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1、【优化探究】2015高考物理二轮专题复习 素能提升 1-6 分子动理论 气体及热力学定律（含解析）新人教版1.(2014年高考山东卷)(1)如图，内壁光滑、导热良好的汽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(2)一种水下重物打捞方法的工作原理如图所示将一质量M3103 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
2、积为V2，随后浮筒和重物自动上浮求V2和h2.(已知大气压强p01105 Pa，水的密度1103 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)因汽缸导热良好，故环境温度升高时封闭气体温度亦升高，而一定质量的理想气体内能只与温度有关，故封闭气体内能增大，a正确因汽缸内壁光滑，由活塞受力平衡有p0SmgpS，即缸内气体的压强pp0不变，c错误由盖吕萨克定律恒量可知气体体积膨胀，对外做功，b正确理想气体分子间除碰撞瞬间外无相互作用力，故d错误(2)当F0时，由平衡条件得Mgg(V0V2)代入数据得V22.5 m3
3、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 m2(2014年高考新课标全国卷)(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图象如图所示下列判断正确的是()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)一定质量的
4、理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形汽缸内汽缸壁导热良好，活塞可沿汽缸壁无摩擦地滑动开始时气体压强为p，活塞下表面相对于汽缸底部的高度为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)对封闭气体，由题图可知ab过程，气体体积V不变，没有做功，而温度T升高，则为吸热过程，A项正确bc过程为等温变化，压强减小，体积增大，对外做功，则为吸热过程，B项错ca过程为等压变化，温度T降低，内能减少，体积V减小，外界对气体做功，依据WQU，外界对气体
5、所做的功小于气体所放的热，C项错温度是分子平均动能的标志，Tapc，显然E项正确(2)设汽缸的横截面积为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)3(2014年高考江苏卷)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，改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历吸入、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理想气体(1)(多选)下列对理想气体的理解
6、，正确的有_A理想气体实际上并不存在，只是一种理想模型B只要气体压强不是很高就可视为理想气体C一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关D在任何温度、任何压强下，理想气体都遵循气体实验定律(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3.4104 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”)3.4104 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
7、数NA6.021023 mol1.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)理想气体是一种理想化模型，温度不太低，压强不太大的实际气体可视为理想气体；只有理想气体才遵循气体的实验定律，选项A、D正确，选项B错误一定质量的理想气体的内能完全由温度决定，与体积无关，选项C错误(2)因为理想气体的内能完全由温度决定，当气体的内能增加时，气体的温度升高，温度是分子平均动能的标志，则气体分子的平均动能增大根据热力学第一定律，UQW，由于Q0，所以WU3.4104 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n，且分子数NnNA，解得N NA，代入数据得N51
8、024个(或N61024个)答案：(1)AD(2)增大等于(3)51024个或61024个4(1)以下说法正确的是_A气体分子单位时间内与器壁单位面积碰撞的次数，仅与单位体积内的分子数有关B气体的压强是由气体分子间的吸引和排斥产生的C布朗运动是悬浮在液体中的小颗粒的运动，它说明液体分子永不停息地做无规则热运动D当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最小E如果气体分子总数不变，而气体温度升高，则气体压强不一定增大(2)一个圆柱形汽缸质量M10 kg，总高度H40 cm，内有一质量为m5 kg的活塞，截面积S50 cm2，活塞密封良好且与汽缸壁间摩擦可忽略不计(不计汽缸壁与活塞厚度)，当外界大气压强
