高考物理（易错集）专题15 分子动理论 气体及热力学定律(2021年最新整理)

1、2017年高考物理（四海八荒易错集）专题15 分子动理论 气体及热力学定律2017年高考物理（四海八荒易错集）专题15 分子动理论 气体及热力学定律 编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2017年高考物理（四海八荒易错集）专题15 分子动理论 气体及热力学定律）的内容能够给您的工作和学习带来便利。同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快 业绩进步，以下为20

2、17年高考物理（四海八荒易错集）专题15 分子动理论 气体及热力学定律的全部内容。25专题15 分子动理论 气体及热力学定律1（1)(多选）下列说法中正确的是_.a一定量气体膨胀对外做功100 j，同时从外界吸收120 j 的热量,则它的内能增大20 jb在使两个分子间的距离由很远（r109 m)减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大,分子势能不断增大c由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，液体表面存在张力d用油膜法测出油分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，只需再知道油的密度即可e空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近同温度水的饱和汽压，水蒸发越慢。（2)一定质量的理

3、想气体从状态a变化到状态b，再变化到状态c，其状态变化过程的p。v图像如图所示。已知该气体在状态a时的温度为27 。则：该气体在状态b、c时的温度分别为多少？该气体从状态a到状态c的过程中内能的变化量是多大？该气体从状态a到状态c的过程中是吸热，还是放热？传递的热量是多少？ (2）状态a：ta300 k,pa3105 pa,va1103 m3状态b:tb？pb1105 pa，vb1103 m3状态c：tc？pc1105 pa,vc3103 m3a到b过程等容变化，由等容变化规律得：，代入数据得：tb100 k173 b到c为等压变化,由等压变化规律得:，代入数据得:tc300 k27 。因为状

4、态a和状态c温度相等，且气体的内能是所有分子的动能之和，温度是分子平均动能的标志所以在这个过程中:u0。由热力学第一定律得：uqw，因为u0故：qw在整个过程中，气体在b到c过程对外做功，所以：wpv1105(31031103) j200 j即：q200 j，是正值，故在这个过程中吸热.答案：(1）ace（2）173 27 0吸热200 j2(1）（多选)关于扩散现象，下列说法正确的是_。a温度越高，扩散进行得越快b扩散现象是不同物质间的一种化学反应c扩散现象是由物质分子无规则运动产生的d扩散现象在气体、液体和固体中都能发生e液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的(2)如图，一粗细均匀的u形管

5、竖直放置，a侧上端封闭，b侧上端与大气相通，下端开口处开关k关闭；a侧空气柱的长度l10。0 cm，b侧水银面比a侧的高h3。0 cm.现将开关k打开，从u形管中放出部分水银，当两侧水银面的高度差为h110.0 cm时将开关k关闭.已知大气压强p075.0 cmhg。（)求放出部分水银后a侧空气柱的长度；(）此后再向b侧注入水银，使a、b两侧的水银面达到同一高度，求注入的水银在管内的长度。 （2）()以 cmhg为压强单位。设a侧空气柱长度l10。0 cm时的压强为p；当两侧水银面的高度差为h110。0 cm时，空气柱的长度为l1,压强为p1。由玻意耳定律得plp1l1由力学平衡条件得pp0h

6、打开开关k放出水银的过程中，b侧水银面处的压强始终为p0,而a侧水银面处的压强随空气柱长度的增加逐渐减小，b、a两侧水银面的高度差也随之减小，直至b侧水银面低于a侧水银面h1为止。由力学平衡条件有p1p0h1联立式，并代入题给数据得l112.0 cm。(）当a、b两侧的水银面达到同一高度时，设a侧空气柱的长度为l2，压强为p2.由玻意耳定律得plp2l2由力学平衡条件有p2p0联立式，并代入题给数据得l210.4 cm设注入的水银在管内的长度为h，依题意得h2（l1l2)h1联立式，并代入题给数据得h13.2 cm。答案：（1)acd(2)()12.0 cm(）13.2 cm3 （1)(多选）

7、下列说法正确的是_。a悬浮在液体中的微粒越小,在液体分子的撞击下越容易保持平衡b荷叶上的小水珠呈球形是由于液体表面张力的作用c物体内所有分子的热运动动能之和叫做物体的内能d当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度不一定较大e一定质量的理想气体先经等容降温，再经等温压缩，压强可以回到初始的数值（2）如图所示，用两个质量均为m、横截面积均为s的密闭活塞将开口向下竖直悬挂的导热气缸内的理想气体分成、两部分，当在活塞a下方悬挂质量为2m的物体后,整个装置处于静止状态，此时、两部分气体的高度均为l0。已知环境温度、大气压强p0均保持不变，且满足5mgp0s，不计一切摩擦.当取走物体后，两活塞重新恢复平衡,求活塞

