江苏专版2018版高考物理二轮复习第一部分专题十三分子动理论气体及热力学定律限时集训20180223223

课时提能练(三十五)分子动理论内能(限时：40分钟)A级基础过关练1．以下说法中正确的是()A．物体运动的速度越大，其内能越大B．分子的热运动是指物体内部分子的无规则运动C．微粒的布朗运动的无规则性，反映了液体内分子运动的无规则性D．若外界对物体做正功，同时物体从外界吸收热量，则物体的内能必增加E．温度低的物体，其内能必定小BCD[内能与物体的速度无关，故A错误；温度低的物体，分子平均动能小，内能不一定小，故E错误．]2．关于分子间的作用力，下列说法正确的是()A．分子之间的斥力和引力同时存在B．分子之间的斥力和引力大小都随分子间距离的增大而减小C．分子间距离减小时，分子力一直做正功D．分子间距离增大时，分子势能一直减小E．分子间距离增大时，可能存在分子势能相等的两个位置ABE[分子之间的引力和斥力是同时存在的，A对；分子间存在相互作用的引力和斥力，引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，B对；若分子间距离小于平衡位置间距，分子力表现为斥力，则随分子间距离减小，分子力做负功，C错；若分子间距离大于平衡位置间距，则随分子间距离增大，分子势能增大，D错；若分子间距离小于平衡位置间距，则随分子间距离增大，分子势能先减小后增大，可能存在分子势能相等的两个位置，E对．]3．(2015·全国卷Ⅱ)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ACD[扩散现象与温度有关，温度越高，扩散进行得越快，选项A正确．扩散现象是由于分子的无规则运动引起的，不是一种化学反应，选项B错误、选项C正确，选项E错误．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，选项D正确．] 4．运用分子动理论的相关知识，判断下列说法正确的是()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．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 V0C．阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃运动不是布朗运动D．生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成E．降低气体的温度，气体分子热运动的剧烈程度就可减弱CDE[气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内的分子数有关，还与分子平均速率有关，选项A错；由于分子的无规则运动，气体的体积可以占据很大的空间，故不能用摩尔体积除以分子体积得到阿伏加德罗常数，选项B错；布朗运动的微粒非常小，肉眼是看不到的，阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃运动是机械运动，不是布朗运动，选项C对；扩散可以在固体中进行，生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成，选项D对；根据温度是分子平均动能的标志可知，降低气体的温度，气体分子热运动的剧烈程度就可减弱，选项E对．] 5．两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BCE[当距离较远时，分子力表现为引力，靠近过程中分子力做正功，动能增大，势能减小；当距离减小至分子平衡距离时，引力和斥力相等，合力为零，动能最大，势能最小；当距离继续减小时，分子力表现为斥力，继续靠近过程中，斥力做负功，势能增大，动能减小，因为只有分子力做功，所以动能和势能之和不变，选项B、C、E正确．]6．关于“用油膜法估测分子大小”的实验，下列说法中正确的是()A．单分子油膜的厚度被认为是油酸分子的直径B．测量结果表明，分子直径的数量级是10－10 mC．实验时先将一滴油酸酒精溶液滴入水面，再把痱子粉撒在水面上D．处理数据时将一滴油酸酒精溶液的体积除以油膜面积就算得油酸分子的直径E．实验时，先将1 cm3的油酸滴入300 cm3的纯酒精中，制成油酸酒精溶液，再取一滴该溶液滴在撒有痱子粉的水面上，测量所形成的油膜面积ABE[实验时先将痱子粉撒在水面上，再把一滴油酸酒精溶液滴入水面，选项C错误；处理数据时，先计算出一滴油酸酒精溶液中所含有的纯油酸体积，再将该体积除以油膜面积就算得油酸分子的直径，选项D错误．]7．关于分子动理论的基本观点和实验依据，下列说法正确的是()A．