2021届高考物理二轮课时演练知能提升-专题十八-分子动理论-气体及热力学定律(含详解).docx

1．以下说法正确的是(　　)
A．分子间距离增大时，分子间的引力、斥力都减小
B．布朗运动反映了花粉小颗粒内部分子的无规章运动
C．空中下落的雨滴呈球形是由于液体有表面张力
D．饱和汽是指液体不再蒸发，蒸汽不再液化时的状态
E．全部晶体都有固定的熔点和沸点
解析：选ACE.当分子间距增大时，分子间的引力和斥力都减小，只是斥力减小得更快，A正确；布朗运动是悬浮在液体中的花粉小颗粒的无规章运动，它是液体分子不停地撞击花粉小颗粒造成的，反映了液体内部分子运动的无规章性，而不是花粉小颗粒内部分子的无规章运动，选项B错误；由于表面张力的作用，雨滴的表面积要缩小到最小，体积确定时，球表面积最小，C正确；饱和汽指蒸发和液化处于动态平衡，D错误；晶体都有固定的熔点和沸点，E正确．
2．如图所示，绝热汽缸水平放置在光滑的水平桌面上，绝热活塞与一端固定在竖直墙面上的轻质弹簧相连，弹簧处于自然状态，汽缸不漏气且不计汽缸内气体的分子势能．由于外界天气变化，大气压强缓慢降低．则下列说法中正确的是(　　)

A．汽缸内的气体对外做功，温度降低
B．汽缸内的气体对外做功，弹簧缩短
C．外界对气缸内的气体做负功
D．汽缸内的气体没有从外界吸取热量，内能不变
E．汽缸内气体单位时间撞击在单位面积上的分子数目削减
解析：选ACE.对于系统，地面光滑，由共点力平衡条件可知弹簧弹力始终为零，故B错误；大气压强缓慢降低，气体压强减小，可知E正确，由气体状态方程可知，体积增大，气体对外做功，而汽缸、活塞绝热，依据热力学第确定律可知，内能削减，温度降低，故A、C正确，D错误；正确答案为ACE.
3．(2022·高考大纲全国卷)对于确定量的淡薄气体，下列说法正确的是 (　　)
A．压强变大时，分子热运动必定变得猛烈
B．保持压强不变时，分子热运动可能变得猛烈
C．压强变大时，分子间的平均距离必定变小
D．压强变小时，分子间的平均距离可能变小
解析：选BD.压强变大时，气体的温度不愿定上升，分子的热运动不愿定变得猛烈，故选项A错误；压强不变时，若气体的体积增大，则气体的温度会上升，分子热运动会变得猛烈，故选项B正确； 压强变大时，由于气体温度不确定，则气体的体积可能不变，可能变大，也可能变小，其分子间的平均距离可能不变，也可能变大或变小，故选项C错误；压强变小时，气体的体积可能不变，可能变大也可能变小，所以分子间的平均距离可能不变，也可能变大或变小，故选项D正确．
4．(2022·高考新课标全国卷Ⅰ)确定量的抱负气体从状态a开头，经受三个过程ab、bc、ca回到原状态，其p－T图象如图所示．下列推断正确的是(　　)

