高考物理二轮专题复习能力提升演练：专题7 分子动理论 气体及热力学定律(无答案)

训练15分子动理论气体及热力学定律1．(8分)(多选)如图所示是氧气在0℃和100℃两种不同情况下，各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系．由图可知()A．100℃的氧气速率大的分子比例较多B．0℃时对应的具有最大比例的速率区间的峰值速率较大C．0℃和100℃氧气分子速率都呈现“中间多，两头少”的分布特点D．在0℃时，部分分子速率比较大，说明内部有温度较高的区域E．在0℃和100℃两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积相等解析：由题图可知，温度为100℃的氧气速率大的分子所占比例较多，选项A 对；具有最大比例的速率区间是指曲线峰值附近对应的速率，显然，100℃时对应的峰值速率大，选项B错；同一温度下，气体分子速率分布总呈“中间多，两头少”的分布特点，即速率处中等的分子所占比例最大，速率特大特小的分子所占比例均比较小，选项C对；温度升高时，速率大的分子数比例较大，在0℃时，部分分子速率较大，不能说明内部有温度较高的区域，选项D错；在0℃和100℃两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于1，即相等，选项E对．答案：ACE2．(8分)(多选)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p—T图象如图所示．下列判断正确的是()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D．a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小E．b和c两个状态中，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解析：过程ab中，理想气体做等容变化，温度升高，理想气体的内能增大，气体一定吸热，选项A正确；过程bc中，理想气体做等温变化，压强减小，容器壁单位面积单位时间内受到分子撞击的次数减小，选项E正确；而体积变大，气体对外做功，气体一定吸热，选项B错误；过程ca中，理想气体的压强不变，温度降低，内能减小，体积减小，外界对气体做功，气体对外放出的热量大于外界对气体做的功，选项C错误；根据上述三个过程可知：在a、b、c三个状态中，状态a的温度最低，根据温度是分子平均动能的标志，其分子的平均动能最小，选项D 正确．答案：ADE3．(8分)(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V 0，则阿伏加德罗常数可表示为N A ＝V V 0解析：气体放出热量，若外界对气体做功，温度升高，其分子的平均动能增大，故A 正确；布朗运动不是液体分子的运动，但它可以说明液体分子在永不停息地做无规则运动，故B 正确；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，故C 正确；第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律，故D 错误；某固体或液体的摩尔体积为V ，每个分子的体积为V 0，则阿伏加德罗常数可表示为N A ＝V V 0，而对气体此式不成立，故E 错误． 答案：ABC4．(20分)(1)(多选)重庆出租车常以天然气作为燃料，加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中，若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐内气体(可视为理想气体)( )A ．压强增大，内能减小B ．吸收热量，内能增大C ．压强变大，分子平均动能增大D ．对外做功，分子平均动能减小E ．对外不做功，分子平均动能增大(2)“拔火罐”是一种中医疗法，为了探究“火罐”的“吸力”，某人设计了如图实验．圆柱状汽缸(横截面积为S )被固定在铁架台上，轻质活塞通过细线与重物m 相连，将一团燃烧的轻质酒精棉球从缸底的开关K 处扔到汽缸内，酒精棉球熄灭时(设此时缸内温度为t ℃)密闭开关K ，此时活塞下的细线刚好拉直且拉力为零，而这时活塞距缸底为L .由于汽缸传热良好，重物被吸起，最后重物稳定在距地面L 10处．已知环境温度为27℃不变，mg S 与16大气压强相当，汽缸内的气体可看做理想气体，求t 值．解析：(1)储气罐内气体体积及质量均不变，温度升高，气体从外界吸收热量，分子平均动能增大，内能增大，压强变大．因气体体积不变，故外界对气体不做功，B 、C 、E 正确．内径均匀的细玻璃管开口向上竖直放置，管内水银柱的封闭气体的长度为10 cm，温度为把玻璃管在竖直平面内缓慢转至开口竖直向下，这时留在管内的水银柱长为再对管内气体加热，均为等温变化，则T B＝300 K＝P D V D T D可视为理想气体)，活塞与汽缸间无摩擦且不漏通过左侧竖直的细绳与活塞相连．当环境温度为现使环境温度缓慢降为当活塞再次平衡时，活塞离缸底的高度是多少？。

2023届高考物理二轮复习卷：分子动理论一、单选题1．（2分）下列说法正确的是（）A．不同温度下水的汽化热都相同B．游禽用嘴把油脂涂到羽毛上，使水能浸润羽毛C．扩散现象中，分子一定只能从密度较大的区域向密度较小的区域扩散D．夏天穿纯棉衣服比较舒服，是因为在棉纤维的内部有许多细小的孔道起到了毛细管的作用，便于排汗透气2．（2分）新型冠状病毒肆虐全球，重要原因就是它依靠呼吸道飞沫传播。

