2019高考物理专项强化测评精练精析专项7分子动理论气体及热力学定律

2019高考物理专项强化测评精练精析专项7分子动理论气体及热力学定律

‎2019高考物理专项强化测评精练精析专项7分子动理论气体及热力学定律 分子动理论 气体及热力学定律 ‎(45分钟 100分)‎ ‎1.(10分)油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL油酸酒精溶液中有油酸0.6 mL，现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了1 mL，若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的油膜的形状如下图.若每一小方格的边长为‎25 mm，试问：‎ ‎(1)这种估测方法是将每个油酸分子视为__________模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为__________油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的__________.图中油酸膜的面积为__________m2；每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是___________m3；根据上述数据，估测出油酸分子的直径是___________m.(结果保留两位有效数字)‎ ‎ (2)某同学在实验过程中，在距水面约‎2 cm的位置将一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，实验时观察到，油膜的面积会先扩张后又收缩了一些，这是为什么呢？请写出你分析的原因___________________________________________‎ ‎___________________________________________________________________‎ ‎__________________________________________________________________.‎ ‎2.(2018·虹口区模拟)(8分)(1)研成粉末后的物体已无法从外形特征和物理性质各向异性上加以判断时，可以通过_____________方法来判断它是否为晶体.‎ ‎ (2)在严寒的冬天，房间玻璃上往往会结一层雾，雾珠是在窗玻璃的_________表面.(填“外”或“内”).‎ ‎(3)密闭容器里液体上方的蒸汽达到饱和后，还有没有液体分子从液面飞出？为什么这时看起来不再蒸发？‎ 答：________________________________________________________________‎ ‎__________________________________________________________________‎ ‎3.(10分)(1)远古时代，取火是一件困难的事，火一般产生于雷击或磷的自燃.随着人类文明的进步，出现了“钻木取火”等方法.“钻木取火”是通过____________的方式改变物体内能的，把_____________转变成内能.‎ ‎(2)某同学做了一个小实验：先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，一小时后取出烧瓶，并迅速把一个气球紧密地套在瓶颈上，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如下图.这是因为烧瓶里的气体吸收了水的____________，温度____________，体积____________.‎ ‎4.（2018·上海高考）（12分）在“用单分子油膜估测分子大小”实验中，‎ ‎（1）某同学操作步骤如下：‎ ‎①取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液；‎ ‎②在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；‎ ‎③在蒸发皿内盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；‎ ‎④在蒸发皿上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积.‎ 改正其中的错误：_______________________________________________‎ ‎（2）若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%,一滴溶液的体积为4.8×10-3 mL，其形成的油膜面积为‎40 cm2,则估测出油酸分子的直径为________m.‎ ‎5. （12分）(1）如下图，把一块洁净的玻璃板 吊在橡皮筋的下端，使玻璃板水平地接触水面，如 果你想使玻璃板离开水面，必须用比玻璃板重力的 ‎________拉力向上拉橡皮筋，原因是水分子和玻璃 的分子间存在的_________作用.‎ ‎（2）往一杯清水中滴入一滴红墨水，一段时间后，‎ 整杯水都变成了红色.这一现象在物理学中称为________现象，是由于分子的_________而产生的，这一过程是沿着分子热运动的无序性_________的方向进行的.‎ ‎6.(16分)(1)以下关于热力学知识的表达中，正确的选项是( )‎ A.绝热过程是指系统不从外界吸热，也不向外界放热，这个过程不与外界交换能量 B.热量是在单纯的热传递过程中系统内能变化的量度，所以不能说物体具有多少热量，只能说物体吸收或放出多少热量 C.悬浮在液体中的微粒越小，在某一瞬间跟它相撞的液体分子数越少，撞击作用的不平衡性就表现得越明显，因而布朗运动越明显 D.由熵的定义可知，熵较大的宏观状态就是无序程度很小的宏观状态，也就是出现概率较小的宏观状态 ‎(2)如下图，上端封闭、下端开口内径均匀的玻璃管，管长L＝‎100 cm，其中有一段长h＝‎15 cm的水银柱把一部分空气封闭在管中.