专题13 分子动理论 气体及热力学定律【练】原卷版

1、第六部分选修系列专题13分子动理论气体及热力学定律【练】夯实基础1（2020武汉模拟）若以V表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，p表示在标准状态下水蒸气的密度，M表示水的摩尔质量，M0表示一个水分子的质量；V0表示一个水分子的体积，NA表示阿伏加德罗常数，则下列关系式中正确的是（）A.VPMCMo-NaMENam0D.pNVNAV0（2020衡水金卷模拟）下列说法正确的是（）在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关脱脂棉脱脂的目的在于使它从不被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体在空

2、间站完全失重的环境下，水滴能收缩成标准的球形是因为液体表面张力的作用在一定温度下，当人们感到潮湿时，水蒸发慢，空气的绝对湿度一定较大（2020宁波质检）两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0。相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是（）在rr0阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小在r=r0时，分子势能最小，动能最大在r=r0时，分子势能为零分子动能和势能之和在整个过程中不变（2020-湖南邵阳二模）下列对饱和汽、未饱和汽、饱和汽压以及湿度的认识，正确的是（）液体的饱和汽压只与

3、液体的性质和温度有关，而与体积无关增大压强一定可以使未饱和汽变成饱和汽降低温度一定可以使未饱和汽变成饱和汽D空气中所含水蒸气的压强越大，空气的绝对湿度越大E.干湿泡湿度计的干、湿两支温度计的示数差越小，空气的相对湿度越大（2020河北唐山模拟）对于一定质量的理想气体，下列论述正确的是（）若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强一定变大若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强可能不变若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数一定增加若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数可能不变若气体体积减小，温度升高，单位时间内分子对器壁的撞击次数增多，平均撞击力增大，因

4、此压强增大（2020河北唐山模拟）下列关于热力学第二定律的说法中正确的是（）所有符合能量守恒定律的宏观过程都能真的发生一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的机械能可以全部转化为内能，但内能无法全部用来做功而转化成机械能D气体向真空的自由膨胀是可逆的E.热运动的宏观过程有一定的方向性（2020辽宁葫芦岛市第一次模拟）回热式制冷机是一种深低温设备，制冷极限约50K.某台回热式制冷机工作时，一定质量的氦气（可视为理想气体）缓慢经历如图9所示的四个过程，已知状态A和B的温度均为27，状态C和D的温度均为一133，下列判断正确的是（）气体由状态B到C过程，内能保持不变气体由状态C到D过程，分子间的平

5、均间距减小气体由状态C到D过程，气体对外做功气体由状态D到A过程，其热力学温度与压强成正比8（2020开封高三冲刺）如图所示，一绝热容器被隔板K隔开成a、b两部分。已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空，抽开隔板K后，a内气体进入b,最终达到平衡状态。在此过程中（）KQb气体对外界做功，内能减少B气体不做功，内能不变气体压强变小，温度不变气体压强变大，温度不变单位时间内撞击容器壁的分子数减少9.（2020河北保定一模）关于布朗运动，下列说法正确的是（）布朗运动是液体中悬浮微粒的无规则运动液体温度越高，液体中悬浮微粒的布朗运动越剧烈在液体中的悬浮颗粒只要大于某一尺寸，都会发生布朗运动液体中悬浮微

6、粒的布朗运动是液体分子永不停息地做无规则运动液体中悬浮微粒的布朗运动是液体分子对它的撞击作用不平衡所引起的10.（2020衡水联考）对于物质固体、液体、气体的认识，下列说法正确的是（）液晶具有晶体光学的各向异性绝对湿度的单位是Pa,相对湿度没有单位液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的，非晶体是各向同性的液体的饱和汽压与温度有关，温度越高饱和汽压越大，但饱和汽压与饱和汽的体积无关11（2020哈尔滨六中二次模拟）如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A。其中，A-B和C-D为等温过程，B-C和D-A为绝热过程（气体与外界无