大多数分子直径的数量级为10－10 mB．扫地时扬起的尘埃在空气中的运动不是布朗运动C．悬浮在液体中的微粒越大，布朗运动就越明显D．在液体表面分子之间表现为引力E．随着分子间距离的增大，分子势能一定增大ABD[除了一些有机物质的大分子外，多数分子直径的数量级为10－10 m，A 项正确；扫地时扬起的尘埃的运动是空气的流动造成的，不是布朗运动，B项正确；悬浮微粒越大，撞击微粒的液体分子数越多，液体分子撞击作用的不平衡性越不显著，布朗运动越不明显，C项错误；液体表面层分子间距大于r0，分子力表现为引力，D项正确；当分子间距小于r0时，分子力表现为斥力，分子间距增大，分子力做正功，分子势能减小，E项错误．]8．下列说法正确的是()A．温度高的物体内能一定大，但分子平均动能不一定大B．当分子力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大C．外界对物体做功，物体内能一定增加D．当分子间的距离增大时，分子力可能减小E．在分子相互远离的过程中，分子引力和斥力都减小BDE[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，但是内能不一定越大，因为内能还与物体的质量有关，选项A错误；当分子力表现为斥力时，分子间距离小于r0，所以分子势能随分子间距离的减小而增大，选项B 正确；改变内能的方式有两种，做功和热传递，外界对物体做功，物体的内能不一定增加，选项C错误；由于不知道一开始分子间的距离，所以当分子间的距离增大时，分子力可能增大，也可能减小，选项D正确；分子间引力和斥力都随着分子间距的增大而减少，选项E正确．]B级题型组合练9．(1)设分子间距离为r，分子平衡时分子之间的距离为r0，取无穷远处为零势能面，下列判断正确的是()A．当r>r0时，r越小，则分子势能E p越小B．当r<r0时，r越小，则分子势能E p越大C．当r＝r0时，分子势能E p最小D．当r→∞时，分子势能E p最小E．当r＝r0时，分子力表现为引力ABC[取无穷远处为零势能面，当两分子从无穷远处开始靠近但分子间距r>r0时，分子力表现为引力，故分子力做正功，所以分子势能减小，故选项A对；当r<r0时，分子力表现为斥力，随着r变小，分子做负功，分子势能增大，因此当r＝r0时，分子势能E p最小，故选项B、C对，D错；当r＝r0时，分子力为零，故选项E错．也可利用如图所示的分子势能E p与分子间距离r的关系图象进行判断．](2)已知气泡内气体的密度为1.29 kg/m3，平均摩尔质量为0.029 kg/mol.阿伏加德罗常数N A＝6.02×1023 mol－1，取气体分子的平均直径为2×10－10 m．若气泡内的气体能完全变为液体，请估算液体体积与原来气体体积的比值．(结果保留1位有效数字)【解析】设气体体积为V0，变为液体后体积为V1气体分子数n ＝ρV 0M N AV 1＝n πd 36(或V 1＝nd 3)则V 1V 0＝ρ6M πd 3N A (或V 1V 0＝ρM d 3N A ) 解得V 1V 0≈1×10－4(9×10－5～2×10－4都对)． 【答案】 1×10－4(9×10－5～2×10－4皆可)10．(1)(2017·宜昌模拟)在“用油膜法估测分子大小”的实验中，已知实验室中使用的油酸酒精溶液的浓度为A ，N 滴溶液的总体积为V .在浅盘中的水面上均匀撒上痱子粉，将一滴溶液滴在水面上，待油膜稳定后，在带有边长为a 的正方形小格的玻璃板上描出油膜的轮廓(如图13-1-7所示)，测得油膜占有的正方形小格个数为X.图13-1-7①用以上字母表示一滴油酸酒精溶液中的纯油酸的体积为________．②油酸分子直径约为________．【解析】 ①1滴油酸酒精溶液的体积为V 1＝V N ，油酸酒精溶液的浓度为A ，则1滴溶液含有纯油酸的体积为V 0＝AV N .②1滴纯油酸所形成的单分子油膜的面积为S ＝Xa 2，则单分子油膜的厚度，也就是油膜分子直径为d ＝V 0S ＝AV N Xa 2＝VA NXa 2.【答案】 ①AV N ②VA NXa 2(2)2015年2月，美国科学家创造出一种利用细菌将太阳能转化为液体燃料的“人造树叶”系统，使太阳能取代石油成为可能．假设该“人造树叶”工作一段时间后，能将10－6 g 的水分解为氢气和氧气．已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m 3、摩尔质量M＝1.8×10－2 kg/mol，阿伏加德罗常数N A＝6.0×1023 mol－1.试求：(结果均保留一位有效数字)①被分解的水中含有水分子的总数N.②－个水分子的体积V.【导学号：92492414】【解析】①水分子数：N＝mN AM＝10－6×6.0×102318个＝3×1016个．②水的摩尔体积为：V0＝M ρ水分子体积：V＝V0N A＝MρN A＝3×10－29 m3.【答案】①3×1016个②3×10－29 m3。