从患者口中呼出的含病毒飞沫微粒在空气分子不平衡的碰撞下杂乱无章的运动。

下列关于含病毒飞沫微粒运动的说法正确的是（）A．环境温度越低，飞沫微粒的运动越明显B．飞沫微粒越大，其运动越明显C．飞沫微粒能长时间悬浮在空气中是因为空气浮力的作用D．飞沫微粒的运动是布朗运动3．（2分）下列关于分子动理论的说法正确的是（）A．布朗运动就是水分子的运动B．分子间距增大时，分子间引力和斥力都减小C．物体的温度升高时，每个分子的动能都增大D．大风天气尘土飞扬属于扩散现象二、多选题4．（3分）下列说法正确的是（）A．当分子间距离增大时、分子间引力增大，斥力减小B．布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动，能够反映液体分子的无规则运动C．已知阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可算出分子的体积D．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E．一定质量的理想气体经等温压缩后，其内能一定不增大5．（3分）下列有关热现象的说法中，正确的是（）A．两个接触在一起的固体间不可能发生扩散现象B．无论今后科技发展到什么程度，都不可能达到绝对零度C ．布朗运动指的是悬浮在液体里的花粉中的分子运动D ．在绝热过程中，外界对气体做功，气体的内能一定增加E ．相同温度下，空气中的氮气和氧气的分子平均动能相同6．（3分）以下说法正确的是（ ）A ．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，仅与单位体积内的分子数有关B ．用a mL 的纯油酸配制成b mL 的油酸酒精溶液，则每1mL 此溶液中含有油酸a b mLC ．显微镜下观察到墨水中的小碳粒在不停地做无规则运动，这反映了碳分子运动的无规则性D ．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在表面张力E ．体积可变的绝热密闭容器中一定质量的气体体积增大，其内能一定减少7．（3分）关于热现象，下列说法正确的是（ ）A ．所有晶体都有固定的熔点和各向异性B ．自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性C ．液晶既有液体的流动性，又有晶体的各向异性D ．两个邻近的分子之间同时存在着引力和斥力它们都随分子间距离的增大而减小E ．扩散现象能证明分子间有间隙，但不能证明分子总是在永不停息地做无规则运动8．（3分）下列说法正确的是（ ）A ．单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点B ．气球的体积增大时，气球内气体温度可能降低C ．喷洒消毒药水时，一段时间后远处也能闻到消毒药水的味道，这属于扩散现象D ．水的温度越高，悬浮在水中的花粉颗粒运动越缓慢E ．浸润液体和不浸润液体都有可能发生毛细现象9．（3分）下列说法正确的是 （ ）A ．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的B ．液体表面张力与浸润现象都是分子力作用的表现C ．气体的温度升高时，气体分子的平均动能一定增大D ．分子间引力和斥力都是随着分子间距离的减小而增大E ．两个分子在相互靠近的过程中，它们之间的分子势能一定减小10．（3分）下列说法中正确的是（ ）A ．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生B ．分子热运动越剧烈，物体内每个分子的动能越大C．分子间的引力和斥力是同时存在的，都随距离的增大而减小D．扫地时，在阳光照射下，看到尘埃飞舞，这是尘埃在做布朗运动E．空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示11．（3分）下列说法正确的是（）A．布朗运动是液体分子的无规则运动B．在合适的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体C．相互间达到热平衡的两物体的内能一定相等D．一定质量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加E．下雨时发现，雨水流过车窗时留有水迹，说明水对玻璃是浸润的12．（3分）关于热学现象和热学规律，下列说法正确的是（）A．布朗运动就是液体分子的热运动B．用滴管滴液滴，滴出的液滴总是呈球形，这是液体表面张力的缘故C．凡是具有规则的几何形状的物体必定是晶体D．用活塞压缩汽缸里的气体，外界对气体做功2.0×105J，气体的内能增加1.5×105J，则气体对外界放热0.5×105JE．第一类永动机不可能制成是因为它违背了能量守恒定律13．（3分）下列说法正确的是（）A．分子间作用力表现为引力时，随着分子势能增大，分子间作用力可能先增大后减小B．相对湿度指的是同一温度时，水的饱和汽压与空气中水蒸气的压强之比，人们感觉天气干燥时，主要原因在于相对湿度小C．一切自发过程总是沿分子热运动无序性增大的方向进行，体现热力学第二定律的微观意义D．一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，气体对外做功一定是吸热过程E．布朗运动不是液体分子运动，是悬浮微粒分子运动，温度越高，布朗运动越明显14．（3分）下列说法正确的是（）A．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生B．热量不可能从低温物体传到高温物体C．一定质量的某种理想气体在等压膨胀的过程中，内能一定增加D．布朗运动是液体分子对液体中悬浮微粒的撞击作用不平衡的结果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N A=V Vo 15．（3分）下列说法正确的是（）A．温度是分子热运动的平均动能的标志B．两个分子靠近时，分子势能减小C．气体压强主要是大量气体分子频繁地碰撞容器壁而产生的D．一定量的100℃的水变成100℃水的蒸气，其分子势能增大E．处于热平衡状态的两个系统，它们具有相同热学性质的物理量是内能答案解析部分1．【答案】D【知识点】饱和汽及物态变化中能量；扩散现象【解析】【解答】A．不同温度下水的汽化热不同，A不符合题意；B．游禽用嘴把油脂涂到羽毛上，使水不能浸润羽毛，B不符合题意；C．在扩散过程中，迁移的分子不是单一方向的，只是密度大的区域向密度小的区城迁移的分子数，多于密度小的区域向密度大的区域迁移的分子数，C不符合题意；D．夏天穿纯棉衣服比较舒服，是因为在棉纤维的内部有许多细小的孔道起到了毛细管的作用，便于排汗透气。

