【创新设计】（山东专用）2015高考物理二轮专题辅导训练 专题6 第13讲 分子动理论 气体及热力学定律（含解析）.doc

第13讲分子动理论气体及热力学定律1(2012·山东卷，36)(1)以下说法正确是_a水的饱和汽压随温度的升高而增大b扩散现象表明，分子在永不停息地运动c当分子间距离增大时，分子间引力增大，分子间斥力减小d一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，气体分子的平均动能减小图6131(2)如图6131所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U型管竖直放置，右端与大气相通，左端封闭气柱长l120 cm(可视为理想气体)，两管中水银面等高现将右端与一低压舱(未画出)接通，稳定后右管水银面高出左管水银面h10 cm.(环境温度不变，大气压强p075 cmHg)求稳定后低压舱内的压强(用“cmHg”作单位)此过程中左管内的气体对外界_(填“做正功”“做负功”或“不做功”)，气体将_(填“吸热”或“放热”)解析(1)分子间距离增大时，分子间引力和斥力同时减小，选项c错误；由于气体压强不变，根据C可知，当气体膨胀时气体温度升高，分子平均动能增加，选项d错误(2)设U形管横截面积为S，右端与大气相通时左管中封闭气体压强为p1，右端与一低压舱接通后，左管中封闭气体压强为p2，气柱长度为l2，稳定后低压舱内的压强为p.左管中封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律得p1V1p2V2p1p0p2pphV1l1SV2l2S由几何关系得h2(l2l1)联立式，代入数据得p50 cmHg左管内气体膨胀，气体对外界做正功，温度不变，U0，根据热力学第一定律，UQW且W0，所以QW0，气体将吸热答案(1)ab(2)50 cmHg做正功吸热2(2013·山东卷，36)(1)下列关于热现象的描述正确的一项是_a根据热力学定律，热机的效率可以达到100%b做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的c温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同d物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动也是无规律的(2)图6132我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜超过七千米，再创载人深潜新纪录在某次深潜实验中，“蛟龙”号探测到990 m深处的海水温度为280 K某同学利用该数据来研究气体状态随海水深度的变化如图6132所示，导热良好的气缸内封闭一定质量的气体，不计活塞的质量和摩擦，气缸所处海平面的温度T0300 K，压强p01 atm，封闭气体的体积V03 m3.如果将该气缸下潜至990 m深处，此过程中封闭气体可视为理想气体求990 m深处封闭气体的体积(1 atm相当于10 m深的海水产生的压强)下潜过程中封闭气体_(填“吸热”或“放热”)，传递的热量_(填“大于”或“小于”)外界对气体所做的功解析(1)根据热力学第二定律可知，热机的效率不可能达到100%，a错做功是通过能量转化改变系统内能的，而热传递是通过内能的转移改变系统内能的，b错根据热力学定律，温度相同是达到热平衡的标准，c正确单个分子的运动是无规则的，但大量分子的运动具有统计规律，d错(2)当气缸下潜至990 m深处时，设封闭气体的压强为p，温度为T，体积为V，由题意可知p100 atm根据理想气体状态方程得代入数据得V2.8×102 m3下潜过程中，封闭理想气体温度降低，内能减少，体积减小，外界对气体做功；由热力学第一定律可知下潜过程中封闭气体放热，由能量守恒定律可知传递的热量大于外界对气体所做的功答案(1)c(2)2.8×102 m3放热大于3.图6133(2014·山东卷，37)(1)如图6133，内壁光滑、导热良好的气缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体当环境温度升高时，缸内气体_(双选，填正确答案标号)a内能增加b对外做功c压强增大d分子间的引力和斥力都增大图6134(2)一种水下重物打捞方法的工作原理如图6134所示将一质量M3×103 kg、体积V00.5 m3的重物捆绑在开口朝下的浮筒上向浮筒内充入一定量的气体，开始时筒内液面到水面的距离h140 m，筒内气体体积V11 m3.在拉力作用下浮筒缓慢上升，当筒内液面到水面的距离为h2时，拉力减为零，此时气体体积为V2，随后浮筒和重物自动上浮求V2和h2.已知大气压强p01×105 Pa，水的密度1×103 kg/m3，重力加速度的大小g10 m/s2.不计水温变化，筒内气体质量不变且可视为理想气体，浮筒质量和筒壁厚度可忽略解析(1)当环境温度升高时，气体的温度升高，由装置图得气体的压强不变，由盖·吕萨克定律知气体的体积增大，缸内气体膨胀对外做功，理想气体不考虑分子力，内能仅由物质的量和温度决定，温度升高，气体的内能增加，正确选项为ab.(2)当F0时，由平衡条件得Mgg(V0V2)代入数据得V22.5 m3设筒内气体初态、末态的压强分别为p1、p2，由题意得p1p0gh1p2p0gh2在此过程中筒内气体的温度和质量不变，由玻意耳定律得p1V1p2V2联立式代入数据得h210 m答案(1)ab(2)2.5 m310 m4.