课标版2020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含解析

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1、专题限时训练15分子动理论、气体及热力学定律时间：45分钟1(2019全国卷)(1)某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理想气体初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与外界相同此时，容器中空气的温度低于(填“高于”“低于”或“等于”)外界温度，容器中空气的密度大于(填“大于”“小于”或“等于”)外界空气的密度解析：由于初始时封闭在容器中的空气的压强大于外界压强，容器和活塞绝热性能良好，容器中空气与外界没有热量交换，容器中的空气推动活塞对外做功，由热力学第一定律可知，空气内能减小根据理想气体内能只与温度有关可知，活塞缓慢移

2、动后容器中空气的温度降低，即容器中的空气温度低于外界温度因压强与气体温度和分子的密集程度有关，当容器中的空气压强与外界压强相同时，容器中空气温度小于外界空气温度，故容器中空气的密度大于外界空气密度(2)热等静压设备广泛应用于材料加工中该设备工作时，先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中，然后炉腔升温，利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料加工处理，改善其性能一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为0.13 m3，炉腔抽真空后，在室温下用压缩机将10瓶氩气压入到炉腔中已知每瓶氩气的容积为3.2102 m3，使用前瓶中气体压强为1.5107 Pa，使用后瓶中剩余气体压强

3、为2.0106 Pa；室温温度为27 .氩气可视为理想气体()求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强；()将压入氩气后的炉腔加热到1 227 ，求此时炉腔中气体的压强答案：()3.2107 Pa()1.6108 Pa解析：()设初始时每瓶气体的体积为V0，压强为p0；使用后气瓶中剩余气体的压强为p1.假设体积为V0、压强为p0的气体压强变为p1时，其体积膨胀为V1.由玻意耳定律p0V0p1V1被压入炉腔的气体在室温和p1条件下的体积为V1V1V0设10瓶气体压入完成后炉腔中气体的压强为p2，体积为V2.由玻意耳定律p2V210p1V1联立式并代入题给数据得p23.2107 Pa()设加热前炉腔的

4、温度为T0，加热后炉腔温度为T1，气体压强为p3.由查理定律联立式并代入题给数据得p31.6108 Pa2(1)(多选)下列说法正确的是(ABD)A一定温度下，水的饱和汽的压强是一定的B一定质量的理想气体，升高相同的温度所吸收的热量与所经历的状态变化的过程有关C单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点D热力学第二定律的开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响E一定质量的理想气体保持体积不变，由于单位体积内分子数不变，虽然温度升高，单位时间内撞击单位面积的分子数不变(2)如图所示，竖直放置的U形管左端封闭，右端开口，左管横截面积为右管横截面积的2倍，在左管内

5、用水银封闭一段长为l，温度为T的空气柱，左右两管水银面高度差为h cm，外界大气压为h0 cmHg.若向右管中缓慢注入水银，直至两管水银面相平(原右管中水银没全部进入水平部分)，求在右管中注入水银柱的长度h1(以cm为单位)；在两管水银面相平后，缓慢升高气体的温度至空气柱的长度变为开始时的长度l，求此时空气柱的温度T.答案：hlT解析：(2)封闭气体做等温变化：p1h0h，p2h0，p1lp2lh1h3(ll)解得：h1hl空气柱的长度变为开始时的长度l时，左管水银面下降l，右管水银面会上升2l，此时空气柱的压强：p3h03l由解得：TT3(1)(多选)如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经

6、历过程、到达状态e.对此气体，下列说法正确的是(BDE)A过程中气体的压强逐渐减小B过程中气体对外界做正功C过程中气体从外界吸收了热量D状态c、d的内能相等E状态d的压强比状态b的压强小解析：过程为等容变化，根据查理定律有，因为温度逐渐增加，则气体的压强逐渐增加，故选项A错误；过程气体体积增加，则气体对外界做正功，故选项B正确；过程中为体积不变，则气体对外界不做功，外界对气体也不做功，即W0，理想气体的温度降低，则内能减少，即U0，根据热力学第一定律UWQ可知Q0，则气体向外界放出了热量，故选项C错误；状态c、d的温度相等，则分子平均动能相等，理想气体没有分子势能，则内能相等，故选项D正确；连