第1讲 分子动理论、气体及热力学定律[限训练·通高考] 科学设题 拿下高考高分(45分钟)1．(1)(2018·陕西汉中高三一模)以下说法正确的是________．A ．晶体一定具有规则的形状且有各向异性的特征B ．液体的分子势能与液体的体积有关C ．水的饱和汽压随温度变化而变化D ．组成固体、液体、气体的物质分子依照一定的规律在空间整齐地排列成“空间点阵”E ．分子质量不同的两种气体，温度相同时，其分子的平均动能一定相同(2)如图，用质量m ＝1 kg 的绝热活塞在绝热汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间摩擦力忽略不计，开始时活塞距离汽缸底部的高度h 1＝0.5 m ，气体的温度t 1＝27 ℃.现用汽缸内一电热丝(未画出)给气体缓慢加热，加热至t 2＝267 ℃，活塞缓慢上升到距离汽缸底某一高度h 2处，此过程中被封闭气体增加的内能增加ΔU ＝400 J ．已知大气压强p 0＝1.0×105 Pa ，重力加速度g 取10 m/s 2，活塞横截面积S ＝5.0×10－4 m 2，求：①初始时汽缸内气体的压强p 1和缓慢加热后活塞距离汽缸底部的高度h 2； ②此过程中汽缸内气体吸收的热量Q .解析：(1)单晶体一定具有规则的形状，且有各向异性的特征，而多晶体的物理性质表现为各向同性，选项A 错误；分子势能的产生是由于分子间存在作用力，微观上分子间距离的变化引起宏观上体积的变化，分子间作用力变化，分子势能才变化，选项B 正确；水的饱和汽压随温度的变化而变化，温度越高，饱和汽压越大，选项C 正确；只有晶体的分子依照一定的规律在空间整齐地排列成“空间点阵”，选项D 错误；温度是分子平均动能的标志，分子质量不同的两种气体，温度相同时，其分子的平均动能一定相同，选项E 正确．(2)①开始时，活塞受力平衡，有p 0S ＋mg ＝p 1S解得p 1＝p 0＋mg S ＝1.2×105 Pa气体做等压变化，根据盖—吕萨克定律可得h1ST1＝h2ST2解得h2＝0.9 m②气体在膨胀过程中外界对气体做功为W＝－p1ΔV＝－1.2×105×(0.9－0.5)×5×10－4 J＝－24 J由热力学第一定律ΔU＝W＋Q解得Q＝ΔU－W＝400 J－(－24)J＝424 J答案：(1)BCE(2)①0.9 m②424 J2.(1)一定质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p-T图象如图所示．下列判断正确的是________．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D．a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小E．b和c两个状态中，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)一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形汽缸内．汽缸壁导热良好，活塞可沿汽缸壁无摩擦地滑动．开始时气体压强为p，活塞下表面相对于汽缸底部的高度为h，外界的温度为T0.现取质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完时，活塞下降了h4.若此后外界的温度变为T，求重新达到平衡后气体的体积．已知外界大气的压强始终保持不变，重力加速度大小为g.解析：(1)因为pVT＝C，从图中可以看出，a→b过程pT不变，则体积V不变，因此a→b过程外力做功W＝0，气体温度升高，则ΔU＞0，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知Q＞0，即气体吸收热量，A正确；b→c过程气体温度不变，ΔU＝0，但气体压强减小，由pVT＝C知V增大，气体对外做功，W＜0，由ΔU＝Q＋W可知Q＞0，即气体吸收热量，B错误；c→a过程气体压强不变，温度降低，则ΔU＜0，由pVT＝C知V减小，外界对气体做功，W＞0，由ΔU＝W＋Q可知|W |＜|Q |，C 错误；状态a 温度最低，而温度是分子平均动能的标志，D 正确；b →c 过程体积增大了，容器内分子数密度减小，温度不变，分子平均动能不变，因此容器壁单位面积单位时间受到分子撞击的次数减少了，E 正确．(2)设汽缸的横截面积为S ，沙子倒在活塞上后，对气体产生的压强为Δp ，由玻意耳定律得phS ＝(p ＋Δp )(h －14h )S ①解得Δp ＝13p ②外界的温度变为T 后，设活塞距底面的高度为h ′.根据盖—吕萨克定律得－14T0＝h′S T ③解得h ′＝3T 4T0h ④据题意可得Δp ＝mg S ⑤气体最后的体积为V ＝Sh ′⑥联立②④⑤⑥式得V ＝9mghT 4pT0.答案：(1)ADE (2)9mghT 4pT03．(1)关于固体、液体和气体，下列说法正确的是________．A ．固体中的分子是静止的，液体、气体中的分子是运动的B ．液体表面层中分子间的相互作用力表现为引力C ．液体的蒸发现象在任何温度下都能发生D ．汽化现象是液体分子间因相互排斥而发生的E ．在有的物态变化中虽然物质吸收热量但温度却不升高(2)如图所示，一粗细均匀的U 形管竖直放置，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 l ＝10.0 cm ，B 侧水银面比A 侧的高h ＝3.0 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h 1＝10.0 cm 时将开关K 关闭．已知大气压强p 0＝75.0 cmHg.①求放出部分水银后，A侧空气柱的长度；②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．解析：(1)无论固体、液体还是气体，其内部分子都在永不停息地做无规则运动，A错误；当分子间距离为r0时，分子间的引力和斥力相等，液体表面层的分子比较稀疏，分子间距离大于r0，所以分子间作用力表现为引力，B正确；蒸发只发生在液体表面，在任何温度下都能发生，C正确；汽化是物质从液态变成气态的过程，汽化分为蒸发和沸腾两种情况，不是分子间的相互排斥产生的，D错误；冰在熔化过程中吸收热量但温度不升高，E正确．