2009高考物理專題沖刺六

(命題范圍: 分子動理論、物態(tài)和物態(tài)變化、熱力學(xué)定律)

說明:本試卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷兩部分,共150分;答題時間120分鐘.

第Ⅰ卷(選擇題,共40分)

 

一、選擇題(本題共10小題,每小題4分,共40分.在每題給出的四個選項中,有的小題只有一個選項正確,有的小題有多個選項正確.全部選對的得4分,選不全的得3分,有選錯或不答的得0分)

1.以下說法正確的是                                                                                             (    )

       A.布朗運(yùn)動反映了懸浮小顆粒內(nèi)部分子在不停地做無規(guī)則的熱運(yùn)動

       B.從平衡位置開始增大分子間距離,分子間的引力將增大、斥力將減小

       C.對大量事實的分析表明:熱力學(xué)零度不可能達(dá)到

       D.熱量只能由高溫物體傳遞給低溫物體

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2.下列詞語或陳述中,與分子熱運(yùn)動有關(guān)的是                                                      (    )

       A.酒香不怕巷子深                           B.天光云影共徘徊     

       C.花香撲鼻                                      D.隔墻花影動,疑是玉人來

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3.封閉在氣缸內(nèi)一定質(zhì)量的氣體,如果保持氣體體積不變,當(dāng)溫度升高時,以下說法正確

   的是                                                                                                                  (    )

       A.氣體的密度增大                                B.氣體的壓強(qiáng)增大

       C.氣體分子的平均動能減小                  D.每秒撞擊單位面積器壁的氣體分子數(shù)增多

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4.下列哪些現(xiàn)象主要與液體的表面張力有關(guān)                                                          (    )

       A.木塊漂浮在水面上                             B.雨滴幾乎成球形

       C.液體流不過網(wǎng)眼很密的篩子               D.皂水的水面托住小的硬幣

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5.一定質(zhì)量的理想氣體,在溫度不變的條件下,使其壓強(qiáng)增大,則在這一過程中氣體(    )

       A.從外界吸收了熱量                        B.對外界做了功

       C.分子的平均動能增大                      D.密度增大

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6.如圖中所示為一帶活塞的汽缸,缸內(nèi)盛有氣體,缸外恒溫環(huán)境,汽缸壁是導(dǎo)熱的.現(xiàn)將

   活塞向外移動一段距離,在此過程中氣體吸熱,對外做功,此功用W1表示.然后設(shè)法將

   汽缸及活塞絕熱,推動活塞壓縮氣體,此過程中外界對氣體做功用W2表示,則(    )

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A.有可能使氣體回到原來狀態(tài),且W1<W2

       B.有可能使氣體回到原來狀態(tài),且W1=W2

       C.有可能使氣體回到原來狀態(tài),且W1>W2

       D.上面A、B、C三種說法都不可能實現(xiàn)

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7.如圖所示,固定容器及可動活塞P都是絕熱的.中間有一導(dǎo)熱的固定隔板B,B的兩邊分

   別盛有氣體甲和乙.現(xiàn)將活塞P緩慢地向B移動一段距離,已知氣體的溫度隨其內(nèi)能的

   增加而升高,則在移動P的過程中(    )

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       A.外力對乙做功,乙的內(nèi)能增加

       B.外力對甲做功,甲的內(nèi)能增加

       C.甲吸收來自乙的熱量,從而內(nèi)能增加

       D.甲吸熱,乙放熱,甲、乙內(nèi)能都增加

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8.如圖所示,甲分子固定在坐標(biāo)原點O,乙分子位于x軸上,甲分子對乙分子的作用力與兩

   分子間距離的關(guān)系如圖中曲線所示,F>0為斥力,F<0為引力,ab、c、dx軸上四

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   個特定的位置,現(xiàn)把乙分子從a處由靜止釋放,則                                           (    )