第13讲 分子动理论 气体及热力学定律1．(2012·山东卷，36)(1)以下说法正确是________．a ．水的饱和汽压随温度的升高而增大b ．扩散现象表明，分子在永不断息地运动c ．当分子间距离增大时，分子间引力增大，分子间斥力减小d ．必然质量的理想气体，在等压膨胀进程中，气体分子的平均动能减小图6－13－1(2)如图6－13－1所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U 型管竖直放置，右端与大气相通，左端封锁气柱长l 1＝20 cm(可视为理想气体)，两管中水银面等高．现将右端与一低压舱(未画出)接通，稳定后右管水银面高出左管水银面h ＝10 cm.(环境温度不变，大气压强p 0＝75 cmHg)①求稳定后低压舱内的压强(用“cmHg”作单位)．②此进程中左管内的气体对外界________(填“做正功”“做负功”或“不做功”)，气体将________(填“吸热”或“放热”)．解析 (1)分子间距离增大时，分子间引力和斥力同时减小，选项c 错误；由于气体压强不变，按照V T＝C 可知，当气体膨胀时气体温度升高，分子平均动能增加，选项d 错误．(2)①设U 形管横截面积为S ，右端与大气相通时左管中封锁气体压强为p 1，右端与一低压舱接通后，左管中封锁气体压强为p 2，气柱长度为l 2，稳定后低压舱内的压强为p .左管中封锁气体发生等温转变，按照玻意耳定律得p 1V 1＝p 2V 2①p 1＝p 0②p 2＝p ＋p h ③V 1＝l 1S ④V 2＝l 2S ⑤由几何关系得h ＝2(l 2－l 1)⑥联立①②③④⑤⑥式，代入数据得p ＝50 cmHg ⑦②左管内气体膨胀，气体对外界做正功，温度不变，ΔU ＝0，按照热力学第必然律，ΔU ＝Q ＋W 且W ＜0，所以Q ＝－W ＞0，气体将吸热．答案 (1)ab (2)①50 cmHg ②做正功 吸热2．(2013·山东卷，36)(1)下列关于热现象的描述正确的一项是________．a ．按照热力学定律，热机的效率可以达到100%b ．做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的c ．温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同d ．物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动也是无规律的(2)图6－13－2我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜超过七千米，再创载人深潜新纪录．在某次深潜实验中，“蛟龙”号探测到990 m 深处的海水温度为280 K ．某同窗利用该数据来研究气体状态随海水深度的转变．如图6－13－2所示，导热良好的气缸内封锁必然质量的气体，不计活塞的质量和摩擦，气缸所处海平面的温度T 0＝300 K ，压强p 0＝1 atm ，封锁气体的体积V 0＝3 m 3.若是将该气缸下潜至990 m 深处，此进程中封锁气体可视为理想气体．①求990 m 深处封锁气体的体积(1 atm 相当于10 m 深的海水产生的压强)．②下潜进程中封锁气体________(填“吸热”或“放热”)，传递的热量________(填“大于”或“小于”)外界对气体所做的功．解析 (1)按照热力学第二定律可知，热机的效率不可能达到100%，a 错．做功是通过能量转化改变系统内能的，而热传递是通过内能的转移改变系统内能的，b 错．按照热力学定律，温度相同是达到热平衡的标准，c 正确．单个分子的运动是无规则的，但大量分子的运动具有统计规律，d 错．(2)①当气缸下潜至990 m 深处时，设封锁气体的压强为p ，温度为T ，体积为V ，由题意可知 p ＝100 atm ①按照理想气体状态方程得p 0V 0T 0＝pV T② 代入数据得V ＝×10－2 m 3③②下潜进程中，封锁理想气体温度降低，内能减少，体积减小，外界对气体做功；由热力学第必然律可知下潜进程中封锁气体放热，由能量守恒定律可知传递的热量大于外界对气体所做的功．答案 (1)c (2)①×10－2 m 3 ②放热 大于3.图6－13－3(2014·山东卷，37)(1)如图6－13－3，内壁滑腻、导热良好的气缸顶用活塞封锁有必然质量的理想气体．当环境温度升高时，缸内气体________．