【精选 详解】2012届高三物理名校试题汇编系列（第3期）专题12 分子动理论和气体（完成）

1、【精选+详解】2012届高三物理名校试题汇编系列（第3期）专题12 分子动理论和气体（完成）一、单项选择题1.（上海市金山区2012届高三第一学期期末考试）某物质的密度为，摩尔质量为，阿伏伽德罗常数为NA，则单位体积该物质中所含的分子个数为（ ）A.NA/ B.NA/ C.NA/ D.NA/1.D 解析：单个分子的质量为m=/NA，单位体积该物质中所含的分子个数为n=/m=NA/。本题答案为D。2（上海市徐汇区2012届高三第一学期期末考试物理试卷）分子甲和乙相距较远（此时它们的分子力近似为零），如果甲固定不动，乙逐渐向甲靠近越过平衡位置直到不能再靠近。在整个过程中（ ）A.先是乙克服分子力做

2、功，然后分子力对乙做正功B.先是分子力对乙做正功，然后乙克服分子力做功C.两分子间的斥力不断减小D.两分子间的引力不断减小2.B 解析：乙逐渐向甲靠近到达平衡位置的过程中，分子力表现为引力，分子力对乙做正功，然后越过平衡位置后，分子力表现为斥力，分子力对乙做负功，即乙克服分子力做功，所以选项A错误，B正确；分子间距逐渐减小时，两分子间的引力和斥力均逐渐增大，但是斥力变化得快，选项CD错误。本题答案为B。3（上海市嘉定区2012届高三上学期第一次质量调研物理试题）如图所示，用细线将一块玻璃板水平地悬挂在弹簧秤下端，并使玻璃板贴在水面上，然后缓慢提起弹簧秤，在玻璃板脱离水面的一瞬间，弹簧秤读数会突

3、然增大，主要原因是（ ）A水分子做无规则热运动 B玻璃板受到大气压力作用C水与玻璃间存在在万有引力作用 D水与玻璃间存在分子引力作用3.D 解析：在玻璃板脱离水面的一瞬间，玻璃杯表明分子与水分子间距较小，分子力表现为引力，这也正是弹簧秤读数会突然增大的原因。本题答案为D。4（上海市宝山区2012届高三第一学期期末质量监测物理试卷）如图所示，一定质量的理想气体沿图线从状态a，经状态b变化到状态c，在整个过程中，其体积（ ）ab··TpOc·A.逐渐增大 B.逐渐减小 C.先减小后增大 D.先增大后减小4.A 解析：在整个过程中，气体的温度逐渐升高，压强逐渐减小，根据

4、理想气体状态方程（常量）可知，其体积逐渐增大，选项A正确。本题答案为A。5（上海市静安区2012届高三第一学期期末质量检测试卷）如图所示，一定质量的空气被水银封闭在静置于竖直平面的U型玻璃管内，右管上端开口且足够长，右管内水银面比左管内水银面高h，能使h变小的是（ ）A.环境温度升高 B.大气压强升高 C.沿管壁向右管内加水银 D.U型玻璃管自由下落5.B 解析：若环境温度升高，气体温度也会升高，假设h不变，则气体压强p会增大，所以在大气压强p0不变的情况下，h将变大，选项A错误；若大气压强p0升高，假设h不变，则右管中高出的水银柱的合力竖直向下，所以，h将变小，选项B正确；C选项中，在往右管

5、加入水银的过程中，假设左管中气体体积不变（等容变化），沿管壁向右管内加水银后，封闭气体压强增大，体积减小，高度差增大，所以选项C错误；若U型玻璃管自由下落，管内水银处于完全失重状态，水银的“压强”消失，两侧气体压强一定相等，所以左管中气体压强减小，体积增大，高度差增大，选项D错误。本题答案为B。6.（上海市静安区2012届高三第一学期期末质量检测试卷）如图所示，为中学物理课上一种演示气体定律的有趣仪器哈勃瓶，它是一个底部开有圆孔，瓶颈很短的平底大烧瓶。在瓶内塞有一气球，气球的吹气口反扣在瓶口上，瓶底的圆孔上配有一个橡皮塞。在一次实验中，瓶内由气球和橡皮塞封闭一定质量的气体，在对气球缓慢吹气过程

