
2010-2019年高三物理真题精选分类汇编专题15 选修3-3热力学综合(解析版).doc
23页专题15 、选修3-3、热力学综合(2010-2019)题型一、分子动理论和气体压强 1题型二、油膜法测分子直径 5题型三、理想气体状态方程与热力学第一定律 6题型四、液柱模型 12题型五、气缸模型 18题型一、分子动理论和气体压强1.(2019全国1)下列说法正确的是A. 温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度B. 内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和C. 气体压强仅与气体分子的平均动能有关D. 气体膨胀对外做功且温度降低,分子平均动能可能不变【答案】A【解析】:根据温度是分子平均动能的标志确定气体分子热运动的程度和分子平均动能变化,内能是分子平均动能和分子势总和,由气体压强宏观表现确定压强A.温度是分子平均动能标志,所以温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度,故A正确;B.内能是物体中所有分子热运动所具有的动能和分子势能之和,故B错误;C.由压强公式可知,气体压强除与分子平均动能(温度)有关,还与体积有关,故C错误;D.温度是分子平均动能的标志,所以温度降低,分子平均动能一定变小,故D错误2.(2018北京)关于分子动理论,下列说法正确的是A. 气体扩散的快慢与温度无关B. 布朗运动是液体分子的无规则运动C. 分子间同时存在着引力和斥力D. 分子间的引力总是随分子间距增大而增大【答案】C【解析】A、扩散的快慢与温度有关,温度越高,扩散越快,故A错误;B、布朗运动为悬浮在液体中固体小颗粒的运动,不是液体分子的热运动,固体小颗粒运动的无规则性,是液体分子运动的无规则性的间接反映,故B错误;学科&网C、分子间斥力与引力是同时存在,而分子力是斥力与引力的合力,分子间的引力和斥力都是随分子间距增大而减小;当分子间距小于平衡位置时,表现为斥力,即引力小于斥力,而分子间距大于平衡位置时,分子表现为引力,即斥力小于引力,但总是同时存在的,故C正确,D错误。
3.(2018全国2)对于实际的气体,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分没选错1个扣3分,最低得分为0分)A.气体的内能包括气体分子的重力势能B.气体的内能包括分子之间相互作用的势能C.气体的内能包括气体整体运动的动能D.气体体积变化时,其内能可能不变E.气体的内能包括气体分子热运动的动能【答案】:BDE【解析】气体的内能包括气体分子的动能和分子势能,不包括其中立势能,分子之间的势能是不能悲忽律的,包括在气体分子的内能里,所以A错B对,E对;气体的内能不包括分子宏观运动的动能,C错,气体内能的变化受气体做功与热传递二者决定,所以D选项正确4.的变化分别如图中两条曲线所示下列说法正确的是________A.图中两条曲线下面积相等B.图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形C.图中实线对应于氧气分子在100 ℃时的情形D.图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目E.与0 ℃时相比,100 ℃时氧气分子速率出现在0~400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大【答案】: ABC【解析】:A对:面积表示总的氧气分子数,二者相等B对: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,虚线为氧气分子在0 ℃时的情形,分子平均动能较小。
C对:实线为氧气分子在100 ℃时的情形D错:曲线给出的是分子数占总分子数的百分比E错:速率出现在0~400 m/s区间内,100 ℃时氧气分子数占总分子数的百分比较小5.(2015全国2)关于扩散现象,下列说法正确的是 (填正确答案标号,选对1个给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0分)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【答案】ACD【解析】:温度高,分子扩散速度加快A选项正确;扩散属于物理反应所以B选项错误;扩散现象是由物质的分子无规则的运动产生故C正确;扩散在气体液体以及固体中都能进行故D对 液体中的扩散现象时有液体分子的无规则运动产生,故E错误考点:分子动理论6.(2015山东)墨滴入水,扩而散之,徐徐混匀关于该现象的分析正确的是_____双选,填正确答案标号)a.混合均匀主要是由于碳粒受重力作用b.混合均匀的过程中,水分子和碳粒都做无规则运动c.使用碳粒更小的墨汁,混合均匀的过程进行得更迅速d.墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的【答案】BC【解析】:根据分子动理论的只是可知,混合均匀主要是因为水分子在做无规则的运动使得碳离子造成布朗运动,又因为布朗运动的剧烈程度与碳粒子的大小及温度有关,所以使用比碳粒子更小的墨汁做实验,布朗运动会变得更明显。