图6135(2014·新课标全国卷，33)(1)(6分)一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其pT图象如图6135所示下列判断正确的是_(填正确答案标号选对1个得3分，选对2个得4分选对3个得6分每选错1个扣3分，最低得分为0分)A过程ab中气体一定吸热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Da、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小Eb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(2)(9分)一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形气缸内气缸壁导热良好，活塞可沿气缸壁无摩擦地滑动开始时气体压强为p，活塞下表面相对于气缸底部的高度为h，外界的温度为T0.现取质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完时，活塞下降了h/4.若此后外界的温度变为T，求重新达到平衡后气体的体积已知外界大气的压强始终保持不变，重力加速度大小为g.解析(1)由pT图可知，从ab的过程为等容变化过程，即体积不变，但温度升高，内能增加，所以气体要吸热，选项A对从bc过程，温度不变，压强减小，说明体积增大，气体对外做功，所以要吸热，选项B错从ca过程，压强不变，温度降低，内能减小，所以外界对气体做的功小于气体放出的热量，选项C错分子的平均动能与温度有关，因为Ta<Tb，TbTc，所以状态a分子的平均动能最小，选项D正确TbTc说明两状态下的分子的平均速率相等，单个分子对气壁的平均撞击力相等，Pb>Pc，所以状态b单位时间内容器壁受到分子撞击的次数多，选项E对(2)设气缸的横截面积为S，沙子倒在活塞上后，对气体产生的压强为p，由玻意耳定律得phS(pp)(hh)S解得pp外界的温度变为T后，设活塞距底面的高度为h，根据盖·吕萨克定律，得解得hh据题意可得p气体最后的体积为VSh联立式得V答案(1)ADE(2)5(2014·新课标全国卷，33)(1)(5分)下列说法正确的是_(填正确答案标号选对1个得2分选对2个得4分选对3个得5分每选错1个扣3分，最低得分为0分)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故E干湿泡湿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)(10分)图6136如图6136，两气缸A、B粗细均匀、等高且内壁光滑，其下部由体积可忽略的细管连通；A的直径是B的2倍，A上端封闭，B上端与大气连通；两气缸除A顶部导热外，其余部分均绝热两气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞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、外界和气缸内气体温度均为7 且平衡时，活塞a离气缸顶的距离是气缸高度的 ，活塞b在气缸正中间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； 继续缓慢加热，使活塞a上升当活塞a上升的距离是气缸高度的时，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无规则热运动，选项A错误；空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果，选项B正确；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，选项C正确；高原地区水的沸点较低，是由于高原地区气压低，故水的沸点也较低，选项D错误；干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，是由于湿泡外纱布中的水蒸发吸收热量，从而温度会降低的缘故，选项E正确(2)活塞b升至顶部的过程中，活塞a、b下方的氮气经历等压过程，且活塞a不动，设气缸A的容积为V0，氮气初始状态的体积为V1，温度为T1，末态体积V2，温度为T2，按题意，气缸B的容积为V0/4，由题意可得氮气初始状态的体积：V1V0×V0末态体积：V2V0V0由盖·吕萨克定律得由式及所给的数据可得：T2320 K活塞b升至顶部后，由于继续缓慢加热，活塞a开始向上移动，直至活塞上升的距离是气缸高度的1/16时，活塞a上方的氧气经历等温过程，设氧气初始状态的体积为V1，压强为p1；末态体积为V2，压强为p2，由所给数据及玻意耳定律可得V1V0，P1P0，V2V0p1V1p2V2由式可得：p2p0答案(1)BCE(2)320 Kp0近三年山东卷的试题都是由一小一大组成的，小题是选择题的形式大题是填空题和计算题2012年小题考查的是分子动理论，气、液性质大题是玻意耳定律和热力学第一定律的应用2013年小题考查的是分子热运动、温度、热力学定律大题考查的是理想气体状态方程和热力学定律的应用2014小题主要考查的是热力学第一定律大题考查的是玻意耳定律和力的平衡命题热点分子动理论和热学知识的综合应用，热力学定律的分析和判断，气体实验定律的应用等高考预测2015年高考，气体实验定律仍然主要以计算题的形式出现，热力学第一定律和其他考点主要以选择题或填空的题的形式出现，且以考查知识的记忆和简单的综合应用为主，难度不会太大- 5 -