(2)①以cmHg为压强单位．设A侧空气柱长度l＝10.0 cm时的压强为p；当两侧水银面的高度差为h1＝10.0 cm时，空气柱的长度为l1，压强为p1.由玻意耳定律得pl＝p1l1①由力学平衡条件得p＝p0＋h②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p1＝p0－h1③联立①②③式，并代入题给数据得l1＝12.0 cm④②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pl＝p2l2⑤由力学平衡条件有p2＝p0⑥联立②⑤⑥式，并代入题给数据得l2＝10.4 cm⑦设注入的水银在管内的长度为Δh，依题意得Δh＝2(l1－l2)＋h1⑧联立④⑦⑧式，并代入题给数据得Δh＝13.2 cm.答案：(1)BCE(2)①12.0 cm②13.2 cm4．(1)下列说法正确的是________．A．布朗运动虽不是分子运动，但它证明了组成固体颗粒的分子在做无规则运动B．液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离C．扩散现象可以在液体、气体中进行，不能在固体中发生D．随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，分子势能不一定减小E．气体体积不变时，温度越高，单位时间内容器壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多(2)如图甲所示，开口向上、内壁光滑的圆柱形汽缸竖直放置，在汽缸P、Q两处设有卡口，使厚度不计的活塞只能在P、Q之间运动．开始时活塞停在Q处，温度为300 K，现缓慢加热缸内气体，直至活塞运动到P处，整个过程中的p -V 图线如图乙所示．设外界大气压强p0＝1.0×105Pa.①说出图乙中气体状态的变化过程、卡口Q下方气体的体积以及两卡口之间的汽缸的体积；②求活塞刚离开Q处时气体的温度以及缸内气体的最高温度．解析：(1)布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动，而固体颗粒是由大量颗粒分子组成的，固体颗粒的运动是所有颗粒分子整体在运动，不能证明组成固体颗粒的分子在做无规则运动，故A错误；液体表面分子比较稀疏，故液体表面分子间距离大于内部分子之间距离，故B正确；扩散现象可以在液体、气体中进行，也能在固体中发生，故C错误；分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，但是分子势能的变化却不一定，如分子之间距离从小于r0位置开始增大，则分子势能先减小后增大，故D正确；由pVT＝C可知，气体体积不变时，温度越高，气体的压强越大，由于单位体积内气体分子数不变，分子平均动能增大，所以单位时间内容器壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多，故E正确．(2)①从题图乙可以看出，气体先做等容变化，然后做等压变化，最后做等容变化，由题图乙可知，卡口Q下方气体的体积V0＝1.0×10－3 m3两卡口之间的汽缸的体积ΔV＝1.2×10－3 m3－1.0×10－3 m3＝0.2×10－3 m3.②从题图乙可以看出开始时缸内气体的压强为9 10p0活塞刚离开Q 处时，气体压强p 2＝1.2×105 Pa由查理定律有910p0300＝p2273＋t2解得t 2＝127 ℃设活塞最终移动到P 处，由理想气体状态方程有910p0V0300＝1.5p0×1.2V0273＋t3解得t 3＝327 ℃.答案：(1)BDE (2)①气体先做等容变化，然后做等压变化，最后做等容变化 1.0×10－3 m 3 0.2×10－3 m 3 ②127 ℃ 327 ℃5．(1)关于一定量的气体，下列说法正确的是________．A ．气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和B ．只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低C ．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零D ．气体从外界吸收热量，其内能一定增加E ．气体在等压膨胀过程中温度一定升高(2)在一端封闭、内径均匀的光滑直玻璃管内，有一段长为l ＝16 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甲所示，被封闭气柱的长度l 1＝23 cm ；当管口向上竖直放置时，如图乙所示，被封闭气柱的长度l 2＝19 cm.已知重力加速度g 取10 m/s 2，不计温度的变化．求：①大气压强p 0(用cmHg 表示)；②当玻璃管开口向上以a ＝5 m/s 2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：(1)气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，A 正确；根据气体温度的微观意义可知，B正确；在完全失重的情况下，分子运动不停息，气体对容器壁的压强不为零，C 错误；若气体在从外界吸收热量的同时对外界做功，则气体的内能不一定增加，D 错误；气体在等压膨胀过程中，根据盖—吕萨克定律知，体积增大，温度升高，E 正确．(2)①由玻意耳定律可得p 0l 1S ＝(p 0＋l )l 2S解得p 0＝76 cmHg.②当玻璃管加速上升时，设封闭气体的压强为p ，气柱的长度为l 3，液柱质量为m ，对液柱，由牛顿第二定律可得pS －p 0S －mg ＝ma ，又mg S ＝16 cmHg ，解得p ＝p 0＋mg ＋ma S＝100 cmHg ， 由玻意耳定律可得p 0l 1S ＝pl 3S解得l 3＝17.48 cm.答案：(1)ABE(2)①76 cmHg ②17.48 cm。

