《2018高考物理二轮-专题训练第15讲-分子动理论、气体及热力学定律》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018高考物理二轮-专题训练第15讲-分子动理论、气体及热力学定律（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题六选考模块专题训练第15讲分子动理论、气体及热力学定律时间：45分钟1(2017湖北襄阳调研)(1)关于气体的内能，下列说法正确的是_A质量和温度都相同的气体，内能一定相同B气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大C气体被压缩时，内能可能不变D一定量的某种理想气体的内能只与温度有关E一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加(2)如图所示，A、B是放置在水平面上两个形状相同的汽缸，其长度为L，在B汽缸内可无摩擦滑动的活塞截面积为S，它的厚度可忽略，A、B之间有一个体积不计的细管连通，K为阀门，A汽缸和细管是导热材料制成的，B汽缸是绝热材料制成的开始时阀门关闭，活塞处于B汽缸的最右
2、端；A、B汽缸内分别密闭压强为2p0和p0的两种理想气体，气体温度和环境温度均为T0，打开阀门K后，活塞向左移动L的距离并达到平衡，此过程环境温度不变，求：A汽缸内气体的压强；B汽缸内气体的温度解析：(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WQ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
3、内能仅由温度决定，可知内能必增加，选项E正确(2)打开阀门K后，A汽缸内气体等温膨胀，则有：2p0LSpA(LL)S解得A汽缸内气体的压强pAp0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pBpAp0根据理想气体状态方程有解得B汽缸内气体的温度TBT0.答案：(1)CDE(2)p0T02(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
4、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、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hd，不计活塞与汽缸壁之间的摩擦，室内大气压强为p0，求所加细沙的质量解析：(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UWQ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，
5、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U0，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pp0，气体的体积V1dS，气体的体积V22dS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
6、气体的压强为pp0，气体的体积V1(dhh)S气体的体积V2(2dh)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p0V1pV1p0V2pV2联立得h解得m.答案：(1)ADE(2)3(2017新课标全国卷)(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0400 m/s区间内的分子数占
7、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 ，汽缸导热打开K2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强；接着打开K3，求稳定时活塞的位置；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解析：(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、
8、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0400 m/s区间图线下的面积可知0 时出现在0400 m/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p0Vp1V1(3p0)Vp1(2VV1)联立式得V1p12p0打开K3后，由式知，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(V22V)时，活塞下气体压强为p2.由玻意耳定律得(3p0)Vp2V2由式得
9、p2p0由式知，打开K3后活塞上升直到B的顶部为止；此时p2为p2p0.设加热后活塞下方气体的压强为p3，气体温度从T1300 K升高到T2320 K的等容过程中，由查理定律得将有关数据代入式得p31.6p0答案：(1)ABC(2)2p0B的顶部1.6p04(2017新课标全国卷)(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
10、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0，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.求该热气球所受浮力的大小；求该热气球内空气所受的重力；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解析：(1)气体自发扩散时不对外做功，W0，汽缸绝热，Q0，由热力学第一定律得UWQ0，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，W0，Q0，故U0，气体内能增大，故理想气体的温度升高，则分子平均
11、动能增大，选项B、D正确，选项E错误(2)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0在温度为T时的体积为VT，密度为(T)由盖吕萨克定律得联立式得(T)0气球所受到的浮力为f(Tb)gV联立式得fVg0气球内热空气所受的重力为G(Ta)Vg联立式得GVg0设该气球还能托起的最大质量为m，由力的平衡条件得mgfGm0g联立式得mV0T0()m0答案：(1)ABD(2)Vg0Vg0V0T0()m05(2017新课标全国卷)(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
12、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，重力加速度大小为g.求：待测气
13、体的压强；该仪器能够测量的最大压强解析：(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，W0，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，W0，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，W0，由盖吕萨克定律知气体温度降低，内能减小，由UWQ知Q0，气体放出热量，选项B正确，E错误(2)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VV0d2lV1d2h由力学平衡条件得p1pgh整个过程为等温过程，由玻意耳定律得pVp1V1联立式得p由题意知hl联立式有p该仪器能够测量的最大压强为pmax答案：(1)ABD(2)