6、中，当瓶内气体体积减小V时，压强增大20%。若使瓶内气体体积减小2V，则其压强增大（ ）6.D 解析：瓶内气体做等温变化，设初始状态，气体压强为p，体积为V，当瓶内气体体积减小2V时，气体压强大小为xp，则pV=1.2p（V-V）=xp（V-2V），可求得，x=1.5，所以，其压强增大50%。本题答案为D。7.（上海市金山区2012届高三第一学期期末考试）一定质量的理想气体发生状态变化时，其状态参量p、V、T的变化情况，不可能的是（ ）A.p、V、T都增大 B.p减小，V、T都增大 C.p、V、T都减小 D.T减小，p、V都增大7.D 解析：根据理想气体状态方程（常量）可知，选项ABC都有可能

7、，只有选项D不可能。本题答案为D。8（上海市徐汇区2012届高三第一学期期末考试物理试卷）一定质量的理想气体经历了ABC的三个变化过程，其压强随摄氏温度变化的p-t 图如图所示，A、B、C三个状态时气体的体积分别为VA、VB、VC，则通过图像可以判断它们的大小关系是（ ）A.VAVBVC.B.VAVBVC C.VAVBVC D.VAVBVC8.D 解析：设AB对应图象的斜率为k，则pA=ktA，pB=ktB，根据理想气体状态方程有即，所以，其中用到了tBtA，故VAVB；BC的过程是等温变化，满足pBVB=pCVC，又pCpB，所以VBVC。本题答案为D。9（上海市宝山区2012届高三第一学期

8、期末质量监测物理试卷）用隔板将一容器隔成A和B两部分，A中盛有一定量的气体，B为真空（如图所示），现把隔板抽去，A中的气体将自动充满整个容器（如图所示），这个过程称为气体的自由膨胀。则关于气体的自由膨胀下列说法中正确的是（ ）A.在自由膨胀过程中，所有气体分子的运动方向相同B.在自由膨胀过程中，只要把握好隔板插入的时机，全部气体就能到达B部分C.气体充满整个容器后，只要时间足够长，还能全部自动回到A部分D.气体充满整个容器后，B部分中的某些气体分子有可能再回到A部分9.D 解析：气体分子在永不停息地做无规则运动，在自由膨胀过程中也不例外，选项A错误；在自由膨胀过程中，气体分子将充满所能达到的空

9、间，即整个容器，选项B错误；热力学第二定律指出具有大量分子参与的宏观过程都具有方向性，所以选项C错误；气体充满整个容器后，气体分子朝各个方向运动的机会均等，所以B部分中的某些气体分子有可能再回到A部分，选项D正确。本题答案为D。注意：在自由膨胀过程中，气体不做功，绝热容器与外界不发生热传递，气体内能不变，温度不变。10.（上海市崇明县2012届高三第一学期期末测试）如图所示，两端开口的弯折的玻璃管竖直放置，三段竖直管内各有一段水银柱，两段空气封闭在三段水银柱之间，若左、右两管内水银柱长度分别为h1、h2，且水银柱均静止，则中间管内水银柱的长度为（）10.D 解析：右边空气段的气体压强为p右=p