       A.乙分子由ab做加速運(yùn)動,由b到c做減速運(yùn)動

       B.乙分子由ac做加速運(yùn)動,到達(dá)c時速度最大

       C.乙分子由ac的過程,動能先增后減

       D.乙分子由bd的過程,兩分子間的分子勢能一直增加

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9.下面的敘述正確的是(    )

       A.對氣體加熱,氣體的內(nèi)能不一定增大

       B.不論技術(shù)手段如何先進(jìn),絕對零度是不能達(dá)到的

       C.物體溫度升高,物體中分子熱運(yùn)動加劇,所有分子的動能都會增加

       D.壓縮密封在氣缸中一定質(zhì)量的理想氣體,難度越來越大,說明分子間距離越小,分

子間斥力越大

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10.如圖所示伽利略設(shè)計的世界上第一個溫度計示意圖,上部是一個球形容器,里面有一定質(zhì)量的空氣,下部是一根細(xì)管,細(xì)管插入帶色液體中,制作時先給球形容器微微加熱,跑出一些空氣,插入液體時,帶色液體上升到管

內(nèi)某一高度.測量時球形容器與所測物質(zhì)接觸.

已知外界大氣壓為p,并保持不變,所測溫度為t1

時,管內(nèi)液面在a位置,管內(nèi)氣體分子的平均動能

Ek1,氣體壓強(qiáng)為p1,管內(nèi)氣體內(nèi)能為E1。所測

溫度為t2時,管內(nèi)液面在b位置,其他三個量分別

Ek2、p2、E2.由此可知                       (    )

       A.t1<t2                  B.p1<p2

       C.Ek1<Ek2              D.E1>E2

第Ⅱ卷(非選擇題,共110分)

 

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二、本題共2小題,共20分,把答案填在題中相應(yīng)的橫線上或按題目要求作答.

11.(8分)在“用油膜法估測分子大小”實驗中所用的油酸酒精溶液的濃度為每1000mL溶液中有純油酸0.6mL,用注射器測得1mL上述溶液為80滴,把1滴該溶液滴入盛水的淺盤內(nèi),讓油膜在水面上盡可能散開,測得油酸薄膜的輪廓形狀和尺寸如圖所示,圖中正方形格的邊長為1cm,求:

   (1)油酸薄膜的面積是      cm2

   (2)實驗測出油酸分子的直徑是       m.(結(jié)果保留兩位

有效數(shù)字)

   (3)實驗中為什么要讓油膜盡可能散開?_____________

   (4)利用單分子油膜法可以粗測分子的大小和阿伏加德羅常  

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數(shù),如果已知體積為的一滴油在水面上散開形成的單

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分子油膜的面積為,這種油的密度為,摩爾質(zhì)量為

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,則阿伏加德羅常數(shù)的表達(dá)式為             

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12.(12分)如圖所示,在一根一端封閉的粗細(xì)均勻的細(xì)玻璃管中有一小段水銀柱,封閉著一定質(zhì)量的空氣,現(xiàn)在要用它測定大氣壓,那么

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   (1)還需要什么器材?

   (2)說明實驗的主要步驟;

   (3)用實驗中測量的物理量列出大氣壓的表達(dá)式.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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三、本題共6小題,共90分.解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟.只寫出最后答案的不能得分,有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位.

13.(14分)如果病人在靜脈輸液時,不慎將5mL的空氣柱輸入體內(nèi),會造成空氣栓塞,致使病人死亡.設(shè)空氣柱在輸入體內(nèi)前的壓強(qiáng)為760mmHg,溫度為27℃,人的血壓為120/80mmHg,試估算空氣柱到達(dá)心臟處時,在收縮壓和擴(kuò)張壓兩種狀態(tài)下,空氣柱的體積分別是多少?