分子动理论和热力学定律考点01 分子动理论和内能1. （2024高考河北卷）如图，水平放置的密闭绝热汽缸被导热活塞分成左右两部分，左侧封闭一定质量的理想气体，右侧为真空，活塞与汽缸右壁中央用一根轻质弹簧水平连接。

汽缸内壁光滑且水平长度大于弹簧自然长度，弹簧的形变始终在弹性限度内且体积忽略不计。

活塞初始时静止在汽缸正中间，后因活塞密封不严发生缓慢移动，活塞重新静止后（）A. 弹簧恢复至自然长度B. 活塞两侧气体质量相等C. 与初始时相比，汽缸内气体的内能增加D. 与初始时相比，活塞左侧单位体积内气体分子数减少【答案】ACD【解析】初始状态活塞受到左侧气体向右的压力和弹簧向左的弹力处于平衡状态，弹簧处于压缩状态。

因活塞密封不产，可知左侧气体向右侧真空漏出。

左侧气体压强变小，右侧出现气体，对活塞有向左的压力，最终左、右两侧气体压强相等，且弹簧恢复原长，故A正确；由题知活塞初始时静止在汽缸正中间，但由于活塞向左移动，左侧气体体积小于右侧气体体积，则左侧气体质量小于右侧气体质量，故B错误；密闭的气缸绝热，与外界没有能量交换，但弹簧弹性势能减少了，可知气体内能增加，故C正确；初始时气体在左侧，最终气体充满整个气缸，则初始左侧单位体积内气体分子数应该是最终左侧的两倍，故D正确。

2. （2023高考海南卷）如图为两分子靠近过程中的示意图，r0为分子之间平均距离，下列关于分子力和分子势能的说法正确的是（）A. 分子间距离大于r0时，分子间表现为斥力B. 分子从无限远靠近到距离r0处过程中分子势能变大C. 分子势能在r0处最小D. 分子间距离小于r0且减小时，分子势能在减小【参考答案】C【名师解析】分子间距离大于r0，分子间表现为引力，分子从无限远靠近到距离r0处过程中，引力做正功，分子势能减小，则在r0处分子势能最小；继续减小距离，分子间表现为斥力，分子力做负功，分子势能增大。

