高考物理二轮复习专题限时训练15分子动理论气体及热力学定律文档格式.docx

高考物理二轮复习专题限时训练15分子动理论气体及热力学定律文档格式.docx

《高考物理二轮复习专题限时训练15分子动理论气体及热力学定律文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理二轮复习专题限时训练15分子动理论气体及热力学定律文档格式.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

解析：

（1）温度决定分子的平均动能，质量相同的不同理想气体的物质的量不一定相同，内能不一定相同，选项A错误；

物体内能与物体宏观运动速度无关，选项B错误；

气体的内能是否变化由做功和热传递两方面决定，气体被压缩，外界对气体做正功W，若气体同时向外界放热Q，当W＝Q时气体的内能不变，选项C正确；

一定质量的理想气体的内能仅由温度决定，选项D正确；

根据理想气体状态方程可知等压膨胀过程中温度升高，一定质量的理想气体的内能仅由温度决定，可知内能必增加，选项E正确．

（2）①打开阀门K后，A汽缸内气体等温膨胀，则有：

2p0LS＝pA（L＋L）S

解得A汽缸内气体的压强pA＝p0

②打开阀门K后，B汽缸内气体绝热压缩，平衡后的气体压强为

pB＝pA＝p0

根据理想气体状态方程有

＝

解得B汽缸内气体的温度

TB＝T0.

答案：

（1）CDE　

（2）①p0　②T0

2．（2017·

河北衡水模拟）

（1）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图象如图所示．下列说法正确的是________．

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

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

（2）横截面积为S的导热性能良好的汽缸竖直放置在水平地面上，两个轻活塞A和B将汽缸分隔为Ⅰ、Ⅱ两个气室，两活塞间距离为d，两气室体积之比为12，如图所示，在保持室温不变的条件下，缓慢在活塞A上加细沙，使之向下移动一段距离h＝d，不计活塞与汽缸壁之间的摩擦，室内大气压强为p0，求所加细沙的质量．

（1）由图可知，在pT图象中，ab反向延长过原点，所以过程ab是等容过程，外界对气体不做功，气体温度升高，内能增大，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q知，气体吸收热量，选项A正确；

由图可知，过程bc是等温过程，气体内能不变，压强减小，由玻意耳定律知，气体体积增大，对外做功，由热力学第一定律知，气体吸热，选项B错误；

由图可知，过程ca是等压过程，温度降低，内能减少，即ΔU<

0，由盖—吕萨克定律知，气体体积减小，外界对气体做功，即W>

0，由热力学第一定律知，气体放出热量，该过程外界对气体做的功小于气体放出的热量，选项C错误；

温度是分子平均动能的标志，由图可知，a状态温度最低，分子平均动能最小，选项D正确；

过程bc体积增大，b、c状态气体分子的密集程度不同，容器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．

（2）由于是轻活塞，质量不计，活塞与汽缸间摩擦不计，因此两部分气体压强相等，状态1时，气体压强等于大气压强p＝p0，气体Ⅰ的体积V1＝dS，气体Ⅱ的体积V2＝2dS

设所加细沙的质量为m，此时活塞B下移距离为h′，则状态2气体的压强为p′＝p0＋，气体Ⅰ的体积

V1′＝（d－h＋h′）S

气体Ⅱ的体积V2′＝（2d－h′）S

由于保持室温不变、汽缸导热和缓慢加沙，汽缸内气体做等温变化，由玻意耳定律得p0V1＝p′V1′

p0V2＝p′V2′

联立得h′＝

解得m＝.

（1）ADE　

（2）

3．（2017·

新课标全国卷Ⅰ）

（1）氧气分子在0℃和100℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示．下列说法正确的是________．

A．图中两条曲线下面积相等

B．图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形

C．图中实线对应于氧气分子在100℃时的情形

D．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目

E．与0℃时相比，100℃时氧气分子速率出现在0～400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大

（2）如图，容积均为V的汽缸A、B下端有细管（容积可忽略）连通，阀门K2位于细管的中部，A、B的顶部各有一阀门K1、K3，B中有一可自由滑动的活塞（质量、体积均可忽略）．初始时，三个阀门均打开，活塞在B的底部；

关闭K2、K3，通过K1给汽缸充气，使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1.已知室温为27℃，汽缸导热．

①打开K2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强；

②接着打开K3，求稳定时活塞的位置；

③再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20℃，求此时活塞下方气体的压强．

（1）本题考查气体分子速率及分布率．每条曲线下面积的意义是各种速率的分子总和占总分子数的百分比，故面积为1，A正确、D错误；

气体温度越高，分子无规则运动越剧烈，分子平均动能越大，大速率的分子所占的百分比越大，故虚线对应的温度较低，B、C皆正确；

由图中0～400m/s区间图线下的面积可知0℃时出现在0～400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大，E错误．

（2）本题考查气体实验定律．

①设打开K2后，稳定时活塞上方气体的压强为p1，体积为V1.依题意，被活塞分开的两部分气体都经历等温过程．由玻意耳定律得

p0V＝p1V1①

（3p0）V＝p1（2V－V1）②

联立①②式得

V1＝③

p1＝2p0④

②打开K3后，由④式知，活塞必定上升．设在活塞下方气体与A中气体的体积之和为V2（V2≤2V）时，活塞下气体压强为p2.由玻意耳定律得

（3p0）V＝p2V2⑤

由⑤式得

p2＝p0⑥

由⑥式知，打开K3后活塞上升直到B的顶部为止；

此时p2为p2′＝p0.