8、a上升的高度。 (2)对气体分析，初状态的压强为：p1p0p0末状态的压强为：p1p0p0由玻意耳定律有:p1l0sp1l1s解得：l1l0对气体分析，初状态p2p1p0末状态p2p1p0由玻意耳定律p2l0sp2l2sl2l0a活塞上升的高度l(l0l1）(l0l2）l0。答案:（1)bde(2)l04. (1）（多选)对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是_。a温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大b外界对物体做功，物体内能一定增加c温度越高，布朗运动越显著d当分子间的距离增大时，分子间作用力就一直减小e当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大（2)如

9、图所示,上端封闭、下端开口内径均匀的玻璃管,管长l100 cm，其中有一段长h15 cm的水银柱把一部分空气封闭在管中。当管竖直放置时，封闭气柱a的长度la50 cm。现把开口端向下插入水银槽中，直至a端气柱长la37.5 cm时为止，这时系统处于静止状态。已知大气压强p075 cmhg，整个过程中温度保持不变,试求槽内的水银进入管内的长度。 （2)对a部分气体，由玻意耳定律有：palaspalaspa60 cmhg解得：pa80 cmhg对b部分气体有：pblbspblbs而pb95 cmhgpbp075 cmhg解得:lb27。6 cmhllahlb19.9 cm。答案:(1)ace(2）

10、19.9 cm5。 （1)(多选)一定量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态，其p。t图像如图所示。其中对角线ac的延长线过原点o.下列判断正确的是_。a气体在a、c两状态的体积相等b气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能c在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功d在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功e在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功(2）一氧气瓶的容积为0.08 m3，开始时瓶中氧气的压强为20个大气压。某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36 m3。当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时，需重新充

11、气。若氧气的温度保持不变，求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天。 (2)设氧气开始时的压强为p1，体积为v1，压强变为p2（2个大气压）时，体积为v2。根据玻意耳定律得p1v1p2v2重新充气前，用去的氧气在p2压强下的体积为v3v2v1设用去的氧气在p0（1个大气压）压强下的体积为v0，则有p2v3p0v0设实验室每天用去的氧气在p0压强下的体积为v，则氧气可用的天数为n联立式，并代入数据得n4(天)。答案:（1)abe（2)4天 6 (1）(多选)关于热力学定律，下列说法正确的是_。a气体吸热后温度一定升高b对气体做功可以改变其内能c理想气体等压膨胀过程一定放热d热量不可能自发地从低

12、温物体传到高温物体e如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡,那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡（2)在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强，两压强差p与气泡半径r之间的关系为p，其中0.070 n/m。现让水下10 m处一半径为0.50 cm的气泡缓慢上升。已知大气压强p01.0105 pa,水的密度1.0103 kg/m3,重力加速度大小g10 m/s2.（）求在水下10 m处气泡内外的压强差；（)忽略水温随水深的变化,在气泡上升到十分接近水面时，求气泡的半径与其原来半径之比的近似值. (2）（)当气泡在水下h10 m处时，设其半径为r1，气泡内外压强差为p1，则p1代

13、入题给数据得p128 pa。（)设气泡在水下10 m处时，气泡内空气的压强为p1，气泡体积为v1；气泡到达水面附近时，气泡内空气的压强为p2，气泡内外压强差为p2，其体积为v2，半径为r2.气泡上升过程中温度不变,根据玻意耳定律有p1v1p2v2由力学平衡条件有p1p0ghp1p2p0p2气泡体积v1和v2分别为v1r13v2r23联立式得3由式知，pip0,i1，2,故可略去式中的pi项。代入题给数据得1.3.答案：（1)bde(2)（）28 pa()或1.37（多选)下列说法正确的是(）a显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地作无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性b分子间的相互作用力随

14、着分子间距离的增大,一定先减小后增大c分子势能随着分子间距离的增大,可能先减小后增大d在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素e当温度升高时，物体内每一个分子热运动的速率一定都增大易错起源1、分子动理论内能及热力学定律例1(多选)两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动,直至不再靠近。在此过程中，下列说法正确的是（)a分子力先增大,后一直减小b分子力先做正功，后做负功c分子动能先增大,后减小d分子势能先增大，后减小e分子势能和动能之和不变解析：选bce分子力应先增大，后减小，再增大,所以a选项错;分子力先为引力，做正功，再为斥力，做负功,b选项正确；根据动能定理可知