10、0+gh2，左边空气段的气体压强为p左=p0-gh1，根据中间水银柱受力平衡可得，p右=p左+gh中，联立以上各式，可得：h中=h1+h2。本题答案为D。11.（四川省绵阳市2012届高三上学期期末诊断性考试理综卷）如图所示，活塞将一定质量的气体封闭在汽缸内，汽缸和活塞导热良好，活塞与汽缸壁之间无摩擦。活塞上方存有一定量的水，活塞静止，将一细管插入水中，由于虹吸现象，活塞上方水缓慢流出，在此过程中，外界的大气压强和温度保持不变，气体分子之间的作用力一直表现为引力，则汽虹内封闭的气体（ ）A.每个气体分子的动能都保持不变B.单位时间内，气体分子对活塞的冲量保持不变C.单位时间内，气体分子对活塞撞

11、击的次数减少D.气体分子之间的作用力减小，分子势能平均值减小11.C 解析：根据活塞的平衡条件可得，气体的压强为，又因为外界的大气压强p0不变，在活塞上方水缓慢流出的过程中，m逐渐减小，所以气体压强逐渐减小；因为温度保持不变，所以气体分子运动的平均动能不变，但不是每个气体分子的动能都保持不变，选项A错误；单位时间内，气体分子对活塞的总冲量等于气体对活塞竖直向上的压力，因为F=pS，S保持不变，气体的压强p减小，所以F减小，单位时间内，气体分子对活塞的总冲量减小，选项B错误；气体温度不变，而压强减小，气体的体积肯定增大，从微观角度，这说明单位时间内，气体分子对活塞撞击的次数减少，选项C正确；因为

12、此过程中，气体分子之间的作用力一直表现为引力，气体体积增大时，分子的间距逐渐增大，分子力做负功，分子势能增大，选项D错误。本题答案为C。注意：该过程中，气体对外做功，同时从外界吸收热量，而内能保持不变，所以气体对外界做功等于气体从外界吸收的热量。12.（上海市金山区2012届高三第一学期期末考试）如图所示，一定质量的空气被活塞封闭在竖直放置的导热气缸内，活塞的质量不可忽略，能使被封闭气体压强变大的原因是（ ）A.环境温度升高 B.气缸向上加速运动 C.气缸自由下落 D.将气缸开口向下放置12.B 解析：根据活塞的平衡条件可得，原来被密闭气体的压强为；若环境温度升高，而大气压强不变，根据活塞受力

13、平衡可得，气体压强仍然为，即气体做等压变化（温度升高时，气体体积增大，而压强不变），选项A正确；若气缸向上加速运动，则活塞的合力方向向上，可得，选项B正确；若气缸自由下落，则活塞的合外力等于其自身重力，可得，显然，被封闭气体压强变小，选项C错误；若将气缸开口向下放置，根据活塞受力平衡可得，气体压强，显然，被封闭气体压强变小，选项D错误。本题答案为B。二、多项选择题13（上海市徐汇区2012届高三第一学期期末考试物理试卷）如图所示为竖直放置的上粗下细的两端封闭的细管，水银柱将气体分隔成A、B两部分，初始温度相同。使A、B升高相同温度达到稳定后，A、B两部分气体压强变化量分别为DpA、DpB，对液

14、面压力的变化量分别为DFA、DFB，则（ ）A.水银柱向上移动了一段距离 B.无法判断水银柱移动方向 C.DpA=DpB D.DFADFB13.AD 解析：由于不知道水银柱的移动情况，不妨假设水银柱不动，这时上下两边的封闭气体均做等容变化，由查理定律可得，其中为常数，又初始状态满足pB=pA+gh，可见pBpA，因此pBpA，所以选项C错误；初始状态，水银柱受力平衡，所以pASA+mg=pBSB，升温后，水银柱受到的竖直向下的力为（1+k）pASA+mg，竖直向上的力为（1+k）pBSB，显然（1+k）pASA+mg（1+k）pASA+（1+k）mg=（1+k）pBSB，即合力竖直向上，所以D