C正确。

4．（2023全国高考新课程卷）如图，一封闭着理想气体的绝热汽缸置于水平地面上，用轻弹簧连接的两绝热活塞将汽缸分为f、g、h三部分，活塞与汽缸壁间没有摩擦。

2024-2025学年内蒙古物理高考仿真试卷及解答一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、关于分子动理论和热力学定律，下列说法正确的是( )A.扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的反映B.当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，但斥力减小得更快，所以分子间作用力表现为引力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.一定质量的理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加E.第二类永动机不能制成，是因为它违反了能量守恒定律答案：A；C；D解析：A选项，扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的反映，是分子热运动的一种表现，故A正确；B选项，当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，但斥力减小得更快，但分子间作用力不一定表现为引力，也可能表现为斥力，只是斥力小于引力，合力表现为引力，故B错误；C选项，当分子力表现为斥力时，分子间距离的减小时，分子力做负功，所以分子势能随分子间距离的减小而增大，故C正确；D选项，一定质量的理想气体在等压膨胀过程中，根据盖−吕萨克定律可知，温度升高，则内能一定增加，故D正确；E选项，第二类永动机不能制成，是因为它违反了热力学第二定律，没有违反能量守恒定律，故E错误。

2、关于电场强度和电势，下列说法正确的是( )A.电场强度为零的地方，电势也为零B.随着电场强度的大小逐渐减小，电势也逐渐降低C.电场强度的方向就是电势降低最快的方向D.电场中某点的电势与放入该点的试探电荷的电量及电性有关答案：C解析：A选项，电场强度与电势没有直接关系，电场强度为零时，电势不一定为零；电势为零，电场强度不一定为零，故A错误；B选项，电场强度的大小逐渐减小时，电势不一定逐渐降低，比如：当负点电荷向外移动时，电场力做负功，电场强度减小，电势升高，故B错误；C选项，电场线的切线方向即为场强的方向，沿电场线的方向电势降落最快，故C 正确；D选项，电场中某点的电势由电场本身决定，与试探电荷无关，故D错误。

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专题检测卷(十五)分子动理论气体及热力学定律(45分钟100分)1.(20分)(2013·启东二模)(1)一密封气球中装有一定质量的理想气体,现使环境压强不变、气体温度缓慢升高。

对于气体在此过程中的下列说法,正确的是( )A.气球中气体分子间的作用力增大B.气球中气体每个分子的速率都增大C.气球内壁单位面积上受到的压力不变D.气球中气体吸收的热量等于气体增加的内能(2)一个装有一定质量气体的密闭容器,27℃时容器内气体压强为1.0×105Pa,已知当内、外气压压强差超过3.0×104Pa时该容器将破裂。

在外界大气压为1.0×105Pa的环境中,把该容器降温到-33℃(容器容积的变化忽略不计,且容器内气体可视为理想气体)。

求：①此时容器内气体的压强大小;②容器是否会破裂?2.(20分)(2013·铁岭二模)(1)关于热学的知识,下列叙述正确的是( )A.分子间的作用力表现为引力时,若分子间的距离增大,则分子力减小,分子势能增大B.对于一定种类的大量气体分子,在一定温度时,处于一定速率范围内的分子数所占百分比是确定的C.我们可以利用高科技手段,将流散到周围环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其他变化D.气体的状态变化时,若温度升高,则每个气体分子的平均动能增加(2)如图所示,两端开口、粗细均匀的足够长玻璃管插在大水银槽中,管的上部有一定长度的水银,两段空气柱被封闭在左右两侧的竖直管中。

开启上部连通左右水银的阀门A,当温度为300K平衡时水银的位置如图所示,其中左侧空气柱长度L1=50cm,左侧空气柱底部的水银面与水银槽液面高度差为h2=5cm,左右两侧顶部的水银面的高度差为h1=5cm,大气压为75cmHg。