(双选，填正确答案标号)a ．内能增加b ．对外做功c ．压强增大d ．分子间的引力和斥力都增大图6－13－4(2)一种水下重物打捞方式的工作原理如图6－13－4所示．将一质量M ＝3×103 kg 、体积V 0＝0.5 m 3的重物捆绑在开口朝下的浮筒上．向浮筒内充入必然量的气体，开始时筒内液面到水面的距离h 1＝40 m ，筒内气体体积V 1＝1 m 3.在拉力作用下浮筒缓慢上升，当筒内液面到水面的距离为h 2时，拉力减为零，此时气体体积为V 2，随后浮筒和重物自动上浮．求V 2和h 2.已知大气压强p 0＝1×105 Pa ，水的密度ρ＝1×103 kg/m 3，重力加速度的大小g ＝10 m/s 2.不计水温转变，筒内气体质量不变且可视为理想气体，浮筒质量和筒壁厚度可忽略．解析 (1)当环境温度升高时，气体的温度升高，由装置图得气体的压强不变，由盖·吕萨克定律知气体的体积增大，缸内气体膨胀对外做功，理想气体不考虑分子力，内能仅由物质的量和温度决定，温度升高，气体的内能增加，正确选项为ab.(2)当F ＝0时，由平衡条件得Mg ＝ρg (V 0＋V 2)①代入数据得V 2＝2.5 m 3②设筒内气体初态、末态的压强别离为p 1、p 2，由题意得 p 1＝p 0＋ρgh 1③p 2＝p 0＋ρgh 2④在此进程中筒内气体的温度和质量不变，由玻意耳定律得p 1V 1＝p 2V 2⑤联立②③④⑤式代入数据得h 2＝10 m ⑥答案 (1)ab (2)2.5 m 3 10 m4.图6－13－5(2014·新课标全国卷Ⅰ，33)(1)(6分)必然量的理想气体从状态a 开始，经历三个进程ab 、bc 、ca 回到原状态，其p －T 图象如图6－13－5所示．下列判断正确的是________．(填正确答案标号．选对1个得3分，选对2个得4分．选对3个得6分．每选错1个扣3分，最低得分为0分．)A ．进程ab 中气体必然吸热B ．进程bc 中气体既不吸热也不放热C ．进程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)(9分)必然质量的理想气体被活塞封锁在竖直放置的圆柱形气缸内．气缸壁导热良好，活塞可沿气缸壁无摩擦地滑动．开始时气体压强为p ，活塞下表面相对于气缸底部的高度为h ，外界的温度为T 0.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h /4.若尔后外界的温度变成T ，求从头达到平衡后气体的体积．已知外界大气的压强始终维持不变，重力加速度大小为g .解析 (1)由p －T 图可知，从a →b 的进程为等容转变进程，即体积不变，但温度升高，内能增加，所以气体要吸热，选项A 对．从b →c 进程，温度不变，压强减小，说明体积增大，气体对外做功，所以要吸热，选项B 错．从c →a 进程，压强不变，温度降低，内能减小，所之外界对气体做的功小于气体放出的热量，选项C 错．分子的平均动能与温度有关，因为T a <T b ，T b ＝T c ，所以状态a 分子的平均动能最小，选项D 正确．T b ＝T c 说明两状态下的分子的平均速度相等，单个分子对气壁的平均撞击力相等，P b >P c ，所以状态b 单位时间内容器壁受到分子撞击的次数多，选项E 对．(2)设气缸的横截面积为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 外界的温度变成T 后，设活塞距底面的高度为h ′，按照盖·吕萨克定律，得h －14h S T 0＝h ′S T③ 解得h ′＝3T 4T 0h ④ 据题意可得Δp ＝mg S⑤气体最后的体积为V ＝Sh ′⑥联立②④⑤⑥式得V ＝9mghT 4pT 0⑦ 答案 (1)ADE (2)9mghT 4pT 05．(2014·新课标全国卷Ⅱ，33)(1)(5分)下列说法正确的是________．(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．)A ．悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动B ．空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果C ．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点D ．高原地域水的沸点较低，这是高原地域温度较低的缘故E ．