新課標(biāo)2025版高考物理二輪復(fù)習(xí)專題六分子動理論氣體及熱力學(xué)定律精練含解析

PAGE5-分子動理論、氣體及熱力學(xué)定律(45分鐘)[刷基礎(chǔ)]1．(多選)(2024·河北保定高三3月理科綜合)下列說法中正確的是()A．—定質(zhì)量的志向氣體體積增大時(shí)，其內(nèi)能肯定削減B．氣體的溫度降低，某個(gè)氣體分子熱運(yùn)動的動能可能增加C．當(dāng)水面上方的水蒸氣達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，水中不會有水分子飛出水面D．氣體對器壁的壓強(qiáng)是由大量氣體分子對器壁不斷碰撞而產(chǎn)生的解析：依據(jù)公式eq\f(pV,T)＝C可得體積增大，有可能壓強(qiáng)減小，溫度不變，其內(nèi)能不變，A錯(cuò)誤；溫度是分子的平均動能的標(biāo)記，是大量分子運(yùn)動的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，物體溫度降低，不是每個(gè)分子熱運(yùn)動的動能均降低，個(gè)別分子動能有可能增加，B正確；水蒸氣達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，蒸發(fā)和液化達(dá)到動態(tài)平衡，照舊會有蒸發(fā)覺象，照舊會有水分子飛出水面，C錯(cuò)誤；壓強(qiáng)就是因?yàn)榇罅繗怏w分子不斷碰撞容器器壁而產(chǎn)生的，D正確．答案：BD2．(多選)關(guān)于固體、液體和氣體，下列說法正確的是()A．固體中的分子是靜止的，液體、氣體中的分子是運(yùn)動的B．液體表面層中分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力C．液體的蒸發(fā)覺象在任何溫度下都能發(fā)生D．汽化現(xiàn)象是液體分子間因相互排斥而發(fā)生的解析：無論固體、液體還是氣體，其內(nèi)部分子都在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動，A錯(cuò)誤；當(dāng)分子間距離為r0時(shí)，分子間的引力和斥力相等，液體表面層的分子比較稀疏，分子間距離大于r0，所以分子間作用力表現(xiàn)為引力，B正確；蒸發(fā)只發(fā)生在液體表面，在任何溫度下都能發(fā)生，C正確；汽化是物質(zhì)從液態(tài)變成氣態(tài)的過程，汽化分為蒸發(fā)和沸騰兩種狀況，不是分子間的相互排斥產(chǎn)生的，D錯(cuò)誤．答案：BC3．(多選)下列說法正確的是()A．布朗運(yùn)動雖不是分子運(yùn)動，但它證明白組成固體顆粒的分子在做無規(guī)則運(yùn)動B．液體表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間的距離C．?dāng)U散現(xiàn)象可以在液體、氣體中進(jìn)行，不能在固體中發(fā)生D．隨著分子間距增大，分子間引力和斥力均減小，分子勢能不肯定減小解析：布朗運(yùn)動是懸浮在液體中固體顆粒的運(yùn)動，而固體顆粒是由大量顆粒分子組成的，固體顆粒的運(yùn)動是全部顆粒分子整體在運(yùn)動，不能證明組成固體顆粒的分子在做無規(guī)則運(yùn)動，故A錯(cuò)誤；液體表面分子比較稀疏，故液體表面分子間距離大于內(nèi)部分子之間距離，故B正確；擴(kuò)散現(xiàn)象可以在液體、氣體中進(jìn)行，也能在固體中發(fā)生，故C錯(cuò)誤；分子間距離增大時(shí)，分子間的引力和斥力都減小，但是分子勢能的改變卻不肯定，如分子之間距離從小于r0位置起先增大，則分子勢能先減小后增大，故D正確．答案：BD4．(多選)下列說法正確的是()A．一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)汲取了熱量，其內(nèi)能不肯定增加B．絕熱狀況下，外界對物體做了正功，物體的內(nèi)能也不肯定增加C．依據(jù)熱力學(xué)其次定律可知，熱機(jī)的效率不行能達(dá)到100%D．