A．过程ab中气体确定吸热
B．过程bc中气体既不吸热也不放热
C．过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热
D．a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小
E．b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同
解析：选ADE.由p－T图象可知过程ab是等容变化，温度上升，内能增加，体积不变，由热力学第确定律可知过程ab确定吸热，选项A正确；过程bc温度不变，即内能不变，由于过程bc体积增大，所以气体对外做功，由热力学第确定律可知，气体确定吸取热量，选项B错误；过程ca压强不变，温度降低，内能削减，体积减小，外界对气体做功，由热力学第确定律可知，放出的热量确定大于外界对气体做的功，选项C错误；温度是分子平均动能的标志，由p－T图象可知，a状态气体温度最低，则平均动能最小，选项D正确；b、c两状态温度相等，分子平均动能相等，由于压强不相等，所以单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同，选项E正确．
5．(2022·贵阳测试)下列说法正确的是(　　)
A．将大颗粒的盐磨成细盐，细盐还是属于晶体
B．满足能量守恒定律的宏观过程都是可以自发进行的
C．0 ℃的冰熔化成0 ℃的水，其分子热运动的平均动能照旧不变
D．布朗运动就是液体分子的无规章运动，液体温度越高，布朗运动越激烈
E．宇航员王亚平在太空中制作的水球呈球形是由于失重和水的表面张力作用的结果
解析：选ACE.磨成细盐，未转变晶体点阵，故A正确；热现象的宏观过程都具有方向性，故B错误；0 ℃的冰和水，分子平均动能相同，C正确，布朗运动是固体小颗粒的运动，故D错；在失重的环境中，表面张力使液体呈球形，E正确．
6．下列说法中正确的是(　　)
A．已知水的摩尔质量和水分子的质量，就可以计算出阿伏加德罗常数
B．布朗运动说明分子在永不停息地做无规章运动
C．两个分子由很远(r＞10－9 m)距离减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大，分子势能不断增大
D．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用
E．物体的温度上升，则物体中全部分子的分子动能都增大
解析：选ABD.NA＝，故A正确；布朗运动是分子热运动的试验基础，B正确；当r＝r0时，分子力为0，两分子从很远到很近，分子力先减小后增大，分子势能先减小后增大，C错误；表面张力使液体表面积最小为球形，D正确；物体的温度上升，分子的平均动能增大，并不是全部分子动能都增大，E错．
7．(1)重庆出租车常以自然 气作为燃料，加气站储气罐中自然 气的温度随气温上升的过程中，若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐内气体(可视为抱负气体)________．
A．压强增大，内能减小
B．吸取热量，内能增大
C．压强变大，分子平均动能增大
D．对外做功，分子平均动能减小
E．对外不做功，分子平均动能增大
(2)“拔火罐”是一种中医疗法，为了探究“火罐”的“吸力”，某人设计了如图试验．圆柱状汽缸(横截面积为S)被固定在铁架台上轻质活塞通过细线与重物m相连，将一团燃烧的轻质酒精棉球从缸底的开关K处扔到汽缸内，酒精棉球熄灭时(设此时缸内温度为t ℃)密闭开关K，此时活塞下的细线刚好拉直且拉力为零，而这时活塞距缸底为L.由于汽缸传热良好，重物被吸起，最终重物稳定在距地面L/10处．已知环境温度为27 ℃不变，mg/S与1/6大气压强相当，汽缸内的气体可看做抱负气体，求t值．
解析：(1)储气罐内气体体积及质量均不变，温度上升，气体从外界吸取热量，分子平均动能增大，内能增大，压强变大．因气体体积不变，故外界对气体不做功，B、C、E正确．
(2)对汽缸内封闭气体争辩，
Ⅰ状态：p1＝p0，V1＝LS，T1＝(273＋t) K
Ⅱ状态：p2＝p0－＝p0，V2＝LS，T2＝300 K
由抱负气体状态方程：＝，
故t＝127 ℃.
答案：(1)BCE　(2)127 ℃
8．(1)关于确定量的气体，下列说法正确的是________．
A．气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而不是该气体全部分子体积之和
B．只要能减弱气体分子热运动的猛烈程度，气体的温度就可以降低
C．在完全失重的状况下，气体对容器壁的压强为零
D．气体从外界吸取热量，其内能确定增加
E．气体在等压膨胀过程中温度确定上升

(2)如图，A容器容积为10 L，里面布满12 atm、温度为300 K的抱负气体，B容器是真空，现将A中气体温度上升到400 K，然后打开阀门S，将A中的气体释放一部分到B容器，当A容器内压强降到4 atm时，关闭阀门，这时B容器内的压强是3 atm.不考虑气体膨胀过程中温度的变化，求B容器的容积．
解析：(1)气体分子在空间可自由移动，因此气体体积应是气体分子所能到达的空间，选项A正确；分子热运动的猛烈程度与温度有关，温度越高，分子运动越猛烈，选项B正确；气体压强的大小等于气体作用在器壁单位面积上的压力，与失、超重无关，选项C错误；气体吸取热量的同时可对外做功，内能不愿定增加，选项D错误；气体等压膨胀，由＝可知温度确定上升，选项E正确．
(2)设A容器容积为VA，温度T0＝300 K时，压强为p0；温度上升到T1＝400 K时，压强为p1，依据查理定律有＝
解得p1＝16 atm
对于气体膨胀过程，为等温变化，以膨胀后A中气体为争辩对象，
初态：p1′＝16 atm　体积为V1′
末态：p2′＝4 atm　V2′＝10 L
依据玻意耳定律有p1′V1′＝p2′V2′
解得V1′＝2.5 L.
对B中气体
初态：p＝16 atm　V＝VA－V1′＝7.5 L
末态：p′＝3 atm　V′＝VB
同理有pV＝p′V′
解得VB＝V′＝40 L.
答案：(1)ABE　(2)40 L
9．(2022·高考新课标全国卷Ⅱ)(1)下列说法正确的是________．
A．悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动
B．空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果
C．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
D．高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘由
E．干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果
(2)如图，两汽缸A、B粗细均匀、等高且内壁光滑，其下部由体积可忽视的细管连通；A的直径是B的2倍，A上端封闭，B上端与大气连通；两汽缸除A顶部导热外，其余部分均绝热．两汽缸中各有一厚度可忽视的绝热轻活塞a、b，活塞下方充有氮气，活塞a上方充有氧气．当大气压为p0外界和汽缸内气体温度均为7 ℃且平衡时，活塞a离汽缸顶的距离是汽缸高度的，活塞b在汽缸的正中间．