干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果(2)(10分)图6－13－6如图6－13－6，两气缸A 、B 粗细均匀、等高且内壁滑腻，其下部由体积可忽略的细管连通；A 的直径是B 的2倍，A 上端封锁，B 上端与大气连通；两气缸除A 顶部导热外，其余部份均绝热．两气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a 、b ，活塞下方充有氮气，活塞a 上方充有氧气．当大气压为p 0、外界和气缸内气体温度均为7 ℃且平衡时，活塞a 离气缸顶的距离是气缸高度的14，活塞b 在气缸正中间． ①现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b 恰好升至顶部时，求氮气的温度；②继续缓慢加热，使活塞a 上升．当活塞a 上升的距离是气缸高度的116时，求氧气的压强． 解析 (1)悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了水分子的无规则热运动，选项A 错误；空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果，选项B 正确；彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，选项C 正确；高原地域水的沸点较低，是由于高原地域气压低，故水的沸点也较低，选项D 错误；干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，是由于湿泡外纱布中的水蒸发吸收热量，从而温度会降低的缘故，选项E 正确．(2)①活塞b 升至顶部的进程中，活塞a 、b 下方的氮气经历等压进程，且活塞a 不动，设气缸A 的容积为V 0，氮气初始状态的体积为V 1，温度为T 1，末态体积V 2，温度为T 2，按题意，气缸B 的容积为V 0/4，由题意可得氮气初始状态的体积：V 1＝34V 0＋12×V 04＝78V 0① 末态体积：V 2＝34V 0＋V 04＝V 0② 由盖·吕萨克定律得V 1T 1＝V 2T 2③ 由①②③式及所给的数据可得：T 2＝320 K ④②活塞b 升至顶部后，由于继续缓慢加热，活塞a 开始向上移动，直至活塞上升的距离是气缸高度的1/16时，活塞a 上方的氧气经历等温进程，设氧气初始状态的体积为V 1′，压强为p 1′；末态体积为V 2′，压强为p 2′，由所给数据及玻意耳定律可得V 1′＝14V 0，P 1′＝P 0，V 2′＝316V 0⑤ p 1′V 1′＝p 2′V 2′⑥由⑤⑥式可得：p 2′＝43p 0⑦ 答案 (1)BCE (2)①320 K ②43p 0近三年山东卷的试题都是由一小一大组成的，小题是选择题的形式．大题是填空题和计算题． 2012年小题考查的是分子动理论，气、液性质．大题是玻意耳定律和热力学第必然律的应用． 2013年小题考查的是分子热运动、温度、热力学定律．大题考查的是理想气体状态方程和热力学定律的应用．2014小题主要考查的是热力学第必然律．大题考查的是玻意耳定律和力的平衡．命题热点分子动理论和热学知识的综合应用，热力学定律的分析和判断，气体实验定律的应用等． 高考预测年高考，气体实验定律仍然主要以计算题的形式出现，热力学第必然律和其他考点主要以选择题或填空的题的形式出现，且以考查知识的记忆和简单的综合应用为主，难度不会太大．。

4．(2010 年黄冈中学月考)“用油膜法估测分子的大小”的 实验的方法及步骤如下：
①向体积 V 油＝1 mL 的油酸中加酒精，直至总量达到 V 总 ＝500 mL；
②用注射器吸取①中配制好的酒精油酸溶液，把它一滴一 滴地滴入小量筒中，当滴入 n＝100 滴时，测得其体积恰好是 V0＝1 mL；
③先往边长为 30 cm～40 cm 的浅盘里倒入 2 cm 深的水， 然后将__________均匀地撒在水面上；
纯油酸量 ρ＝ 酒精油酸溶液总量
(2)对微观问题建立物理模型是重要的物理思维方法，也是 难点之一．应理解本实验的物理模型：视分子为一个一个紧挨 的小球或高度等于直径的柱体，不考虑分子间隙；分子没有叠 层，将油膜厚度视为分子的直径．
3．(双选)用油膜法估测分子直径实验的科学依据是( AB) A．将油膜看成单分子油膜 B．不考虑各油分子间的间隙
(5)本实验只要求估算分子大小，实验结果的数量级符合要 求(10－10 m)即可．
3．误差分析 (1)酒精油酸溶液的配制体积比不准确． (2)测定每一滴酒精油酸溶液的体积时造成误差； (3)计算油膜面积时采用正方形座标纸“数格子法”，会造 成误差．
4．难点分析 (1)计算每滴酒精油酸溶液中的纯油酸含量，是难点之一． 设溶液浓度为ρ，每滴体积为 V1，则每滴溶液中，纯油酸含量为 V0＝ρV1.