9、p01105 Pa，温度t07 时，如果用绳子系住活塞将汽缸悬挂起来，如图所示，汽缸内气体柱高H135 cm，重力加速度g取10 m/s2.求此时汽缸内气体的压强；当温度升高到多少摄氏度时，活塞与汽缸将分离？解析：(1)气体分子单位时间内与器壁单位面积碰撞的次数还与温度有关，选项A错误；气体的压强是由气体分子对器壁的碰撞的冲力产生的，选项B错误；如果气体分子总数不变，而气体温度升高，同时气体体积也增大，则气体压强不一定增大，选项E正确(2)对汽缸由平衡条件及压强定义式有pp0(1105) Pa0.8105 Pa.设温度升高到t摄氏度时，活塞与汽缸将分离，对缸内气体由盖吕萨克定律有，代入数据有，
10、解得t47 .答案：(1)CDE(2)0.8105 Pa47 5(1)下列说法正确的是_A当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大B当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小C水的饱和汽压随温度的升高而增大D晶体的物理性质都是各向异性的E露珠呈球状是液体表面张力的作用(2)如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再由状态B变化到状态C，已知状态A的温度为300 K.求气体在状态B的温度；由状态B变化到状态C的过程中，气体是吸热还是放热？简要说明理由解析：(1)潮湿时，空气的相对湿度较大，干燥时，空气的相对湿度较小，但绝对湿度大小不能确定，故A错，B对；水的饱和汽压随温度的升高而增大，C
11、对；多晶体的物理性质是各向同性，即使单晶体，也并不是所有物理性质都是各向异性，D错；液体表面张力使其表面积收缩到最小而呈球状，故E对(2)由理想气体的状态方程，得气体在状态B的温度TB1 200 K.由状态B到状态C，气体做等容变化，由查理定律得，则TCTB600 K，故气体由状态B到状态C为等容变化，不做功，但温度降低，内能减小根据热力学第一定律UWQ，U0，W0，故Q0，可知气体要放热答案：(1)BCE(2)1 200 K放热，理由见解析课时跟踪训练1(2013年高考福建卷)(1)下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能Ep随分子间距离r变化关系的图线是_(填选图下方的字母)(2)
12、某自行车轮胎的容积为V，里面已有压强为p0的空气，现在要使轮胎内的气压增大到p，设充气过程为等温过程，空气可看作理想气体，轮胎容积保持不变，则还要向轮胎充入温度相同、压强也是p0、体积为_的空气(填选项前的字母)A.VB.VC(1)V D(1)V解析：rr0时，分子间作用力为零，且分子势能最小；对于充气问题，注意合理选取研究对象，把变质量问题转化为定质量问题(1)当rr0时，分子力表现为斥力，随分子间距离r增大，分子势能Ep减小当rr0时，分子力表现为引力，随分子间距离r增大，分子势能Ep增大当rr0时，分子力为零，此时分子势能最小故选项B正确(2)取充入气体后的轮胎内的气体为研究对象，设充入
13、气体体积为V，则初态p1p0，V1VV；末态p2p，V2V.由玻意耳定律可得p0(VV)pV，解得V(1)V，故选项C正确答案：(1)B(2)C2(2014年高考重庆卷)(1)重庆出租车常以天然气作为燃料加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中，若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐内气体(可视为理想气体)()A压强增大，内能减小B吸收热量，内能增大C压强减小，分子平均动能增大D对外做功，分子平均动能减小(2)如图为一种减震垫，上面布满了圆柱状薄膜气泡，每个气泡内充满体积为V0，压强为p0的气体，当平板状物品平放在气泡上时，气泡被压缩若气泡内气体可视为理想气体，其温度保持不变，当体积压缩到V
14、时气泡与物品接触面的面积为S，求此时每个气泡内气体对接触面处薄膜的压力解析：(1)储气罐内气体体积及质量均不变，温度升高，气体从外界吸收热量，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，只有B正确(2)取气泡内的气体研究，设压缩后气体压强为p，由玻意耳定律得p0V0pV，则p，故气体对接触面处薄膜的压力FpSS.答案：(1)B(2)S3(2014年洛阳名校联考)(1)如图甲所示是一晶体物质微粒在平面上的排列情况，图中三条等长线AB、AC、AD上物质微粒的数目不同，由此得出晶体具有_的性质如图乙所示，液体表面层分子比较稀疏，分子间距离大于分子平衡距离r0，因此表面层分子间作用力表现为_(2)一定质量的理想气体体积V与热力学温度T的关系图象如图丙所示，气体在状态A时的压强p01.0105 Pa，线段AB与V轴平行求状态B时的压强为多大？气体从状态A变化到状态B过程中，对外界做的功为10 J，求该过程中气体吸收的热量为多少？解析：(1)由于沿