 

 

 

 

 

 

 

 

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4.(14分)如圖所示,內(nèi)壁光滑的圓柱形汽缸豎直固定在水平地面上,汽缸開口向上,一面積為0.01m2的活塞密封了一定的空氣,在活塞的上方豎直固定一支架,在支架的O點通過細(xì)線系一質(zhì)量為m=8kg的球,球心到O點的距離為L=2m.活塞與支架的總質(zhì)量為M=12kg,已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?i>g=10m/s2,大氣壓強(qiáng)p=1.00×105Pa,汽缸和活塞都是絕熱的.現(xiàn)將細(xì)線拉直到水平,穩(wěn)定后由靜止釋放球,當(dāng)球第一次運(yùn)動到最低點時,活塞下降了h=0.2m且恰好活塞的速度為零,此時細(xì)線中的拉力為F=252N.求球由靜止釋放到第一次運(yùn)動到最低點的過程中汽缸中的氣體增加的內(nèi)能ㄓE

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15.(14分)某學(xué)校物理興趣小組組織開展一次探究活動,想估算地球周  圍大氣層空氣的分子個數(shù).一學(xué)生通過網(wǎng)上搜索,查閱得到以下幾個物理量數(shù)據(jù):已知地球的半徑m,地球表面的重力加速度m/s2,大氣壓強(qiáng)Pa,空氣的平均摩爾質(zhì)量kg/mol,阿伏加德羅常數(shù)個/mol.

   (1)這位同學(xué)根據(jù)上述幾個物理量能估算出地球周圍大氣層空氣

的分子數(shù)嗎?若能,請說明理由;若不能,也請說明理由.

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   (2)假如地球周圍的大氣全部液化成水且均勻分布在地球表面上,估算一下地球半徑將會增加多少?(已知水的密度kg/m3

 

 

 

 

 

 

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16.(16分)內(nèi)壁光滑的導(dǎo)熱氣缸豎直浸放在盛有冰水混合物的水槽中,用不計質(zhì)量的活塞封閉壓強(qiáng)為1.0×105Pa、體積為2.0×103m3的理想氣體.現(xiàn)在活塞上方緩慢倒上沙子,使封閉氣體的體積變?yōu)樵瓉淼囊话耄缓髮飧滓瞥鏊,緩慢加熱,使氣體溫度變?yōu)?st1:chmetcnv UnitName="℃" SourceValue="127" HasSpace="False" Negative="False" NumberType="1" TCSC="0" w:st="on">127℃.

   (1)求氣缸內(nèi)氣體的最終體積;

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   (2)在p―V圖上畫出整個過程中氣缸氣體的狀態(tài)變化.(大氣壓強(qiáng)為1.0×105Pa)

 

 

 

 

 

 

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17.(16分)某地區(qū)空氣污染較嚴(yán)重,一位同學(xué)受筒裝純凈水的啟發(fā),提出用桶裝的凈化壓縮空氣供氣.設(shè)每人1min內(nèi)呼吸16次,每次吸入1atm的凈化空氣500mL,而每個桶能裝10atm的凈化空氣20L,假定這些空氣可以全部被吸收完.設(shè)溫度不變,估算一下每人每天需吸多少桶凈化空氣,請你對這位同學(xué)的提議做出評價.

 

 

 

 

 

 

 

 

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18.(16分)如圖所示,圓柱形氣缸A、B的直徑相同,B是封閉的,氣缸內(nèi)各部分理想氣體的壓強(qiáng)為p1=0.5×105Pa,p2=1.5×105Pa,外界大氣壓p0=1.0×105Pa,初溫均為27℃,l1=30cm,l2=16cm,l3=8cmA、B內(nèi)兩活塞用硬細(xì)桿相連處于靜止?fàn)顟B(tài),忽略一切摩擦,欲使B內(nèi)兩部分氣體壓強(qiáng)相等,須使A的溫度升高多少?(表示B內(nèi)溫度不變)

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1.答案:C    布朗運(yùn)動反映了懸浮小顆粒外部液體分子在不停地做無規(guī)則的熱運(yùn)動,A錯;分子間的作用力隨距離的增大而減小,B錯;C是熱力學(xué)第三定律內(nèi)容,正確;熱量不能自發(fā)地由低溫物體傳給高溫物體,但在消耗其他形式能量時可以做到,因此D錯.