量的桥梁．
4．微观量与宏观量间的关系： (1)分子的质量：m0＝MNAA＝ρNVAA(适用于固、液、气三态)；
(2)分子的体积：V0＝NVAA＝ρMNAA(只适用于固体、液体分子的 体积．对于气体则表示一个气体分子所占空间的大小)；
3 (3)分子的大小：球体模型直径 d＝
6πV0，立方体模型边长

第13讲分子动理论气体及热力学定律1．[2014·沈阳市质量监测(二)](1)(5分)下列说法中正确的是________．(填入正确选项前的字母．选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分)A．凡是具有规则几何形状的物体一定是单晶体，单晶体和多晶体都具有各向异性B．液体表面层内分子分布比液体内部稀疏，所以分子间作用力表现为引力C．布朗运动是悬浮在液体中的固体分子的运动，它间接说明分子永不停息地做无规则运动D．满足能量守恒定律的客观过程并不都是可以自发地进行的E．一定量的气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加(2)(10分)如图6－13－12所示是粗细均匀一端封闭一端开口的U形玻璃管，大气压强p0＝76 cmHg，当两管水银面相平时，左管被封闭气柱长L1＝20 cm、温度t1＝31 ℃，求：图6－13－12①当气柱温度t2等于多少时，左管中气柱长为21 cm；②保持t1温度不变，为使左管气柱变为19 cm，应在右管加入多长的水银柱．解析(2)①当左管气柱变为21 cm时，右管水银面将比左管水银面高2 cm，此时左管气柱压强：p2＝(76＋2)cmHg＝78 cmHg①(1分)研究左管气柱，由一定质量理想气体状态方程：p1V1 T1＝p2V2T2②(2分)其中p1＝p0＝76 cmHg，V1＝20S，T1＝(273＋31)K＝304 K，V2＝21S，T2＝273＋t2代入数据解得：t2＝54.6 ℃③(2分)②设左管气柱变为19 cm时压强为p3，由题意可知左管气柱做等温变化，根据玻意耳定律：p3V3＝p1V1得：76×20S＝p3×19S④(2分)解得：p3＝80 cmHg⑤(1分)右管加入的水银柱长：h＝[80－76＋(20－19)×2]cm＝6 cm⑥(2分)答案(1)BDE(2)①54.6 ℃②6 cm2．(2014·西安市二模)(1)(6分)如图6－13－13所示，一根竖直的弹簧支撑着一倒立气缸的活塞，使气缸悬空而静止．已知气缸质量为M，活塞的质量为m，气缸内封闭一定质量的理想气体．设活塞和缸壁间无摩擦，缸壁导热性能良好，且不漏气，外界大气的压强和温度不变．现在气缸顶上缓慢放一个质量为m1的物体．当系统重新平衡后，下列说法正确的是________．图6－13－13A．弹簧将被压缩一些B．外界对缸内气体做正功，气缸内气体的内能增加C．气体对外放热，内能不变D．外界对缸内气体做正功，缸内气体的压强增大E．单位时间内缸内气体分子对缸壁单位面积的碰撞次数减少(2)(9分)如图6－13－14所示为一简易火灾报警装置．其原理是：竖直放置的试管中装有水银，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发出报警的响声．环境温度为27 ℃时，空气柱长度L1＝20 cm，水银上表面与导线下端的距离L2＝10 cm，大气压强相当于75 cm水银柱高，绝对零度取－273 ℃.图6－13－14①当温度达到多少摄氏度时，报警器会报警？②如果大气压增大，则该报警器的报警温度会受到怎样的影响？解析(2)①由等压变化知：T1T2＝V1V2(3分)解得：T2＝450 K即t2＝177 ℃.(3分)②报警的温度会升高．(3分)答案(1)ACD(2)①177 ℃②报警的温度会升高3．(2014·高考冲刺试卷九)(1)(6分)下列说法中正确的是________．A．理想气体的体积增大，分子势能也随之增大B．对物体做功可以使物体的温度升高C．