7、热量交换）。这就是著名的“卡诺循环”。该循环过程中，下列说法正确的是（）AB过程中，气体对外界做功BC过程中，气体分子的平均动能增大C-D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多CD过程中，气体放热D-A过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化12（2020石家庄模拟）在“用油膜法估测分子大小”的实验中，已知油酸的摩尔质量M=0.3kgmol-1，密度p=0.9x103kgm-3,则油酸的分子直径约为m。将2cm3的油酸溶于酒精，制成400cm3的油酸酒精溶液，已知2cm3溶液有100滴，则1滴油酸酒精溶液滴到水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成的最大面积约为m2。（取Na=6x10

8、23mol-1,结果保留1位有效数字）1.（2020辽宁省大连市第二次模拟）一定质量的理想气体，状态从A-B-C-D-A的变化过程可用如图所示的pV图线描述，其中DfA为等温线，气体在状态A时温度为Ta=300K,求:气体在状态C时温度TC；若气体在AB过程中吸热1000J,则在AB过程中气体内能如何变化？变化了多少?(2020衡水中学模拟)如图所示，内壁光滑、足够高的圆柱形汽缸竖直放置，内有一质量为加的活塞封闭一定质量的理想气体。已知活塞横截面积为S,外界大气压强为p0,缸内气体温度为珀。现对汽缸内气体缓慢加热，使气体体积由V增大到该过程中气体吸收的热量为Q，停止加热并保持体积V2不变，使其

9、降温到珀，已知重力加速度为g,求：(1)停止加热时缸内气体的温度；(2)降温过程中气体放出的热量。（2020河北三市联考）如图所示，一连通器与贮有水银的瓶M用软管相连，连通器的两直管A和B竖直放置,两管粗细相同且上端封闭，直管A和B内充有水银，当气体的温度为T0时，水银面的高度差h=10cm,两管空气柱长均为h1=10cm，A管中气体的压强P=20cmHg.现使两管中的气体的温度都升高到2.4T。，同时调节M的高度，使B管中的水银面的高度不变，求流入A管的水银柱的长度.（2020潍坊模拟）如图所示在绝热汽缸内，有一绝热轻活塞封闭一定质量的气体，开始时缸内气体温度为27口，封闭气柱长9cm，活塞

10、横截面积5=50cm2。现通过汽缸底部电阻丝给气体加热一段时间。此过程中气体吸热22J,稳定后气体温度变为127。已知大气压强等于105Pa，求：（1）加热后活塞到汽缸底端的距离；（2）此过程中气体内能改变了多少（2020大理模拟）竖直放置的一粗细均匀的U形细玻璃管中，两臂分别灌有水银，水平部分有一空气柱，各部分长度如图所示，单位为cm。现将管的右端封闭，从左管口缓慢倒入水银，恰好使水平部分右端的水银全部进入右管中。已知大气压强p0=75cmHg,环境温度不变，左管足够长。求:此时右管封闭气体的压强；左管中需要倒入水银柱的长度6.(2020潍坊市高三第一次模拟)有一粗细均匀、上端开口下端封闭的

11、玻璃管，其总长为厶=31.00cm。现用水银柱在管内封闭一段空气柱，如图甲所示，当管处于竖直状态时水银柱恰好与管口相平，测得水银柱长度为21.00cm。现将玻璃管在竖直平面内缓慢倒转180使管口朝下，待管内水银柱稳定后测得管内水银柱的长度为15.00cm,如图乙所示。接着又将玻璃管缓慢倒转回原来的位置(图甲所示位置)。设外界温度为300K,外界大气压强保持不变，玻璃管倒转过程中不漏气。求大气压强和玻璃管回到原来的位置时管内空气柱的长度；现对回到原来位置的玻璃管底部加热，求当管内封闭气体的温度为多少时，管内的水银柱又会与管口恰好相平。3LOOcm15.00cm甲乙7.（2020河南开封一模）某农

12、用喷雾装置简化图如图所示，按下左侧活塞，能够把体积AV=2.22L的空气，经进气管压入密闭水桶内，进气管体积忽略不计。开始时桶内气体的体积V=8L，出水管竖直部分内外液面相平,出水口与大气相通且与桶内水面的高度差h=0.20m。出水管内水的体积忽略不计，水桶的横截面积S=0.1m2。已知水的密度Q=1.0 xl03kg/m3,外界大气压强#0=1.0 x105Pa，取重力加速度大小g=10m/s2,整个过程中气体可视为理想气体，温度保持不变。现将活塞按下压入空气，求出水口流出水的体积。8.（2020福建三明市期末质量检测）一同学制造了一个便携气压千斤顶，其结构如图所示，直立圆筒型密闭气缸导热良