求：①右管内气柱的长度L2。

分子动理论 气体及热力学定律热点视角备考对策本讲考查的重点和热点：①分子大小的估算；②对分子动理论内容的理解；③物态变化中的能量问题；④气体实验定律的理解和简单计算；⑤固、液、气三态的微观解释；⑥热力学定律的理解和简单计算；⑦用油膜法估测分子大小．命题形式基本上都是小题的拼盘. 由于本讲内容琐碎，考查点多，因此在复习中应注意抓好四大块知识：一是分子动理论；二是从微观角度分析固体、液体、气体的性质；三是气体实验三定律；四是热力学定律．以四块知识为主干，梳理出知识点，进行理解性记忆.`一、分子动理论 1．分子的大小(1)阿伏加德罗常数N A ＝×1023 mol －1.(2)分子体积：V 0＝V molN A (占有空间的体积)．(3)分子质量：m 0＝M molN A.(4)油膜法估测分子的直径：d ＝VS . (5)估算微观量的两种分子模型 【①球体模型：直径为d ＝36V 0π.②立方体模型：边长为d ＝3V 0. 2．分子热运动的实验基础(1)扩散现象特点：温度越高，扩散越快．(2)布朗运动特点：液体内固体小颗粒永不停息、无规则的运动，颗粒越小、温度越高，运动越剧烈．3．分子间的相互作用力和分子势能(1)分子力：分子间引力与斥力的合力．分子间距离增大，引力和斥力均减小；分子间距离减小，引力和斥力均增大，但斥力总比引力变化得快．(2)分子势能：分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增加；当分子间距为r 0时，分子势能最小． —二、固体、液体和气体1．晶体、非晶体分子结构不同，表现出的物理性质不同．其中单晶体表现出各向异性，多晶体和非晶体表现出各向同性．2．液晶是一种特殊的物质，既可以流动，又可以表现出单晶体的分子排列特点，在光学、电学物理性质上表现出各向异性．3．液体的表面张力使液体表面有收缩到最小的趋势，表面张力的方向跟液面相切． 4．气体实验定律：气体的状态由热力学温度、体积和压强三个物理量决定． (1)等温变化：pV ＝C 或p 1V 1＝p 2V 2.(2)等容变化：p T ＝C 或p 1T 1＝p 2T 2.(3)等压变化：V T ＝C 或V 1T 1＝V 2T 2.*(4)理想气体状态方程：pV T ＝C 或p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2.三、热力学定律 1．物体的内能 (1)内能变化温度变化引起分子平均动能的变化；体积变化，分子间的分子力做功，引起分子势能的变化． (2)物体内能的决定因素2．热力学第一定律 #(1)公式：ΔU ＝W ＋Q .(2)符号规定：外界对系统做功，W ＞0，系统对外界做功，W ＜0；系统从外界吸收热量，Q ＞0，系统向外界放出热量，Q ＜0.系统内能增加，ΔU ＞0，系统内能减少，ΔU ＜0. 3．热力学第二定律(1)表述一：热量不能自发地从低温物体传到高温物体．(2)表述二：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．(3)揭示了自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，说明了第二类永动机不能制造成功．热点一 微观量的估算？命题规律：微观量的估算问题在近几年高考中出现的较少，但在2015年高考中出现的概率较大，主要以选择题的形式考查下列两个方面： (1)宏观量与微观量的关系；(2)估算固、液体分子大小，气体分子所占空间大小和分子数目的多少．1.若以μ表示水的摩尔质量，V 表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ为在标准状态下水蒸气的密度，N A 为阿伏加德罗常数，m 、Δ分别表示每个水分子的质量和体积，下面五个关系式中正确的是( )A ．N A ＝VρmB ．ρ＝μN A ΔC ．m ＝μN AD ．Δ＝V N AE ．ρ＝μV^[解析] 由N A ＝μm ＝ρVm ，故A 、C 对；因水蒸气为气体，水分子间的空隙体积远大于分子本身体积，即V ≫N A ·Δ，D 不对，而ρ＝μV ≪μN A·Δ，B 不对，E 对．[答案] ACE2.某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前，查阅数据手册得知：油酸的摩尔质量M ＝0.283 kg·mol －1，密度ρ＝×103 kg·m －3.若100滴油酸的体积为1 mL ，则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少(取N A ＝×1023 mol －1，球的体积V 与直径D 的关系为V ＝16πD 3，结果保留一位有效数字)[解析] 一个油酸分子的体积V ＝MρN A分子直径D ＝36M πρN A最大面积S ＝V 油D代入数据得：S ＝1×101 m 2. [答案] 1×101 m 2 $3.(2014·潍坊二模)空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥，若有一空调工作一段时间后，排出液化水的体积V ＝×103 cm 3.已知水的密度ρ＝×103 kg/m 3、摩尔质量M ＝×10－2 kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝×1023 mol －1.