①现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b恰好升至顶部时，求氮气的温度；
②连续缓慢加热，使活塞a上升．当活塞a上升的距离是汽缸高度的时，求氧气的压强．
解析：(1)悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了水分子的热运动，而不是反映花粉分子的热运动，选项A错误．由于表面张力的作用使液体表面的面积收缩，使小雨滴呈球形，选项B正确．液晶的光学性质具有各向异性，彩色液晶显示器就利用了这一性质，选项C正确．高原地区水的沸点较低是由于高原地区的大气压强较小，水的沸点随大气压强的降低而降低，选项D错误．由于液体蒸发时吸取热量，温度降低，所以湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，选项E正确．
(2)①活塞b升至顶部的过程中，活塞a不动，活塞a、b下方的氮气做等压变化，设汽缸A的容积为V0，氮气初态体积为V1，温度为T1，末态体积为V2，温度为T2，按题意，汽缸B的容积为，由题给数据和盖－吕萨克定律得
V1＝V0＋×＝V0
V2＝V0＋V0＝V0
＝
由以上各式和题给数据得T2＝320 K.
②活塞b升至顶部后，由于连续缓慢加热，活塞a开头向上移动，直至活塞上升的距离是汽缸高度的时，活塞a上方的氧气做等温变化，设氧气初态体积为V′1，压强为p′1，末态体积为V′2，压强为p′2，由题给数据和玻意耳定律得
V′1＝V0，p′1＝p0，V′2＝V0
p′1V′1＝p′2V′2
由以上各式得p′2＝p0.
答案：(1)BCE　(2)①320 K　②p0
10．(2022·高考江苏卷)一种海浪发电机的气室如图所示．工作时，活塞随海浪上升或下降，转变气室中空气的压强，从而驱动进气阀门和出气阀门打开或关闭．气室先后经受吸入、压缩和排出空气的过程，推动出气口处的装置发电．气室中的空气可视为抱负气体．

(1)下列对抱负气体的理解，正确的有________．
A．抱负气体实际上并不存在，只是一种抱负模型
B．只要气体压强不是很高就可视为抱负气体
C．确定质量的某种抱负气体的内能与温度、体积都有关
D．在任何温度、任何压强下，抱负气体都遵循气体试验定律
(2)压缩过程中，两个阀门均关闭．若此过程中，气室中的气体与外界无热量交换，内能增加了 3.4 ×104 J，则该气体的分子平均动能________ (选填“增大” 、“减小” 或“不变”)，活塞对该气体所做的功________ (选填“大于” 、“小于”或“等于”)3.4×104 J.
(3)上述过程中， 气体刚被压缩时的温度为 27 ℃， 体积为 0.224 m3, 压强为 1 个标准大气压．已知 1 mol 气体在 1 个标准大气压、0 ℃ 时的体积为 22.4 L, 阿伏加德罗常数NA＝ 6.02 ×1023 mol－1.计算此时气室中气体的分子数．(计算结果保留一位有效数字)
解析：(1)抱负气体是一种抱负化模型，温度不太低，压强不太大的实际气体可视为抱负气体；只有抱负气体才遵循气体的试验定律，选项A、D正确，选项B错误．确定质量的抱负气体的内能完全由温度打算，与体积无关，选项C错误．
(2)由于抱负气体的内能完全由温度打算，当气体的内能增加时，气体的温度上升，温度是分子平均动能的标志，则气体分子的平均动能增大．
依据热力学第确定律，ΔU＝Q＋W，由于Q＝0，所以
W＝ΔU＝3.4×104 J.
(3)设气体在标准状态时的体积为V1，等压过程为：
＝
气体物质的量为：n＝，且分子数为：N＝nNA
解得N＝NA
代入数据得N≈5×1024个(或N≈6×1024)．
答案：(1)AD　(2)增大　等于　(3)5×1024(或6×1024)