③设加热后活塞下方气体的压强为p3，气体温度从T1＝300K升高到T2＝320K的等容过程中，由查理定律得

＝⑦

将有关数据代入⑦式得

p3＝1.6p0⑧

（1）ABC　

（2）①　2p0　②B的顶部　③1.6p0

4．（2017·

新课标全国卷Ⅱ）

（1）如图，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空．现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸．待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积．假设整个系统不漏气．下列说法正确的是________．

A．气体自发扩散前后内能相同

B．气体在被压缩的过程中内能增大

C．在自发扩散过程中，气体对外界做功

D．气体在被压缩的过程中，外界对气体做功

E．气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变

（2）一热气球体积为V，内部充有温度为Ta的热空气，气球外冷空气的温度为Tb.已知空气在1个大气压、温度T0时的密度为ρ0，该气球内、外的气压始终都为1个大气压，重力加速度大小为g.

①求该热气球所受浮力的大小；

②求该热气球内空气所受的重力；

③设充气前热气球的质量为m0，求充气后它还能托起的最大质量．

（1）气体自发扩散时不对外做功，W＝0，汽缸绝热，Q＝0，由热力学第一定律得ΔU＝W＋Q＝0，故气体内能不变，选项A正确，C错误；

气体被压缩的过程中体积缩小，外界对气体做功，W>

0，Q＝0，故ΔU>

0，气体内能增大，故理想气体的温度升高，则分子平均动能增大，选项B、D正确，选项E错误．

（2）①设1个大气压下质量为m的空气在温度为T0时的体积为V0，密度为

ρ0＝①

在温度为T时的体积为VT，密度为

ρ（T）＝②

由盖—吕萨克定律得

＝③

联立①②③式得

ρ（T）＝ρ0④

气球所受到的浮力为

f＝ρ（Tb）gV⑤

联立④⑤式得

f＝Vgρ0⑥

②气球内热空气所受的重力为

G＝ρ（Ta）Vg⑦

联立④⑦式得G＝Vgρ0⑧

③设该气球还能托起的最大质量为m，由力的平衡条件得

mg＝f－G－m0g⑨

联立⑥⑧⑨式得m＝Vρ0T0（－）－m0⑩

（1）ABD

（2）①Vgρ0　②Vgρ0　③Vρ0T0（－）－m0

5．（2017·

新课标全国卷Ⅲ）

（1）

如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到初态a.下列说法正确的是________．

A．在过程ab中气体的内能增加

B．在过程ca中外界对气体做功

C．在过程ab中气体对外界做功

D．在过程bc中气体从外界吸收热量

E．在过程ca中气体从外界吸收热量

（2）一种测量稀薄气体压强的仪器如图（a）所示，玻璃泡M的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管K1和K2.K1长为l，顶端封闭，K2上端与待测气体连通；

M下端经橡皮软管与充有水银的容器R连通．开始测量时，M与K2相通；

逐渐提升R，直到K2中水银面与K1顶端等高，此时水银已进入K1，且K1中水银面比顶端低h，如图（b）所示．设测量过程中温度、

与K2相通的待测气体的压强均保持不变．已知K1和K2的内径均为d，M的容积为V0，水银的密度为ρ，重力加速度大小为g.求：

①待测气体的压强；

②该仪器能够测量的最大压强．

（1）本题考查气体实验定律、热力学定律．由pV图可知，在过程ab中体积不变，气体不对外做功，W＝0，压强增大，温度升高，气体内能增加，选项A正确，C错误；

过程bc为等温变化过程，理想气体内能不变，而体积增大，气体对外做功，W<

0，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q知Q>

0，气体从外界吸收热量，选项D正确；

过程ca为等压变化过程，体积减小，外界对气体做功，W>

0，由盖—吕萨克定律知气体温度降低，内能减小，由ΔU＝W＋Q知Q<

0，气体放出热量，选项B正确，E错误．

（2）①水银面上升至M的下端使玻璃泡中气体恰好被封住，设此时被封闭的气体的体积为V，压强等于待测气体的压强p.提升R，直到K2中水银面与K1顶端等高时，K1中水银面比顶端低h；

设此时封闭气体的压强为p1，体积为V1，则

V＝V0＋πd2l①

V1＝πd2h②

由力学平衡条件得

p1＝p＋ρgh③

整个过程为等温过程，由玻意耳定律得

pV＝p1V1④

联立①②③④式得

p＝⑤

②由题意知

h≤l⑥

联立⑤⑥式有

p≤⑦

该仪器能够测量的最大压强为

pmax＝⑧

（1）ABD　

（2）①　②