15、FADFB，水银柱向上移动了一段距离，选项AD正确，B错误。本题答案为AD。14.（广东省阳江一中阳春一中2012届高三上学期联考理综卷）下列说法正确的是（ ）A布朗运动反映了液体或气体分子的无规则运动B交变电流的有效值是利用电流的热效应定义的C若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小D衰变所释放的电子来自原子核外14.AB 解析：布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，反映了反映了液体或气体分子的无规则运动，选项A正确；交变电流的有效值就是利用电流的热效应定义的，选项B正确；放射性物质的半衰期是由核内部的因素决定，跟物质的物理状态（如温度、压强等）或化学状态无关，选项C错误；衰变是核内的中子转化为质

16、子和电子，可见，衰变所释放的电子来自原子核内，选项D错误。本题答案为AB。15.（上海市崇明县2012届高三第一学期期末测试）一定质量的理想气体沿图示状态变化方向从状态a到状态b，到状态c再回到状态a三个状态的体积分别为Va、Vb、Vc，则它们的关系正确的是（）AVa=Vb BVa=Vc CVb=Vc DVc=Va15.BC 解析：根据图象和理想气体状态方程有，可得：Va=Vc，Vb=Vc。本题答案为BC。16（上海市宝山区2012届高三第一学期期末质量监测物理试卷）如图所示，在水平面上放置着一个密闭绝热的容器，容器内部有一个一定质量的活塞，活塞的上部封闭着理想气体，下部为真空，活塞与器壁的摩

17、擦忽略不计，置于真空中的轻弹簧的一端固定于容器的底部，另一端固定在活塞上，弹簧被压缩后用绳扎紧，此时弹簧的弹性势能为Ep（弹簧处于自然长度时弹性势能为零），现在绳突然断开，则下列说法中正确的是（ ）A.由于能量的转化与守恒，活塞将不停地振动起来B.容器内气体的温度将趋于一个定值C.活塞最终会停留在比原来较高的位置上D.活塞最终会停下来，Ep全部转化为其他能量16.BC 解析：以活塞为研究对象，设绳断开前的初态时气体压强为p1，活塞质量为m，截面积为S，末态时的压强为p2，初态时：F弹mg+p1S，由题意可得末态位置必须高于初态位置，否则不能平衡，则由U=Q+W和Q=0（绝热），W为正，U也必为

18、正，温度升高，内能增加，活塞重力势能增加；末态时，由力的平衡条件知：F弹=mg+p2S，仍然具有一定弹性势能。综上可知，绳突然断开后，弹簧推动活塞向上运动，经过多次往复运动后活塞静止，气体达到平衡态，整个过程中，弹簧的部分弹性转化为气体的内能和活塞的重力势能，所以选项AD错误，BC正确。本题答案为BC。三、非选择题17（上海市十校2012届高三12月份联考试卷）如图所示为0.5mol某种气体的pt图线，图中p0为标准大气压。则气体在标准状况下的体积是_ L，在B状态时的体积是_ L。17.11.2；14 解析：根据Vmol=22.4L/mol，可得0.5mol气体在标准状况下的体积是11.2L

19、；气体从0升温到127的过程中，p=k（273+t）=kTT，所以气体做等容变化，VA=11.2L；从AB，气体做等压变化，所以，即，可得VB=14L。18.（上海市静安区2012届高三第一学期期末质量检测试卷）如图所示，U形管右管内径为左管内径的倍，管内水银在左管内封闭了一段长为26cm、温度为280K的空气柱，左右两管水银面高度差为36cm，大气压为76 cmHg。现向右管缓补充水银，保持左管内气体的温度不变，当左管空气柱长度变为20cm时，左管内气体的压强为_cmHg；若给左管的气体加热，使管内气柱长度恢复到26cm，则管内气体的温度为_K。1852；427 解析：管内气体做等温变化，其