7、接Ob、Od，根据C得，Ob斜率大于Od斜率，则状态d的压强比状态b的压强小，故选项E正确(2)如图，容积为V的汽缸由导热材料制成，面积为S的活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分，汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连，细管上有一阀门K.开始时，K关闭，汽缸内上下两部分气体的压强均为p0.现将K打开，容器内的液体缓慢地流入汽缸，当流入的液体体积为时，将K关闭，活塞平衡时其下方气体的体积减小了.不计活塞的质量和体积，外界温度保持不变，重力加速度大小为g.求流入汽缸内液体的质量答案：解析：设活塞再次平衡后，活塞上方气体的体积为V1，压强为p1；下方气体的体积为V2，压强为p2.在活塞下移的过程中，

8、活塞上、下方气体的温度均保持不变，由玻意耳定律得p0p1V1p0p2V2由已知条件得V1VV2设活塞上方液体的质量为m，由力的平衡条件得p2Sp1Smg联立以上各式得m4(1)(多选)关于热现象，下列说法正确的是(ACE)A两个邻近的分子之间同时存在着引力和斥力，引力和斥力都随着分子间距离的增大而减小B液晶像液体一样具有流动性，其光学性质与某些晶体相似，具有各向同性C处于失重状态的宇宙飞船中，由于消除了重力的影响，一大滴水银的表面将收缩到最小面积球面，水银滴成为球形D液面上部的蒸汽达到饱和时，就没有液体分子从液面飞出，所以从宏观上看液体不再蒸发E热量可以自发地从高温物体向低温物体传递，但要从低

9、温物体向高温物体传递，必须有第三者的介入(2)如图所示，圆柱形喷雾器高为h，内有高度为的水，上部封闭有压强为p0、温度为T0的空气将喷雾器移到室内，一段时间后打开喷雾阀门K，恰好有水流出已知水的密度为，大气压强恒为p0，喷雾口与喷雾器等高忽略喷雾管的体积，将空气看作理想气体求室内温度在室内用打气筒缓慢向喷雾器内充入空气，直到水完全流出，求充入空气与原有空气的质量比答案：(1)T0解析：(2)设喷雾器的横截面积为S，室内温度为T1，喷雾器移到室内一段时间后，封闭气体的压强p1p0g气体做等容变化：解得：T1(1)T0以充气结束后喷雾器内空气为研究对象，排完水后，压强为p2，体积为V2hS.若此气

10、体经等温变化，压强为p1时，体积为V3则p2p0gh，p1V3p2V2即(p0g)V3(p0gh)hS同温度下同种气体的质量比等于体积比，设打进气体质量为m则，V0S代入得5(2019全国卷)(1)用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，可以把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，测出1_mL油酸酒精溶液的滴数，得到一滴溶液中纯油酸的体积为得到油酸分子的直径，还需测量的物理量是单分子层油膜的面积解析：由于分子直径非常小，极少量油酸所形成的单分子层油膜

11、面积也会很大，因此实验前需要将油酸稀释，使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜可以用累积法测量多滴溶液的体积后计算得到一滴溶液的体积油酸分子直径等于油酸的体积与单分子层油膜的面积之比，即d，故除测得油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积外，还需要测量单分子层油膜的面积(2)如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一段高度为2.0 cm的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为2.0 cm.若将细管倒置，水银柱下表面恰好位于管口处，且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同已知大气压强为76 cmHg，环境温度为296 K.()求细管的长度；()若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止，求此时密封气体的温度答案：()41 cm()312 K解析：()设细管的长度为L，横截面的面积为S，水银柱高度为h；初始时，设水银柱上表面到管口的距离为h1，被密封气体的体积为V，压强为p；细管倒置时，气体体积为V1，压强为p1.由玻意耳定律有pVp1V1由力的平衡条件有pp0ghp1p0gh式中，、g分别为水银的密度和重力加速度的大小，p0为大气压强由题意有VS(Lh1h)V1S(Lh)由式和题给条件得L41 cm()设气体被加热前后的温度分别为T0和T，由盖吕萨克定律有由式和题给数据得T312 K