其次類永動機(jī)是不行能制造出來的，因?yàn)樗粌H違反熱力學(xué)第肯定律，也違反熱力學(xué)其次定律解析：一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于氣體從外界汲取的熱量與外界對它所做的功的和，所以A正確，B錯(cuò)誤；依據(jù)熱力學(xué)其次定律“不行能從單一熱源汲取熱量，使之完全變勝利，而不產(chǎn)生其他影響”，可以推斷C正確；其次類永動機(jī)不違反熱力學(xué)第肯定律，但違反熱力學(xué)其次定律，D錯(cuò)誤．答案：AC5．(多選)如圖所示，肯定質(zhì)量的志向氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A.其中，A→B和C→D為等溫過程，B→C為等壓過程，D→A為等容過程，則在該循環(huán)過程中，下列說法正確的是()A．A→B過程中，氣體放出熱量B．B→C過程中，氣體分子的平均動能增大C．C→D過程中，單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多D．D→A過程中，氣體分子的速率分布曲線不發(fā)生改變解析：A→B為等溫過程，壓強(qiáng)變大，體積變小，故外界對氣體做功，依據(jù)熱力學(xué)第肯定律有ΔU＝W＋Q，溫度不變，則內(nèi)能不變，故氣體肯定放出熱量，故A正確；B→C為等壓過程，體積增大，由志向氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C可知，氣體溫度上升，內(nèi)能增加，故氣體分子的平均動能增大，故B正確；C→D為等溫過程，壓強(qiáng)變小，體積增大，因?yàn)闇囟炔蛔?，故氣體分子的平均動能不變，壓強(qiáng)變小說明單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)削減，故C錯(cuò)誤；D→A為等容過程，體積不變，壓強(qiáng)變小，由eq\f(pV,T)＝C可知，溫度降低，氣體分子的平均動能減小，故氣體分子的速率分布曲線會發(fā)生改變，故D錯(cuò)誤．答案：AB6．如圖所示，右側(cè)有擋板的導(dǎo)熱汽缸固定在水平地面上，汽缸內(nèi)部總長為21cm，活塞橫截面積為10cm2，厚度為1cm，給活塞施加一向左的水平恒力F＝20N，穩(wěn)定時(shí)活塞封閉的氣柱長度為10cm.大氣壓強(qiáng)為1.0×105Pa，外界溫度為27℃，不計(jì)摩擦．(1)若將恒力F方向改為水平向右，大小不變，求穩(wěn)定時(shí)活塞封閉氣柱的長度；(2)若撤去外力F，將外界溫度緩慢上升，當(dāng)擋板對活塞的作用力大小為60N時(shí)，求封閉氣柱的溫度．解析：(1)恒力F水平向左時(shí)，對活塞，依據(jù)受力平衡條件有F＋p0S＝p1S代入數(shù)據(jù)解得p1＝1.2×105Pa恒力F水平向右時(shí)，穩(wěn)定時(shí)活塞受力平衡，有p0S＝p2S＋F代入數(shù)據(jù)解得p2＝0.8×105Pa氣體發(fā)生等溫改變，依據(jù)玻意耳定律有p1V1＝p2V2其中V1＝l1S＝10cm·S，V2＝l2S代入數(shù)據(jù)解得l2＝15cm.(2)升溫前封閉氣柱溫度T1＝300K；升溫后封閉氣柱溫度設(shè)為T3，最終氣柱長度l3＝(21－1)cm，氣柱的壓強(qiáng)p3＝p0＋eq\f(FN,S)＝1.6×105Pa,體積V3＝l3S依據(jù)氣體狀態(tài)改變方程有eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p3V3,T3)解得T3＝800K則t＝527℃.答案：(1)15cm(2)527℃7．如圖甲所示，開口向上、內(nèi)壁光滑的圓柱形汽缸豎直放置，在汽缸P、Q兩處設(shè)有卡口，使厚度不計(jì)的活塞只能在P、Q之間運(yùn)動．起先時(shí)活塞停在Q處，溫度為300K，現(xiàn)緩慢加熱缸內(nèi)氣體，直至活塞運(yùn)動到P處，整個(gè)過程中的p-V圖線如圖乙所示．