20、初始状态：p1=40 cmHg，V1=26S；末状态：p2=？，V2=20S；由p1V1=p2V2，代入数据，可得p2=52cmHg，即当左管空气柱长度变为20cm时，左管内气体的压强为52cmHg；当左管空气柱长度变为20cm时，左管内气体的压强为52cmHg，左右两管水银面高度差为76-52=24cm，若给左管的气体加热，使管内气柱长度恢复到26cm，则左管水银面下降6cm，右管水银面上升6S/2S=3cm，左右两管水银面高度差变为24-9=15cm，所以此时左管内气体的压强为76-15=61cmHg。根据以上分析，初态：p2=52cmHg，V2=20S，T2=280K；末态：p3=61c

21、mHg，V2=26S，T3=？；根据理想气体状态方程有：，代入数据，可得T3=427K。19.（云南省部分名校高2012届高三上学期期末统考）如图所示，一直立的气缸用一质量为m的活塞封闭一定量的理想气体，活塞横截面积为S，汽缸内壁光滑且缸壁是导热的开始活塞被固定，打开固定螺栓K，活塞上升，经过足够长时间后，活塞停在B点，则活塞停在B点时缸内封闭气体的压强为 ，在该过程中，缸内气体 （填“吸热”或“放热”）（设周围环境温度保持不变，已知AB=h，大气压强为p0，重力加速度为g）KAB19.；吸热 解析：活塞停在B点时，选取活塞为研究对象，根据平衡条件可知，此时，缸内气体的压强为；因为周围环境温度

22、保持不变，并且缸壁是导热的，所以在该过程中，缸内气体温度保持不变，气体内能也保持不变，又因为气体膨胀对外做功，根据热力学第一定律可知，气体肯定从外界吸热。20.（上海市嘉定区2012届高三上学期第一次质量调研物理试题）在温度为27时，一直径为0.3米的薄塑料球内气体压强为1.5×105Pa，大气压强为1.0×105Pa，由于球内外的压强差，使球面绷紧，球面上出现张力。则球面上每厘米长度所受张力为 _N，如果球面上每厘米长度只能承受50N的力，设球体积不变，当球内温度升高到_K时，球将破裂。21.（江苏省淮安市2012届高三上学期期末调研测试）铁的密度=7.8×10

23、3kg/m3、摩尔质量M=5.6×10-2kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6.0×1023mol-1。铁原子视为球体，估算铁原子的直径大小。（保留一位有效数字）21.解析：取1 mol的铁，则，其中m = n.M = 5.6×10-2kg，代入数据，可得：D =3×10-10m。22.（云南省部分名校高2012届高三上学期第二次期末统考）“水立方”国家游泳中心是北京为2008年夏季奥运会修建的主游泳馆水立方游泳馆共有8条泳道的国际标准比赛用游泳池，游泳池长50 m、宽25 m、水深3 m设水的摩尔质量为M=1.8×10-2kg/mol，试估算

24、该游泳池中水分子数。22. 解析：设水的密度为，游泳池中水的质量为m，阿伏加德罗常数为NA，游泳池中水的总体积为 V=50×25×3m3=3.75×103 m3，则游泳池中水的物质的量为n=mM=VM，所含的水分子数为N1=nNA=VNAM=1.0×103×3.75×103×6.02×1023（1.8×10-2）个=1.3×1032个。23（上海市徐汇区2012届高三第二次测试卷）气缸长L=1 m，固定在水平面上，气缸中有横截面积S=100 cm2的光滑活塞封闭了一定质量的理想气体，当温度t =27 ，大气压强p 0=1×10 5 Pa时，气柱长L0=0.4 m。现缓慢拉动活塞，拉力最大值F=500N，求：（1）温度保持不变，能否将活塞从气缸中拉出？（2）要使活塞从气缸中拉出，气缸中气体温度至少应多少？23.解析：（1）初始状态即温度t =27 时，L1=L0=0.4 m，p 1=p 0=1×10 5 Pa，T1=300K；设L有足够长，F达最大值时活塞仍在气缸内，设此时气柱长L2，气体压强p2，根据活塞受力平衡可得p2S+F=p0S，代入数据解得：p2=0.5×10 5