13、好，长度为厶，活塞（厚度不计）面积为S，活塞通过连杆与上方的顶托相连接，连杆长度大于厶，在气缸内距缸底卡处有固定限位装置力5以避免活塞运动到缸底。初始时活塞位于气缸顶端，气缸内封闭有一定质量的压强为p的理想气体，现将重力为3pS的物体放在顶托上，已知大气压强为p,活塞、连杆及顶托重力忽略不计，求：（1）稳定后活塞下降的高度；（2）为使重物升高到原位置，需用气泵加入多大体积的压强为p的气体。（2020福州调研）如图所示，开口向上竖直放置的横截面积为10cm2的汽缸内有a、两个质量忽略不计的活塞，两个活塞把汽缸内的气体分割为两个独立的部分A和B，A的长度为30cm，B的长度是A长度的一半，汽缸和b

14、活塞都是绝热的，活塞a导热性能良好，与活塞b和汽缸底部相连的轻弹簧劲度系数为100N/m,B部分下端有与电源相连的电热丝。初始状态A、B两部分气体的温度均为27口，弹簧处于原长，活塞a刚好与汽缸口相齐平，开关S断开。若在活塞a上放上一个2kg的重物，则活塞a下降一段距离后静止（已知外界大气压强为p0=lxl5Pa,重力加速度取g=10m/s2）。求：（1）稳定后A部分气柱的长度。(2)合上开关S,对气体B进行加热，可以使a上升再次与汽缸口齐平，则此时气体B的温度为多少?一定质量的理想气体被活塞封闭在水平放置的汽缸内，如图所示。活塞的质量m=20kg,横截面积5=100cm2,活塞可沿汽缸壁无摩

15、擦滑动但不漏气，开始使汽缸水平放置，活塞与汽缸底的距离L=12cm,离汽缸口的距离L2=3cm。汽缸内气体的初始温度为27口，大气压强为1.0 x105Pa,将汽缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，待稳定后对缸内气体逐渐加热，使活塞上表面刚好与汽缸口相平，已知g=10m/s2,求：此时气体的温度为多少；在对缸内气体加热的过程中，气体膨胀对外做功，同时吸收2=370J的热量，则气体增加的内能AU多大?在“用油膜法估测油酸分子直径”的实验中，某同学按如下操作：在量筒中滴入一滴已配制好的油酸酒精溶液，测出其体积在装有水、撒适量痱子粉的浅盘中滴入一滴已配制好的溶液，使薄膜形状稳定将玻璃板放在浅盘上，将油膜

16、形状描绘在玻璃板上d将玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸体积和面积计算出油酸分子的直径TOC o 1-5 h z（1）其中有操作错误的步骤是。（2）已知油酸酒精溶液中油酸体积所占比例为k,N滴油酸溶液体积为V,一滴油酸溶液形成油膜的面积为S,则油酸分子的直径为。12（2020甘肃兰州期末）在“用油膜法估测分子大小”的实验中，现有油酸和酒精体积比为nDm配制好的油酸酒精溶液置于容器中，还有一个盛约2cm深水的浅盘，一支滴管，一个量筒。请补充下述实验步骤：（1）。（需测量的物理量用字母表示）（2）用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘，等油酸薄膜稳定后，将薄膜轮廓描绘在坐标纸上，如图所示，

17、则油膜面积为（已知坐标纸上每个小方格面积为S,求油膜面积时，半个以上方格面积记为S，不足半个舍去）。（3）估算油酸分子直径的表达式为d=三、练高考1.（2020全国卷口）（1）（5分）分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示时,F=0。分子间势能由r决定，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零。若一分子固定于原点O,另一分子从距O点很远处向O点运动,在两分子间距减小到r2的过程中，势能（填“减小”“不变”或“增大”）；在间距由r2减小到r1的过程中，势能（填“减小”“不变”或“增大”）；在间距等于r1处，势能（填“大于”“等于”或“小于”）零。（2）（10分）甲、乙两个储气罐储存有同种气体（可

