高考物理高考模拟集训第14章.docx

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高考物理高考模拟集训第14章

一、选择题

1．[2017·全国卷Ⅰ]（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（　　）

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0～400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大

答案　ABC

解析　面积表示总的氧气分子数，二者相等，A正确。

温度是分子平均动能的标志，温度越高，速率大的分子比例越多，百分比越高的速率越大，分子的平均动能越大，故虚线为氧气分子在0℃时的情形，实线为氧气分子在100℃时的情形，B、C正确。

曲线给出的是分子数占总分子数的百分比，D错误。

100℃时速率出现在0～400m/s区间内的氧气分子数占总分子数的百分比较小，E错误。

2．[2015·全国卷Ⅱ]（多选）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液体的对流形成的

答案　ACD

解析　扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，C正确；温度越高，分子的热运动越剧烈，扩散进行得越快，A正确；扩散现象是一种物理现象，不是化学反应，B错误；扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，D正确；液体中的扩散现象是由液体分子的无规则运动而产生的，E错误。

3．[2016·北京高考]雾霾天气是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，是特定气候条件与人类活动相互作用的结果。

雾霾中，各种悬浮颗粒物形状不规则，但可视为密度相同、直径不同的球体，并用PM10、PM2.5分别表示球体直径小于或等于10μm、2.5μm的颗粒物（PM是颗粒物的英文缩写）。

某科研机构对北京地区的检测结果表明，在静稳的雾霾天气中，近地面高度百米的范围内，PM10的浓度随高度的增加略有减小，大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小，且两种浓度分布基本不随时间变化。

据此材料，以下叙述正确的是（　　）

A．PM10表示直径小于或等于1.0×10－6m的悬浮颗粒物

B．PM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其所受到的重力

C．PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动

D．PM2.5的浓度随高度的增加逐渐增大

答案　C

解析　PM10表示直径小于或等于1.0×10－5m的悬浮颗粒物，A错误；由于PM10在空中悬浮，受到的空气分子作用力的合力始终等于其所受到的重力，B错误；PM10的浓度随高度的增加略有减小，由此推知PM2.5的浓度随高度增加逐渐减小，D错误；PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动，C正确。

4．[2015·全国卷Ⅰ]（多选）下列说法正确的是（　　）

A．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体

B．固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质

C．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体

D．在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体

E．在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变

答案　BCD

解析　晶体，无论体积大小，都是晶体。

将一块晶体敲碎后，得到的颗粒仍然是晶体，选项A错误；晶体由于分子的空间排列方式原因，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质，选项B正确；由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体，例如碳元素，由于原子排列方式不同，可能构成石墨，也可能构成金刚石，选项C正确；在合适的条件下，某些晶体可以转变成非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体。

例如天然水晶是晶体，熔化后再凝固成石英玻璃就是非晶体，选项D正确；在熔化过程中，晶体吸收热量，但是温度保持不变，只是分子平均动能保持不变，而分子势能要增加，内能要增加，选项E错误。

5．[2016·江苏高考]（多选）在高原地区烧水需要使用高压锅。

水烧开后，锅内水面上方充满饱和汽。

停止加热，高压锅在密封状态下缓慢冷却。

在冷却过程中，锅内水蒸气的变化情况为（　　）

A．压强变小B．压强不变

C．一直是饱和汽D．变为未饱和汽

答案　AC

解析　温度降低，锅内水蒸气的压强减小，因为是缓慢冷却，所以水和水蒸气间不断达到新的动态平衡，所以高压锅内的水蒸气一直是饱和汽，A、C选项正确。

6.[2016·海南高考]（多选）一定量的理想气体从状态M可以经历过程1或者过程2到达状态N，其pV图象如图所示。

在过程1中，气体始终与外界无热量交换；在过程2中，气体先经历等容变化再经历等压变化。

对于这两个过程，下列说法正确的是（　　）

A．气体经历过程1，其温度降低

B．气体经历过程1，其内能减小

C．气体在过程2中一直对外放热

D．气体在过程2中一直对外做功

E．气体经历过程1的内能改变量与经历过程2的相同

答案　ABE

解析　经历过程1，气体始终与外界无热量交换，压强减小，体积变大，对外做功，根据热力学第一定律，其内能减小，温度降低，A、B正确；气体在过程2中，先经历等容过程，体积不变，压强减小，则温度一定降低，对外放热，不对外做功；再经历等压过程，体积变大对外做功，又温度升高，是一个吸热过程，C、D错误；因为气体经历过程1和过程2的初、末状态相同，所以内能的改变量相同，E正确。

7．[2017·全国卷Ⅱ]（多选）如图，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空。

现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸。

待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积。

假设整个系统不漏气。

下列说法正确的是（　　）

A．气体自发扩散前后内能相同

B．气体在被压缩的过程中内能增大

C．在自发扩散过程中，气体对外界做功

D．气体在被压缩的过程中，外界对气体做功

E．气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变

答案　ABD

解析　气体向真空膨胀时不受阻碍，气体不对外做功，由于汽缸是绝热的，没有热交换，所以气体自发扩散前后内能不变，A正确。

气体被压缩的过程中，外界对气体做功，且没有热交换，根据热力学第一定律，气体的内能增大，B、D正确。

气体在真空中自发扩散的过程中气体不对外做功，C错误。

气体在被压缩过程中，内能增大，由于一定质量的理想气体的内能完全由温度决定，温度越高，内能越大，气体分子的平均动能越大，E错误。

8.[2017·江苏高考]（多选）一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，其VT图象如图所示。