2.答案:AC   本題考查了分子熱運(yùn)動的基礎(chǔ)知識和基礎(chǔ)的人文知識,形式新穎活潑. “天光云影共徘徊”是朱熹《觀書有感》詩中“半畝方塘一鑒開,天光云影共徘徊.問渠那得清如許,為有源頭活水來”的一句,是光的反射現(xiàn)象;“隔墻花影動,疑是玉人來”是王實甫的《西廂記》中的一句,是月光成影的光學(xué)現(xiàn)象.

3.答案:BD   封閉氣體的體積不變,溫度升高時,氣體分子的平均動能增大,壓強(qiáng)增大.而分子的密集程度不變,所以氣體分子的密度不變.壓強(qiáng)增大,每秒撞擊單位面積器壁的氣體分子數(shù)增多.

4.答案:BCD  A選項是由于浮力和重力相平衡,其余的都與表面張力有關(guān).

5.答案:D     根據(jù)理想氣體溫度、壓強(qiáng)和體積之間的關(guān)系可知,一定質(zhì)量的理想氣體,在溫度不變的條件下,分子的平均動能不變,壓強(qiáng)增大,體積一定減小,氣體密度增大,C錯,D正確;由體積減小可知外界對氣體做功,B錯;由熱力學(xué)第一定律可知,外界對氣體做功而內(nèi)能不變,可判斷氣體向外界放熱,A錯.

6.答案:D   由于汽缸及活塞絕熱,所以外界對氣體做功,氣體內(nèi)能必然增大,溫度升高,即不可能回到原來狀態(tài),D選項正確.

7.答案:ACD    氣缸整體是絕熱的,當(dāng)移動活塞P時,有外力對系統(tǒng)做功,根據(jù)熱力學(xué)第一定律,系統(tǒng)的內(nèi)能要增加,因此從整體上講,甲、乙的內(nèi)能都要增加,但外力并沒有直接對甲做功,甲的內(nèi)能之所以增加是因為吸收了熱量,而乙放出熱量,所以ACD正確.

8.答案:B   乙分子從ab,再到c的過程中,分子之間均表現(xiàn)為引力,所以乙分子始終做加速運(yùn)動,且到達(dá)c點時速度最大,故A錯誤,B正確,C錯誤.乙分子由bc的過程,分子引力做正功,故兩分子間的分子勢能減小,而從c到d的過程分子間為斥力,做負(fù)功,分子間的勢能增加,故D錯誤.

9.答案:AB    根據(jù)熱力學(xué)第一定律ㄓU=Q+W可知,對氣體加熱,氣體的內(nèi)能不一定增加,則選項A正確;絕對零度是低溫物體的極限,不可能達(dá)到,則選項B正確;溫度是物體分子平均動能大小的標(biāo)志,物體溫度升高,物體中分子熱運(yùn)動加劇,其分子平均動能增加,但不是每個分子的平均動能都增加,則選項C錯誤;理想氣體中分子間無相互作用力,壓縮封閉在氣缸中一定質(zhì)量的理想氣體,難度越來越大是因為壓強(qiáng)增大的原因,則選項D錯誤.

10.答案:D  當(dāng)液面由a位置上升到b位置時,管內(nèi)氣體體積減小,表明溫度降低,管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)減小,管內(nèi)氣體分子的平均動能減小,氣體內(nèi)能減。

11.(8分)答案:(1)115~120都對  (2分)(2)都對(2分)(3)讓油膜在水面上形成單分子油膜(2分)(4)(2分)

12.答案:(1)還需要用刻度尺.(3分)

   (2)實驗的主要步驟是:將細(xì)玻璃管水平放置,用刻度尺量出水銀柱長h(cm)和封閉空氣柱長l1(cm);將細(xì)玻璃管開口向上豎直放置,用刻度尺量出封閉空氣柱長l2(cm).(3分)

   (3)設(shè)玻璃管的截面積為S,兩種情況下空氣的狀態(tài)參量分別為p1=p0V1=l1S,p2=p0+h(mmHg),V2=l2S

由玻意耳定律p0l1S=(p0+h)l2S

得大氣壓為p0=l1h/(l1l2). (3分)