当管竖直放置时，封闭气柱A的长度LA＝‎50 cm.现把开口端向下插入水银槽中，直至A端气柱长LA′＝‎37.5 cm时为止，这时系统处于静止状态.已知大气压强p0＝75 cmHg，整个过程温度保持不变，试求槽内的水银进入管内的长度Δh.‎ ‎7.（2018·济南模拟）（16分）如图甲所示，‎ 导热的汽缸固定在水平地面上，用活塞把一定 质量的理想气体封闭在汽缸中（状态①），汽缸 的内壁光滑.现用水平外力F作用于活塞杆，使 活塞缓慢地向右移动一段距离（状态②），在此过程中：‎ ‎（1）如果环境保持恒温，以下说法正确的选项是（ ）‎ A.每个气体分子的速率都不变 B.气体分子平均动能不变 C.水平外力F逐渐变大 D.气体内能减少 E.气体放热 F.气体内能不变，却对外做功，此过程违反热力学第一定律，不可能实现 G.气体是从单一热库吸热，全部用来对外做功，此过程不违反热力学第二定律 ‎（2）如果环境保持恒温，分别用p、V、T表示该理想气体的压强、体积、温度.气体从状态①变化到状态②，此过程可用图乙中的哪几个图象表示（ ）‎ ‎8.（16分）某同学在夏天游玩时，看到有一些 小昆虫可以在水面上停留或能跑来跑去而不会 沉入水中，尤其是湖水中鱼儿戏水时吐出小气 泡的情景，觉得很美，于是画了一幅鱼儿戏水 的图画如下图.但旁边的同学考虑到上层水温 较高和压强较小的情况，认为他的画有不符合物理规律之处，请根据你所掌握的物理知识指出正确的画法（用简单的文字表述，不要画图），并指出这样画的物理学依据.‎ ‎（1）正确的画法应为：_____________________________________________.‎ ‎（2）物理学依据：_________________________________________________.‎ ‎（3）试分析小昆虫在水面上不会沉入水中的原因：______________________‎ ‎________________________________________________________________.‎ 答案解析 ‎1.【解析】油膜面积约占75个小格，面积约为S＝75×25×25×10‎-6 m2‎≈4.7×10‎-2 m2‎，一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为×10‎-6 m3‎＝1.2‎ ‎×10‎-11 m3‎，油酸分子的直径约等于油膜的厚度 ‎≈2.6×10-10 m.‎ 答案：(1)球体 单分子 直径 4.7×10-2‎ ‎1.2×10-11 2.6×10-10‎ ‎(2)主要有两个原因：①水面受到落下油滴的冲击，先陷下后又恢复水平，因此油膜的面积扩张；②油酸酒精溶液中的酒精挥发，使液面收缩 ‎2.【解析】(1)加热时，晶体有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点，因而可以用加热时有无确定熔点的实验来判断.‎ ‎(2)靠近窗的温度降低时，饱和汽压也变小，这时会有部分水蒸气液化变成水附着在玻璃上，故在内侧出现雾珠.‎ ‎(3)还有液体分子从液面飞出，但同时也有气体分子被碰撞飞回到液体中去，当液体上方的蒸汽达到饱和时，单位时间内逸出液体表面的分子数与回到液体表面的分子数相等而呈动态平衡即饱和汽.液体不再减少，从宏观上看好像不再蒸发了.‎ 答案：(1)用加热时有无确定熔点的实验 ‎(2)内 (3)见解析 ‎3.【解析】(1)“钻木”的过程是做功的过程，是把机械能转化为内能的过程.‎ ‎ (2)烧瓶里的气体吸收热量后，由热力学第一定律知，气体的内能增加，因而温度升高，体积增大.‎ 答案：(1)做功 机械能 (2)热量 升高 增大 ‎4.【解析】(1)要测量一滴溶液的体积应该将N滴溶液滴入量筒，测量出总体积，再除以N就是一滴溶液的体积.为使油膜边界清晰，应该在水面上先撒上痱子粉.‎ ‎（2）油酸分子的直径为d== m=1.2×10‎-9m.‎ 答案：（1）②在量筒中滴入N滴溶液；③在水面上先撒上痱子粉 ‎（2）1.2×10-9‎ ‎5.【解析】（1）由于玻璃板除受竖直向下的重力外还受向下的水分子和玻璃分子间的分子引力，故向上的拉力应大于重力.‎ ‎（2）题目中的现象是由于分子无规则运动而引起的扩散现象，使分子热运动的无序程度增大.‎ 答案：（1）大 分子引力 （2）扩散 无规则运动（热运动） 增加 ‎6.【解析】(1)选B、C.绝热过程可以通过做功与外界交换能量，A错；熵较大的宏观状态是无序程度大的宏观状态，D错.‎ ‎(2)对A部分气体，由玻意耳定律：pALAS＝pA′LA′S pA=p0-ph=60 cmHg 得： =80 cmHg 对B部分气体pBLBS＝pB′LB′S pB′＝pA′+ph=95 cmHg，pB＝p0＝75 cmHg,LB=L-LA-h=‎‎35 cm 得：LB′≈‎‎27.6 cm Δh=L-LA′－h－LB′=‎19.9 cm.‎ 答案：(1)B、C (2)19.9 cm ‎7. 【解析】（1）温度不变，分子平均动能不变，分子平均速率不变，由于热运动分子频繁碰撞，不是每个分子的速率都不变，B对，A错；由玻意耳定律知体积增大，压强减小，活塞内、外压强差增大，水平拉力F增大，C对；由温度不变、体积增大知，气体内能不变，对外做功，由热力学第一定律知，气体一定从外界吸收热量，D、E、F均错；题中气体虽从单一热库吸热，全部用来对外做功，但必须有外力作用于杆并引起气体的体积增大，因而引起了其他变化，不违反热力学第二定律，G对.‎ ‎（2）由题意知，从①到②，温度不变，体积增大，压强减小，所以只有A、D正确.‎ 答案：（1）BCG (2)AD ‎8.【解析】（1）正确的画法应为：上面的气泡体积比下面的气泡体积要大.‎ ‎（2）物理学依据：由理想气体状态方程得.因为p1>p2,T2>T1,所以V2>V1.‎ ‎（3）由于水的表面张力作用，当昆虫在水面上时，水的表面向下凹，像张紧的橡皮膜，小昆虫受到向上的弹力与重力平衡，所以昆虫可以在水面上停留或能跑来跑去而不会沉入水中.‎ 答案：见解析