設(shè)外界大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105Pa.(1)說出圖乙中氣體狀態(tài)的改變過程、卡口Q下方氣體的體積以及兩卡口之間的汽缸的體積；(2)求活塞剛離開Q處時(shí)氣體的溫度以及缸內(nèi)氣體的最高溫度．解析：(1)從題圖乙可以看出，氣體先做等容改變，然后做等壓改變，最終做等容改變，由題圖乙可知，卡口Q下方氣體的體積V0＝1.0×10－3m3兩卡口之間的汽缸的體積ΔV＝1.2×10－3m3－1.0×10－3m3＝2×10－4m3.(2)從題圖乙可以看出起先時(shí)缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為0.9p0活塞剛離開Q處時(shí)，氣體壓強(qiáng)p2＝1.2p0由查理定律有eq\f(0.9p0,300)＝eq\f(p2,273＋t2)解得t2＝127℃設(shè)活塞最終移動到P處，由志向氣體狀態(tài)方程有eq\f(0.9p0V0,300)＝eq\f(1.5p0×1.2V0,273＋t3)解得t3＝327℃.答案：(1)氣體先做等容改變，然后做等壓改變，最終做等容改變1.0×10－3m32×10－4m3(2)127℃327℃[刷綜合]8．如圖所示的薄壁玻璃管，上端開口且較粗，截面積S1＝2cm2，下端封閉且較細(xì)，截面積S2＝1cm2，上、下管的長度均為L＝12cm.一段水銀柱把肯定質(zhì)量的志向氣體封閉在細(xì)管內(nèi)，兩水銀面正好均在兩部分玻璃管的正中心位置．已知大氣壓強(qiáng)p0相當(dāng)于76cm高水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)，氣體初始溫度為T1＝264K，重力加速度g取10m/s2.(1)若緩慢上升氣體溫度，求當(dāng)細(xì)管內(nèi)的水銀剛被全部排出時(shí)氣體的熱力學(xué)溫度T2；(2)若接著上升溫度，要使水銀不溢出，則熱力學(xué)溫度T3不能超過多少？解析：(1)設(shè)水銀全部進(jìn)入上端玻璃管時(shí)，水銀柱的長度為x，則eq\f(L,2)S1＋eq\f(L,2)S2＝xS1，得x＝eq\f(LS1＋LS2,2S1)＝9cm初態(tài)壓強(qiáng)p1＝p0＋ph1＋ph2＝88cmHg，末態(tài)壓強(qiáng)p2＝p0＋px＝85cmHg初態(tài)體積V1＝eq\f(L,2)S2＝6cm3，末態(tài)體積V2＝LS2＝12cm3由志向氣體狀態(tài)方程eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)，解得T2＝510K.(2)接著上升溫度氣體經(jīng)驗(yàn)等壓過程，則由蓋—呂薩克定律知，eq\f(V3,T3)＝eq\f(V2,T2)其中V3＝LS2＋(L－x)S1＝18cm3解得T3＝765K.答案：(1)510K(2)765K9．如圖所示，一汽缸固定在水平地面上，通過活塞封閉有肯定質(zhì)量的志向氣體，活塞與缸壁的摩擦可忽視不計(jì)，活塞的截面積S＝100cm2.活塞與水平平臺上的物塊A用水平輕桿連接，在平臺上有另一物塊B，A、B的質(zhì)量均為m＝62.5kg，兩物塊與平臺間的動摩擦因數(shù)均為μ＝0.8.兩物塊間距為d＝10cm.起先時(shí)活塞距缸底L1＝10cm，缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)p1等于外界大氣壓強(qiáng)p0＝1×105Pa，溫度t1＝27℃.現(xiàn)對汽缸內(nèi)的氣體緩慢加熱，(g＝10m/s2)求：(1)物塊A起先移動時(shí)，汽缸內(nèi)的溫度；(2)物塊B起先移動時(shí)，汽缸內(nèi)的溫度．解析：(1)物塊A起先移動前氣體做等容改變，則有p2＝p0＋eq\f(μmg,S)＝1.5×105Pa由查理定律有eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)，解得T2＝eq\f(p2,p1)T1＝450K.(2)物塊A起先移動后，氣體做等壓改變，到A與B剛接觸時(shí)p3＝p2＝1.5×105Pa，V3＝(L1＋d)S，V2＝L1S由蓋—呂