空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以空调作为制冷机使用时是不遵守热力学第二定律的D．对于一定量的气体，当其温度降低时，速率大的分子数目减少，速率小的分子数目增加E ．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大(2)(9分)导热气缸内封闭有压强为p 0＝1.0×105 Pa 、体积为V 0＝2.0×10－3 m 3的理想气体，活塞与气缸之间无摩擦，活塞的质量不计，整个气缸竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中，现在活塞上方缓慢倒上砂子，使封闭气体的体积变为原来的一半，然后将气缸移出水槽，缓慢加热，使气体的温度变为127 ℃.求气缸内气体的最终体积和压强．解析 (1)理想气体不考虑分子势能，A 错误；对物体做功可以使物体的温度升高，B 正确；空调的制冷不违背热力学第二定律，C 错误；由分子速率分布可知，当温度降低时，速率大的分子数目减少，速率小的分子数目增加，D 正确；内能不仅与温度有关，还与物体的质量和状态等有关，温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大，E 正确．(2)气体先做等温变化，由玻意耳定律得：p 0V 0＝p V 02(3分)解得p ＝2.0×105 Pa(2分)之后，气体做等压变化，由盖·吕萨克定律得：V 02T 0＝V T (2分)解得最终体积V ＝V 0T 2T 0＝1.47×10－3 m 3(2分) 答案 (1)BDE (2)1.47×10－3 m 3 2.0×105 Pa4．(2014·高考冲刺卷六)(1)(6分)下列说法中正确的是________．A ．一定质量的理想气体在等压膨胀过程中温度一定升高B ．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零C ．分子间的距离r 存在某一值r 0，当r 大于r 0时，分子间斥力大于引力；当r 小于r 0时，分子间斥力小于引力D ．由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液体表面分子间作用力表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势E．关于一定质量的气体，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(2)(9分)某登山运动员在一次攀登珠穆朗玛峰的过程中，在接近山顶时他手腕上裸露在外的密闭防水手表的表盘玻璃突然爆裂了，而手表没有受到任何撞击，该手表出厂时给出的参数为：27 ℃时表内气体压强为1.0×105 Pa(常温下的大气压强值)，当内、外压强差超过一定的临界值时表盘玻璃将爆裂．爆裂时登山运动员携带的温度计的读数是－21 ℃，爆裂前表内气体体积的变化可忽略不计(气体可视为理想气体，结果保留两位有效数字)．①表盘玻璃爆裂前一瞬间，表内气体的压强为多大？②若表盘玻璃爆裂时外界大气压强是2.4×104 Pa，请判断手表的表盘玻璃是向外爆裂还是向内爆裂？解析(1)由pVT＝常量，可知压强一定，体积增大，温度升高，选项A正确；气体压强是由气体分子对器壁的碰撞产生的，而分子的无规则运动与容器系统的运动状态无关，选项B错误；分子间的距离r存在某一值r0，当r大于r0时，分子间斥力小于引力；当r小于r0时，分子间斥力大于引力，选项C错误；液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液体表面分子间作用力表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势，即液体的表面存在表面张力，选项D正确；温度是分子平均动能的标志，气体分子热运动的剧烈程度减弱，气体的温度就降低，选项E正确．