7.(2015广东)为某实验器材的结构示意图,金属内筒和隔热外筒间封闭了一定体积的空气,内筒中有水,在水加热升温的过程中,被封闭的空气( )A.内能增大 B.压强增大 C.分子间引力和斥力都减小 D.所有分子运动速率都增大【答案】AB【解析】本题考查了热学基础知识,题目中器材包含了金属内筒和隔热外筒,水加热升温,封闭空气温度升高,而外筒隔热,不会有能量损失,则当加热水时,热量通过金属筒传给气体,气体内能增加,温度升高,选项A正确;气体体积不变,温度升高,由理想气体状态方程右知压强增加,选项B正确;分子间的引力和斥力与分子间的距离有关,气体体积不变,分子间距不变,分子间的引力和斥力不变,选项C错误;温度只是与气体分子平均动能有关,温度增加并不是所有分子速率增加,选项D错误 8.(2011四川)气体能够充满密闭容器,说明气体分子除相互碰撞的短暂时间外A.气体分子可以做布朗运动B.气体分子的动能都一样大C.相互作用力十分微弱,气体分子可以自由运动D.相互作用力十分微弱,气体分子间的距离都一样大【答案】:C【解析】:布朗运动是微小颗粒的无规则运动,而不是分子的运动,A错误;同一温度下,每个气体分子速率不一定相同,其气体分子动能不一定一样大,B错误;气体分子之间的距离远大于分子力的作用范围,分子力可以认为十分微弱,分子可以自由移动,但分子与分子之间的距离还是不一样大,C正确,D错误。
9.(2011山东)人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程以下说法正确的是 A.液体的分子势能与体积有关B.晶体的物理性质都是各向异性的C.温度升高,每个分子的动能都增大D.露珠呈球状是由于液体表面张力的作用【答案】:AD【解析】:物体体积变化时,分子间的距离将发生改变,分子势能随之改变,所以分子势能与体积有关,a正确晶体分为单晶体和多晶体,单晶体的物理性质各向异性,多晶体的物理性质各向同性,b错误温度是分子平均动能的标志,具有统计的意义,c错误液体表面的张力具有使液体表面收缩到最小的趋势,d正确题型二、油膜法测分子直径10.(2019全国3)用油膜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___________________________________答案】:见解析【解析】:使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜 把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中,测出1 mL油酸酒精溶液的滴数,得到一滴溶液中纯油酸的体积 单分子层油膜的面积11.(2015海南)已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R,空气平均摩尔质量为M,阿伏伽德罗常数为,地面大气压强为,重力加速度大小为g由此可以估算得,地球大气层空气分子总数为 ,空气分子之间的平均距离为 答案】,【解析】设大气层中气体的质量为m,由大气压强产生,,即:分子数,假设每个分子占据一个小立方体,各小立方体紧密排列,则小立方体边长即为空气分子平均间距,设为a,大气层中气体总体积为V,,而,所以题型三、理想气体状态方程与热力学第一定律12.(2019全国2)如p-V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态,对应的温度分别是T1、T2、T3用N1、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次数,则N1______N2,T1______T3,T3,N2______N3。
填“大于”“小于”或“等于”)【答案】(1). 大于 (2). 等于 (3). 大于【解析】1、2等体积,2、3等压强,由pV=nRT得:=,V1=V2,故=,可得:T1=2T2,即T1>T2,由于分子密度相同,温度高,碰撞次数多,故N1>N2;由于p1V1= p3V3;故T1=T3;则T3>T2,又p2=p3,2状态分析密度大,分析运动缓慢,单个分子平均作用力小,3状态分子密度小,分子运动剧烈,单个分子平均作用力大故3状态碰撞容器壁分子较少,即N2>N3;13.(2019全国1)热等静压设备广泛用于材料加工中该设备工作时,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,改部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013 m3,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3.210-2 m3,使用前瓶中气体压强为1.5107 Pa,使用后瓶中剩余气体压强为2.0106 Pa;室温温度为27 ℃氩气可视为理想气体1)求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强;(2)将压入氩气后的炉腔加热到1 227 ℃,求此时炉腔中气体的压强。
答案】(1) (2)【解析】(1)设初始时每瓶气体的体积为,压强为;使用后气瓶中剩余气体的压强为,假设体积为,压强为的气体压强变为时,其体积膨胀为,由玻意耳定律得:被压入进炉腔的气体在室温和条件下的体积为:设10瓶气体压入完成后炉腔中气体的压强为,体积为,由玻意耳定律得:联立方程并代入数据得:(2)设加热前炉腔的温度为,加热后炉腔的温度为,气体压强为,由查理定律得:联立方程并代入数据得:14.(2018全国3)如图,一定量的理想气体从状态a变化到状态b,其过程如p-V图中从a到b的直线所示在此过程中______A.气体温度一直降低B.气体内能一直增加C.气体一直对外做功D.气体一直从外界吸热E.气体吸收的热量一直全部用于对外做功【答案】BCD【解析】试题分析本题考查对一定质量的理想气体的p——V图线的理解、理想气体状态方程、热力学第一定律、理想气体内能及其相关的知识点学科.网解析 一定质量的理想气体从a到b的过程,由理想气体状态方程paVa/Ta=pbVb/Tb可知,Tb>Ta,即气体的温度一直升高,选项A错误;根据理想气体的内能只与温度有关,可知气体的内能一直增加,选项B正确;由于从a到b的过程中气体的体积增大,所以气体一直对。