试求：(结果均保留一位有效数字) (1)该液化水中含有水分子的总数N ； (2)一个水分子的直径d .[解析] 水是液体，故水分子可以视为球体，一个水分子的体积公式为V ′0＝16πd 3.(1)水的摩尔体积为V 0＝Mρ①该液化水中含有水分子的物质的量n ＝VV 0②水分子总数N ＝nN A ③由①②③得N ＝ρVN AM `＝错误!≈3×1025(个)．(2)建立水分子的球模型有：V 0N A＝16πd 3得水分子直径d ＝36V 0πN A＝ 36××10－5××1023m≈4×10－10m. [答案] (1)3×1025个 (2)4×10－10 m[方法技巧] 解决估算类问题的三点注意1固体、液体分子可认为紧靠在一起，可看成球体或立方体；气体分子只能按立方体模型计算所占的空间.2状态变化时分子数不变. ^3阿伏加德罗常数是宏观与微观的联系桥梁，计算时要注意抓住与其有关的三个量：摩尔质量、摩尔体积和物质的量.)热点二 分子动理论和内能命题规律：分子动理论和内能是近几年高考的热点，题型为选择题．分析近几年高考命题，主要考查以下几点：(1)布朗运动、分子热运动与温度的关系．(2)分子力、分子势能与分子间距离的关系及分子势能与分子力做功的关系． ：1.(2014·唐山一模)如图为两分子系统的势能E p 与两分子间距离r 的关系曲线．下列说法正确的是( )A ．当r 大于r 1时，分子间的作用力表现为引力B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力C．当r等于r1时，分子间势能E p最小D．当r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做正功E．当r等于r2时，分子间势能E p最小[解析]由图象知：r＝r2时分子势能最小，E对，C错；平衡距离为r2，r＜r2时分子力表现为斥力，A错，B对；r由r1变到r2的过程中，分子势能逐渐减小，分子力做正功，D对．[答案]BDE,2.(2014·长沙二模)下列叙述中正确的是()A．布朗运动是固体小颗粒的运动，是液体分子的热运动的反映B．分子间距离越大，分子势能越大；分子间距离越小，分子势能也越小C．两个铅块压紧后能粘在一起，说明分子间有引力D．用打气筒向篮球充气时需用力，说明气体分子间有斥力E．温度升高，物体的内能却不一定增大[解析]布朗运动不是液体分子的运动，而是悬浮在液体中的小颗粒的运动，它反映了液体分子的运动，A正确；若取两分子相距无穷远时的分子势能为零，则当两分子间距离大于r0时，分子力表现为引力，分子势能随间距的减小而减小(此时分子力做正功)，当分子间距离小于r0时，分子力表现为斥力，分子势能随间距的减小而增大(此时分子力做负功)，故B错误；将两个铅块用刀刮平压紧后便能粘在一起，说明分子间存在引力，C正确；用打气筒向篮球充气时需用力，是由于篮球内压强在增大，不能说明分子间有斥力，D错误；物体的内能取决于温度、体积及物体的质量，温度升高，内能不一定增大，E正确．[答案]ACE￥3.对一定量的气体，下列说法正确的是()A．气体的体积是所有气体分子的体积之和B．气体的体积大于所有气体分子的体积之和C．气体分子的热运动越剧烈，气体温度就越高D．气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞产生的E．当气体膨胀时，气体分子之间的势能减小，因而气体的内能减小[解析]气体分子间的距离远大于分子直径，所以气体的体积远大于所有气体分子体积之和，A项错，B项对；温度是物体分子平均动能大小的标志，是表示分子热运动剧烈程度的物理量，C项对；气体压强是由大量气体分子频繁撞击器壁产生的，D项对；气体膨胀，说明气体对外做功，但不能确定吸、放热情况，故不能确定内能变化情况，E项错误．[答案]BCD；[方法技巧]1分子力做正功，分子势能减小，分子力做负功，分子势能增大，两分子为平衡距离时，分子势能最小.2注意区分分子力曲线和分子势能曲线.)热点三热力学定律的综合应用命题规律：热力学定律的综合应用是近几年高考的热点，分析近三年高考，命题规律有以下几点：(1)结合热学图象考查内能变化与做功、热传递的关系，题型为选择题或填空题．(2)以计算题形式与气体性质结合进行考查．(3)对固体、液体的考查比较简单，备考中熟记基础知识即可．】1.(2014·南昌一模)下列叙述和热力学定律相关，其中正确的是()A．第一类永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒定律B．能量耗散过程中能量不守恒C．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，违背了热力学第二定律D．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性E ．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功[解析] 由热力学第一定律知A 正确；能量耗散是指能量品质降低，反映能量转化的方向性仍遵守能量守恒定律，B 错误，D 正确；电冰箱的热量传递不是自发，不违背热力学第二定律，C 错误；在有外界影响的情况下，从单一热源吸收的热量可以全部用于做功，E 正确． 。