下列说法正确的有（　　）

A．A→B的过程中，气体对外界做功

B．A→B的过程中，气体放出热量

C．B→C的过程中，气体压强不变

D．A→B→C的过程中，气体内能增加

答案　BC

解析　A→B过程是等温变化，气体内能不变，体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律知，气体要放出热量，A错误、B正确；B→C过程中，

是一个常数，为等压变化，C正确；A→B→C的过程中，温度先不变后降低，气体内能先不变后减少，选项D错误。

二、非选择题

9．[2016·江苏高考]如图甲所示，在斯特林循环的pV图象中，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，整个过程由两个等温和两个等容过程组成。

B→C的过程中，单位体积中的气体分子数目________（选填“增大”“减小”或“不变”）。

状态A和状态D的气体分子热运动速率的统计分布图象如图乙所示，则状态A对应的是________（选填“①”或“②”）。

答案　不变　①

解析　B→C的过程中，气体的质量和体积都没变，所以单位体积中的气体分子数目不变；由题图甲及理想气体状态方程

＝C可知，状态A的温度低于状态D的温度，所以状态A对应的速率小的分子比例较大，状态A对应的是题图乙中的①。

10．[2017·江苏高考]

（1）如图甲和乙是某同学从资料中查到的两张记录水中炭粒运动位置连线的图片，记录炭粒位置的时间间隔均为30s，两方格纸每格表示的长度相同。

比较两张图片可知：

若水温相同，________（选填“甲”或“乙”）中炭粒的颗粒较大；若炭粒大小相同，________（选填“甲”或“乙”）中水分子的热运动较剧烈。

（2）科学家可以运用无规则运动的规律来研究生物蛋白分子。

资料显示，某种蛋白的摩尔质量为66kg/mol，其分子可视为半径为3×10－9m的球，已知阿伏加德罗常数为6.0×1023mol－1。

请估算该蛋白的密度。

（计算结果保留一位有效数字）

答案　

（1）甲　乙　

（2）1×103kg/m3

解析　

（1）炭粒在水中做布朗运动，水温越高，炭粒颗粒越小，炭粒的布朗运动越剧烈，由题图可看出，图乙中炭粒的布朗运动较剧烈，则若水温相同，甲图中炭粒颗粒较大；若炭粒大小相同，乙图中水温较高，水分子的热运动较剧烈。

（2）摩尔体积V＝

πr3NA

由密度ρ＝

，解得ρ＝

代入数据得ρ≈1×103kg/m3。

11．[2017·全国卷Ⅲ]一种测量稀薄气体压强的仪器如图（a）所示，玻璃泡M的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管K1和K2。

K1长为l，顶端封闭，K2上端与待测气体连通；M下端经橡皮软管与充有水银的容器R连通。

开始测量时，M与K2相通；逐渐提升R，直到K2中水银面与K1顶端等高，此时水银已进入K1，且K1中水银面比顶端低h，如图（b）所示。

设测量过程中温度、与K2相通的待测气体的压强均保持不变。

已知K1和K2的内径均为d，M的容积为V0，水银的密度为ρ，重力加速度大小为g。

求：

（1）待测气体的压强；

（2）该仪器能够测量的最大压强。

答案　

（1）

（2）

解析　

（1）水银面上升至M的下端使玻璃泡中气体恰好被封住，设此时被封闭的气体的体积为V，压强等于待测气体的压强p；提升R，直到K2中水银面与K1顶端等高时，K1中水银面比顶端低h，设此时封闭气体的压强为p1，体积为V1，则

V＝V0＋

πd2l①

V1＝

πd2h②

由力学平衡条件得p1＝p＋ρgh③

整个过程为等温过程，由玻意耳定律得

pV＝p1V1④

联立①②③④式得

p＝

⑤

（2）由题意知h≤l⑥

联立⑤⑥式有p≤

⑦

该仪器能够测量的最大压强为pmax＝

。

12.[2017·安徽合肥模拟]如图所示，粗细均匀的U形管，左端封闭，右端开口，左端用水银封闭着长L＝15cm的理想气体，当温度为27℃时，两管水银面的高度差Δh＝3cm，设外界大气压与75cm高汞柱产生的压强相当。

（1）若对封闭气体缓慢加热，为了使左、右两管中的水银面相平，温度需升高到多少？

（2）若保持温度为27℃不变，为了使左、右两管中的水银面相平，需从右管的开口端再缓慢注入的水银柱长度应为多少？

答案　

（1）70.75℃　

（2）4.2cm

解析　

（1）以封闭气体为研究对象，设U形管的横截面积为S，则

初态：

p1＝p0－ρgΔh，V1＝LS，T1＝t1＋273K＝300K，

末态：

p2＝p0，V2＝

S，

根据理想气体状态方程

＝

，

代入数据解得T2＝343.75K，即t2＝70.75℃。

（2）p3＝p0，V3＝L′S，

根据玻意耳定律有p1V1＝p3V3，

代入数据可得L′＝14.4cm，

根据几何关系有l＝Δh＋2（L－L′）＝4.2cm。