15、分子动能先增大后减小，分子势能先减小后增大，分子动能和分子势能之和保持不变，所以c、e选项正确，d错误.【变式探究】（多选)下列说法中正确的是（ ）a气体放出热量,其分子的平均动能可能增大b布朗运动不是液体分子的运动，但它可以说明分子在永不停息地做无规则运动c当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大d第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第一定律e某气体的摩尔体积为v，每个分子的体积为v0，则阿伏加德罗常数可表示为na【名师点睛】1估算问题（1）油膜法估算分子直径:dv为纯油体积，s为单分子油膜面积（2)分子总数：nnnanana注意：对气体而言，n。(3）两

16、种模型:球模型：vr3（适用于估算液体、固体分子直径）立方体模型：va3(适用于估算气体分子间距)【锦囊妙计，战胜自我】2反映分子运动规律的两个实例（1)布朗运动：研究对象：悬浮在液体或气体中的固体小颗粒。运动特点：无规则、永不停息。相关因素:颗粒大小、温度.(2）扩散现象产生原因：分子永不停息的无规则运动。相关因素：温度.如诊断卷第2题第(1）问，扩散现象是分子无规则热运动产生的，不是物质间的化学反应或液体对流形成的，故b、e均错误。3对热力学定律的理解（1)改变物体内能的方式有两种，只叙述一种改变方式是无法确定内能变化的.(2)热力学第一定律uqw中w和q的符号可以这样确定：只要此项改变对

17、内能增加有正贡献的即为正.(3)对热力学第二定律的理解:热量可以由低温物体传递到高温物体,也可以从单一热源吸收热量全部转化为功，但不引起其他变化是不可能的。易错起源2、固体、液体和气体例2(多选)下列说法正确的是（）a将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体b固体可以分为晶体和非晶体两类,有些晶体在不同方向上有不同的光学性质c由同种元素构成的固体,可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体d在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体,某些非晶体也可以转变为晶体e在熔化过程中,晶体要吸收热量,但温度保持不变，内能也保持不变【变式探究】下列说法正确的是()a液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离

18、,故液体表面存在张力b悬浮在液体中的固体小颗粒会不停地做无规则的运动，这种运动是分子热运动c把很多小的单晶体放在一起，就变成了非晶体d第二类永动机没有违反能量守恒定律e绝对零度不可达到【名师点睛】【锦囊妙计,战胜自我】1对晶体、非晶体特性的理解(1)只有单晶体，才可能具有各向异性。（2）各种晶体都具有固定熔点，晶体熔化时，温度不变，吸收的热量全部用于分子势能增加。(3）晶体与非晶体可以相互转化。(4）有些晶体属于同素异构体，如金刚石和石墨。2正确理解温度的微含义（1）温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大。(2）温度越高，物体分子动能总和增大，但物体的内能不一定越大.明白以上两

19、点，即可判断诊断卷第4题第（1）问的a选项。3对气体压强的理解(1)气体对容器壁的压强是气体分子频繁碰撞的结果,温度越高，气体分子密度越大，气体对容器壁因碰撞而产生的压强就越大。(2)地球表面大气压强可认为是大气重力产生的。易错起源3、气体实验定律和理想气体状态方程例3、如图所示,一固定的竖直气缸由一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞.已知大活塞的质量为m12.50 kg,横截面积为s180.0 cm2;小活塞的质量为m21.50 kg，横截面积为s240.0 cm2；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为l40。0 cm；气缸外大气的压强为p1。00105 pa，温度为t303 k.初始

20、时大活塞与大圆筒底部相距，两活塞间封闭气体的温度为t1495 k。现气缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移。忽略两活塞与气缸壁之间的摩擦，重力加速度大小g取10 m/s2。求：(1）在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，气缸内封闭气体的温度;（2)缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强。故缸内气体的压强不变.由盖吕萨克定律有联立式并代入题给数据得t2330 k(2）在大活塞与大圆筒底部刚接触时,被封闭气体的压强为p1。在此后与气缸外大气达到热平衡的过程中，被封闭气体的体积不变。设达到热平衡时被封闭气体的压强为p，由查理定律，有联立式并代入题给数据得p1。01105 pa.答案(1)

21、330 k(2)1。01105 pa【变式探究】如图所示，两端开口、粗细均匀的长直u形玻璃管内由两段水银柱封闭着长度为15 cm的空气柱,气体温度为300 k时,空气柱在u形管的左侧。 （1）若保持气体的温度不变，从左侧开口处缓慢地注入25 cm长的水银柱，管内的空气柱长为多少？(2)为了使空气柱的长度恢复到15 cm，且回到原位置,可以向u形管内再注入一些水银，并改变气体的温度,应从哪一侧注入长度为多少的水银柱？气体的温度变为多少？（大气压强p075 cmhg，图中标注的长度单位均为cm） （2)由水银柱的平衡条件可知需要向右侧注入25 cm长的水银柱才能使空气柱回到a、b之间,这时空气柱的