18、视为理想气体）。甲罐的容积为V,罐中气体的压强为p；乙罐的容积为27,罐中气体的压强为如。现通过连接两罐的细管把甲罐中的部分气体调配到乙罐中去，两罐中气体温度相同且在调配过程中保持不变，调配后两罐中气体的压强相等。求调配后（口）两罐中气体的压强；（口）甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比。2（2020全国卷口）（1）下列关于能量转换过程的叙述，违背热力学第一定律的有，不违背热力学第一定律、但违背热力学第二定律的有。（填正确答案标号）汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热冷水倒入保温杯后，冷水和杯子的温度都变得更低某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功，而不产生其他影响冰箱的制

19、冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内（2）（10分）潜水钟是一种水下救生设备，它是一个底部开口、上部封闭的容器，外形与钟相似。潜水钟在水下时其内部上方空间里存有空气，以满足潜水员水下避险的需要。为计算方便，将潜水钟简化为截面积为S、高度为h、开口向下的圆筒；工作母船将潜水钟由水面上方开口向下吊放至深度为H的水下，如图所示。已知水的密度为,重力加速度大小为g,大气压强为p0，HUh，忽略温度的变化和水密度随深度的变化。（口）求进入圆筒内水的高度1;（口）保持H不变，压入空气使筒内的水全部排出，求压入的空气在其压强为p0时的体积。（2020全国卷口）（1）如图，一开口向上的导热汽

20、缸内，用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。现用外力作用在活塞上，使其缓慢下降。环境温度保持不变，系统始终处于平衡状态。在活塞下降过程中。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）（）气体压强逐渐增大，内能不变气体压强逐渐增大，放出热量D外界对气体做功，气体内能不变E外界对气体做功，气体吸收热量（2）（10分）如图，两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H=18cm的U型管，左管上端封闭，右管上端开口。右管中有高h=4cm的水银柱，水银柱上表面离管口的距离1=12cm。管底水平段的体积可忽略。环境温度为珀=283K,大气压

21、强p0=76cmHg。（口）现从右侧端口缓慢注入水银（与原水银柱之间无气隙），恰好使水银柱下端到达右管底部。此时水银柱的高度为多少？（口）再将左管中密封气体缓慢加热，使水银柱上表面恰与右管口平齐，此时密封气体的温度为多少?（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（填“高于”“低于”或“等于”）外界温度，容器中空气的密度（填“大于”“小于”或“等于”）外界空气的密度。（2）热等静压设备广泛应用于材料加工中。该设备工作时，

22、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0.13m3，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3.2x10-2m3，使用前瓶中气体压强为1.5x107Pa，使用后瓶中剩余气体压强为2.0 x106Pa；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1227，求此时炉腔中气体的压强。（2019全国卷口）如pV图所示，1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状

23、态，对应的温度分别是TT2、T3。用N、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数，则N1N2，T1T3，N2N3。（填“大于”“小于”或“等于”）（2）如图，一容器由横截面积分别为2S和S的两个汽缸连通而成，容器平放在水平地面上，汽缸内壁光滑。整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分，分别充有氢气、空气和氮气。平衡时，氮气的压强和体积分别为P0和V），氢气的体积为2乙，空气的压强为P。现缓慢地将中部的空气全部抽出，抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变，活塞没有到达两汽缸的连接处，求抽气前氢气的压强；抽气后氢气的压强和体积。（2019全国卷）（1）用油膜

24、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。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。为得到油酸分子的直径，还需测量的物理量是。(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2.0cm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2.0cm。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76cmHg，环境温度为296K。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。(2018全国卷

25、口)(1)(多选)如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程口、口、口、到达状态e。对此气体，下列说法正确的是。过程中气体的压强逐渐减小过程中气体对外界做正功过程中气体从外界吸收了热量状态c、d的内能相等状态d的压强比状态b的压强小(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V体积减小了6。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

26、为g。求流入汽缸内液体的质量。8.（2017全国卷口1）（多选）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。图中两条曲线下面积相等图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形图中实线对应于氧气分子在100时的情形图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目与0时相比，100时氧气分子速率出现在0400m/s区间内的分子数占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