重物穩(wěn)定在距地面eq\f(L,10)處．已知環(huán)境溫度為27℃不變，eq\f(mg,S)與eq\f(1,6)大氣壓強(qiáng)相當(dāng)，汽缸內(nèi)的氣體可看做理想氣體，求t值．解析：(1)儲(chǔ)氣罐內(nèi)氣體體積及質(zhì)量均不變，溫度升高，氣體從外界吸收熱量，分子平均動(dòng)能增大，內(nèi)能增大，壓強(qiáng)變大．因氣體體積不變，故外界對(duì)氣體不做功，B、C、E正確．(2)對(duì)汽缸內(nèi)封閉氣體研究，Ⅰ狀態(tài)：p1＝p0，V1＝LS，T1＝(273＋t)KⅡ狀態(tài)：p2＝p0－eq\f(mg,S)＝eq\f(5,6)p0，V2＝eq\f(9,10)LS，T2＝300K由理想氣體狀態(tài)方程：eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)故t＝127答案：(1)BCE(2)1275．(14分)如圖所示，長(zhǎng)為31cm內(nèi)徑均勻的細(xì)玻璃管開口向上豎直放置，管內(nèi)水銀柱的上端正好與管口齊平，封閉氣體的長(zhǎng)度為10cm，溫度為27℃，外界大氣壓強(qiáng)不變．若把玻璃管在豎直平面內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)至開口豎直向下，這時(shí)留在管內(nèi)的水銀柱長(zhǎng)為15cm(1)大氣壓強(qiáng)p0的值；(2)緩慢轉(zhuǎn)回到開口豎直向上，再對(duì)管內(nèi)氣體加熱，當(dāng)溫度緩慢升高到多少攝氏度時(shí)，水銀柱的上端恰好重新與管口齊平．解析：(1)初態(tài)時(shí)氣體壓強(qiáng)為p1＝p0＋21cmHgV1＝10S，T1＝300K開口向下穩(wěn)定時(shí)壓強(qiáng)為p2＝p0－15cmHg體積為V2＝16S，T2＝300K氣體發(fā)生等溫變化，由玻意耳定律：p1V1＝p2V2得：p0＝75cmHg(2)當(dāng)開口向上穩(wěn)定時(shí)p3＝(75＋15)cmHg＝90cmHgV3＝(31－15)S＝16S根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程：eq\f(p2V2,T2)＝eq\f(p3V3,T3)解得：T3＝450K，即t＝177℃答案：(1)75cmHg(2)1776．(15分)在做“用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中，所用油酸酒精溶液的濃度為每1×104mL溶液中有純油酸6mL，用注射器測(cè)得1mL上述溶液為75滴．把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用筆在玻璃板上描出油酸的輪廓形狀，再把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀如圖所示，坐標(biāo)中正方形方格的邊長(zhǎng)為1cm，試求：(1)油酸膜的面積是________cm2.(2)每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是________mL.(3)按以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估測(cè)出油酸分子直徑為________m解析：數(shù)描出的油酸的輪廓中的方格數(shù)，大于半格的算一格，小于半格的舍去，得出油酸膜的面積是S＝161cm2.油酸酒精溶液的體積濃度為eq\f(6,10000)，每滴油酸酒精溶液體積為eq\f(1,75)mL，每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是V＝eq\f(6,10000)×eq\f(1,75)mL＝8×10－6mL，估測(cè)出油酸分子直徑為d＝eq\f(V,S)＝5×10－10m.答案：(1)161(159～163均可)(2)8×10－6(3)5×10－107．(12分)回?zé)崾街评錂C(jī)是一種深低溫設(shè)備，制冷極限約50K．某臺(tái)設(shè)備工作時(shí)，一定量的氦氣(可視為理想氣體)緩慢經(jīng)歷如圖所示的四個(gè)過程：從狀態(tài)A到B和C到D是等溫過程，溫度分別為t1＝27℃和t2＝－133℃；從狀態(tài)B到C和D到A是等容過程，體積分別為V0和5V0.求狀態(tài)B與解析：A到B、C到D均為等溫變化，則TB＝300K，TD＝140K由理想氣體狀態(tài)方程有eq\f(PBVB,TB)＝eq\f(PDVD,TD)可得：eq\f(PB,PD)＝eq\f(VDTB,VBTD)＝eq\f(75,7)答案：eq\f(75,7)8．(15分)如圖所示，導(dǎo)熱的圓柱形汽缸放置在水平桌面上，橫截面積為S、質(zhì)量為m1的活塞封閉著一定質(zhì)量的氣體(可視為理想氣體)，活塞與汽缸間無摩擦且不漏氣．總質(zhì)量為m2的砝碼盤(含砝碼)通過左側(cè)豎直的細(xì)繩與活塞相連．當(dāng)環(huán)境溫度為T時(shí)，活塞離缸底的高度為h.現(xiàn)使環(huán)境溫度緩慢降為eq\f(T,2)，求：(1)當(dāng)活塞再次平衡時(shí)，活塞離缸底的高度是多少？(2)保持環(huán)境溫度為eq\f(T,2)不變，在砝碼盤中添加質(zhì)量為Δm的砝碼時(shí)，活塞返回到高度為h處，求大氣壓強(qiáng)．解析：(1)環(huán)境溫度緩慢降低過程中，汽缸中氣體壓強(qiáng)不變，初始時(shí)溫度為T1＝T，體積為V1＝hS，變化后溫度為T2＝eq\f(T,2)，體積為V2＝h2S，由蓋—呂薩克定律得eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)，解得h2＝eq\f(h,2).(2)設(shè)大氣壓強(qiáng)為p0，初始時(shí)體積V2＝h2S，p2＝p0＋eq\f(m1－m2g,S)，變化后體積V3＝hS，p3＝p0＋eq\f(m1－m2－Δmg,S)，由玻意耳定律得p2V2＝p3V3，解得p0＝eq\f(m2＋2Δm－m1g,S).答案：(