(2)①由p1T1＝p2T2，p1＝1.0×105 Pa，T1＝300 K，T2＝252 K(3分)解得p2＝8.4×104 Pa(3分)②向外爆裂(3分)答案(1)ADE(2)①8.4×104 Pa②向外爆裂5．(2014·领航高考冲刺卷三)(1)(6分)根据分子动理论和分子内能的规律，分子力和分子势能都与分子间的距离r有关．如图6－13－15所示是分子的某物理量随分子间距离变化的图象．关于该图象的信息，下列说法正确的是________．图6－13－15A．若A是分子力随r变化的图线，则B可能是分子势能随r变化的图线B．若A是分子势能随r变化的图线，则B可能是分子力随r变化的图线C．若A是分子势能随r变化的图线，则当分子间的距离r＝r1时，分子引力小于分子斥力D．若A是分子力随r变化的图线，则当分子间的距离r＝r1时，分子引力小于分子斥力E．分子间的距离r＝r1时的分子引力大于分子间的距离r＝r0时的分子引力图6－13－16(2)(9分)如图6－13－16所示，一端封闭一端开口的粗细均匀导热玻璃管竖直放置在温度为27 ℃的环境中．管的截面积为10 cm2，管内有一个重力不计的绝热活塞封闭了长20 cm的理想气柱，活塞用一根劲度系数k＝500 N/m的弹簧与管底相连．已知初始状态弹簧处于原长，大气压强p0＝1.0×105Pa，重力加速度取g＝10 m/s2.现欲使活塞缓慢上升2 cm，环境温度需要升高到多少？解析(1)根据分子动理论可知，当分子间的距离r等于平衡位置距离时，分子引力等于分子斥力，分子力为0，分子势能最小，所以A错，B对；当分子间的距离r 小于平衡位置距离时，分子引力小于分子斥力，C对D错；根据分子动理论，分子引力和斥力都随分子间的距离r 的增大而减小，E 对．(2)初状态：p 1＝p 0＝1.0×105 Pa ，V 1＝20 cm ×S ，T 1＝300 K ，S 为管子的截面积(2分)末状态：p 2＝p 0＋kx S ＝1.1×105 Pa ，V 2＝22 cm ×S (2分)根据理想气体状态方程p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2， 代入数据得T 2＝363 K(3分)所以t 2＝90 ℃(2分)答案 (1)BCE (2)90 ℃6．(2014·河南高考适应性测试) (1)(6分)如图6－13－17所示是一定质量的理想气体的过程变化图线，下列说法正确的是________．图6－13－17A ．由状态A 变化到状态B ，气体分子的平均动能增大B ．由状态B 变化到状态C ，气体密度增大C ．由状态A 变化到状态C ，气体内能变大D ．由状态A 经状态B 到状态C 的过程与由状态A 直接到状态C 的过程相比，气体对外做功相同E ．由状态A 经状态B 到状态C 的过程与由状态A 直接到状态C 的过程相比，气体均吸热，但吸收的热量不同图6－13－18(2)(9分)如图6－13－18甲所示，一导热性能良好、内壁光滑的气缸水平放置，厚度不计的活塞横截面积S ＝2×10－3 m 2，质量m ＝4 kg.气缸内密闭了部分气体，此时活塞与气缸底部之间的距离为24 cm ，在活塞的右侧12 cm 处有一与气缸固定连接的卡环，气体的温度为300 K ，大气压强p 0＝1.0×105 Pa.现将气缸竖直放置，如图乙所示，取g ＝10 m/s 2.求：①活塞与气缸底部之间的距离；②缓慢加热到675 K 时封闭气体的压强．解析 (2)①V 1＝24S V 2＝L 2S则p 2＝p 0＋mg S ，p 1＝p 0(2分)由等温变化有p 1V 1＝p 2V 2得L 2＝p 1V 1p 2S ＝20 cm(2分) ②设活塞接触卡环时的温度为T 3，此时V 3＝36S ，由等压变化V 2T 2＝V 3T 3得T 3＝V 3V 2T 2＝540 K(2分) 对由540 K 到675 K 的等容变化过程，有p 3T 3＝p 4T 4p 3＝p 2，得p 4＝T 4T 3p 3＝1.5×105 Pa(3分) 答案 (1)ACE(2)①20 cm ②1.5×105 Pa。