13.解析:空氣柱在體外時的狀態(tài)參量為p1=760mmHg,V1=5mL,T1=300K(3分)

空氣柱在體內(nèi)在收縮壓時的狀態(tài)參量為p2=120mmHg,T2=310K(2分)

由理想氣體狀態(tài)方程得,空氣柱在收縮壓下的體積為V2=p1V1T2/T1p2=32.17mL(3分)

空氣柱在體內(nèi)擴(kuò)張壓時的狀態(tài)參量為p3=80mmHg,T3=310K(3分)

由理想氣體狀態(tài)方程得,空氣柱在擴(kuò)張壓下的體積為V3=p1V1T3/T1p3=49.1mL(3分)

14.解析:設(shè)球在第一次運(yùn)動到最低點時的速度為v,則根據(jù)牛頓第二定律得, (5分)

根據(jù)熱力學(xué)第一定律和能量守恒定律可知,球由靜止釋放到第一次運(yùn)動到最低點的過程中汽缸中的氣體增加的內(nèi)能ㄓE為(5分)

聯(lián)立兩式、代入數(shù)值得ㄓE=228J. (4分)

15.解析:(1)能(2分)

因為大氣壓強(qiáng)是由大氣重力產(chǎn)生的,由(2分)

(2分)

把查閱得到的數(shù)據(jù)代入上式得,kg(2分)

大氣層空氣的分子數(shù)為個(2分)

(2)可求出液化后空氣的體積為:m3(2分)

設(shè)大氣液化后液體水分布在地球表面上時,地球半徑增加h,則有

,考慮到h遠(yuǎn)小于R,忽略h的二次項和三次項得,

m. (2分)

16.解析:(1)在活塞上方倒沙的過程中溫度保持不變,對氣體,由玻意耳定律得,p0V0=p1V1,代入數(shù)據(jù),得p1=V0p0/V1=2.0×10-3×1.0×105/1.0×10-3Pa=2.0×105Pa(5分)

在緩慢加熱到127℃的過程中,氣體壓強(qiáng)保持不 

變,由蓋?呂薩克定律得,V1/T0=V2/T2,

V2=T2V1/T0=(273+127)×1.0×10-3/273m3

=1.47×103m3(5分)

   (2)在整個物理過程中畫在p―V圖上,

如圖所示. (6分)

17.解析:每人每天所吸1atm凈化空氣的體積為

V=(16×60×24)×500mL=1.152×104L,(4分)

由玻意耳定律可知,每桶10atm的凈化空氣轉(zhuǎn)化為1atm時的體積為V/=10×20/1L=200L(4分)

故每人每天需要凈化空氣的桶數(shù)為n=V/V/=1.152×104/200=57.6≈58桶(4分)

由此可見,這個方案并不現(xiàn)實. (4分)

18.解析:因活塞處于靜止?fàn)顟B(tài),由平衡條件得,(p0p1)S=(p2p2)S

代入數(shù)據(jù)得p3=1.0×105Pa(2分)

B內(nèi)左側(cè)氣體有p2l2S=pl2/S②(2分)

B內(nèi)右側(cè)氣體有p3l3S=pl3/S③(2分)

l2+l3=l2/+l3/=(16+8)cm=24cm④(2分)

聯(lián)立②③④得l3/=6cm(2分)

活塞右移ㄓx=l3l3/=2cm,當(dāng)B內(nèi)兩側(cè)壓強(qiáng)相等時,

對活塞由平衡條件得,(p1/p0)S=(p-p0)S

解得p1/=p0=1.0×105Pa(2分)

A內(nèi)氣體由理想氣體的狀態(tài)方程得,p1l1S/T1= p1/l1/S/T1/,其中l1/=(30+2)cm=32cm

即有0.5×30S/300=1×32S/T1/

解得T1/=640K(2分)

A內(nèi)溫度升高T=T1/T1=340K(2分)

 


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