22、压强为:p3（7550）cmhg125 cmhg由查理定律，有：解得:t3375 k。答案(1)12.5 cm（2）从右侧注入25 cm长水银柱375 k【举一反三】一粗细均匀的j形玻璃管竖直放置，短臂端封闭，长臂端（足够长）开口向上，短臂内封有一定质量的理想气体，初始状态时管内各段长度如图甲所示，密闭气体的温度为27 ，大气压强为75 cmhg。求：(1)若沿长臂的管壁缓慢加入5 cm长的水银柱并与下方的水银合为一体，为使密闭气体保持原来的长度，应使气体的温度变为多少？(2)在第（1）问的情况下，再使玻璃管沿绕过o点的水平轴在竖直平面内逆时针转过180，稳定后密闭气体的长度为多少？（3)在图

23、乙所给的p 。t坐标系中画出以上两个过程中密闭气体的状态变化过程. （3)p348 cmhg,变化过程如图所示。答案(1)320 k（2）30 cm(3)见解析【名师点睛】【锦囊妙计，战胜自我】1压强的计算（1）被活塞、气缸封闭的气体，通常分析活塞或气缸的受力，应用平衡条件或牛顿第二定律求解。(2）被液柱封闭的气体压强，若分析液柱受力,应用平衡条件或牛顿第二定律求解，得出的压强单位为pa。2合理选取气体变化所遵循的规律列方程(1）若气体质量一定，p、v、t均发生变化，则选用理想气体状态方程列式求解。（2）若气体质量一定，p、v、t中有一个量不发生变化,则选用对应的实验定律列方程求解.由活塞、液

24、柱相联系的“两团气”问题,要注意寻找两团气之间的压强、体积或位移关系,列出辅助方程，最后联立求解。1 （1）下列说法中正确的是_。（填正确答案标号)a2时水已经结为冰，水分子停止了热运动b物体温度越高，物体内部分子热运动的平均动能越大c内能不同的物体，物体内部分子热运动的平均动能可能相同d一定质量的气体分子的平均速率增大，气体的压强可能减小e热平衡是指一个系统内部的状态不再改变时所处的状态（2）一定质量的理想气体经历了如图1所示的状态变化。图1 （）已知从a到b的过程中,气体对外放出600 j的热量，则从a到b，气体的内能变化了多少？ (）试判断气体在状态b、c的温度是否相同。如果知道气体在状

25、态c时的温度tc300 k,则气体在状态a时的温度为多少？解析(1）分子做永不停息的无规则热运动,a错误；物体温度越高，分子的平均动能就越大,物体的内能不同，但温度可能相同则物体分子热运动的平均动能相同,选项b、c正确；一定质量的气体分子的平均速率增大,气体分子温度升高，但压强与温度和体积均有关，若气体的体积也增大，则压强不一定增大，也可能减小,选项d正确；处于热平衡的系统温度保持不变，但是压强和体积等物理量可以改变,故e错误。答案（1)bcd（2)(）300 j（)1 200 k2 (1）下列说法正确的是_。（填正确答案标号)a布朗运动反映了组成固体小颗粒的分子的无规则运动b热量可以从低温物

26、体传递到高温物体c一定质量的理想气体，体积减小、温度不变时，气体的内能不变d温度降低,物体内分子运动的速率不一定都变小e随着科学技术的发展，人类终会制造出效率为100%的热机 (2)在一端封闭、内径均匀的光滑直玻璃管内，有一段长为l16 cm的水银柱封闭着一定质量的理想气体。当玻璃管水平放置达到平衡时如图2甲所示,被封闭气柱的长度l123 cm;当管口向上竖直放置时，如图乙所示，被封闭气柱的长度l219 cm。已知重力加速度g10 m/s2，不计温度的变化.求：图2 (）大气压强p0(用cmhg表示)； （）当玻璃管开口向上以a5 m/s2的加速度匀加速上升时，水银柱和玻璃管相对静止时被封闭气柱的长度。解析(2)(）由玻意耳定律可得：p0l1s(p0gl）l2s解得:p076 cmhg答案(1)bcd(2）()76 cmhg()17.48 cm3（1)下列说法中正确的是_。（填正确答案标号)a物体中分子热运动动能的总和等于物体的内能b橡胶无固定熔点,是非晶体c饱和汽压与分子密度有关，与温度无关d热机的效率总小于1e对于同一种气体，温度越高，分子平均动能越大 (2）如图3甲所示