第1讲 分子动理论 气体及热力学定律
1．(2024·怀化模拟)(1)下列说法中正确的是________． A．扩散现象不仅能发生在气体和液体中，固体中也可以 B．岩盐是立方体结构，粉碎后的岩盐不再是晶体
C．地球大气的各种气体分子中氢分子质量小，其平均速率较大，更容易挣脱地球吸引而逃逸，因此大气中氢含量相对较少
D．从微观角度看气体压强只与分子平均动能有关 E．温度相同的氢气和氧气，分子平均动能相同
(2)一气象探测气球，在充有压强为76 cmHg、温度为27 ℃的氢气时，体积为3.5 m3.当气球上升到6.50 km高空的过程中，气球内氢气的压强逐渐减小，但通过加热使气体温度保持不变，气球到达的6.50 km处的大气压强为36.0 cmHg，这一高度气温为－48.0 ℃，以后保持气球高度不变．求：
①气球在6.50 km处的体积．
②当氢气的温度等于－48.0 ℃后的体积．
解析：(1)扩散现象也可以在固体中发生，A项正确．粉碎后的岩盐颗粒仍具有立方体结构，仍为晶体，B项错误．从微观角度看气体压强与分子平均动能和气体分子密集程度两个因素有关，D项错误．根据分子动理论，分子的平均动能取决于1
温度，与分子种类无关，E项正确．由于各种气体分子的平均动能mv2相等，氢气
2分子的平均速率最大，C项正确．
(2)①气球上升过程是一个等温变化过程，有：p1V1＝p2V2，解得V2≈7.39 m. V2V3
②气球在6.50 km处时，气体是一个等压变化过程，有：＝，解得V3≈5.54
T1T2
m3.
答案：(1)ACE (2)①7.39 m ②5.54 m 2．(1)下列说法中正确的是________．
3
3
3
A．已知水的摩尔质量和水分子的质量，就可以计算出阿伏加德罗常数 B．布朗运动说明分子在永不停息地做无规则运动
C．两个分子由很远(r＞10－9 m)距离减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大，分子势能不断增大
D．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用
E．物体的温度升高，则物体中所有分子的分子动能都增大
(2)在大气中有一水平放置的固定圆筒，它由a、b和c三个粗细不同的部分连1
接而成，各部分的横截面积分别为2S、S和S.已知大气压强为p0，温度为T0.两活
2塞A和B用一根长为4L的不可伸长的轻杆相连，把温度为T0的空气密封在两活塞之间，此时两活塞的位置如图所示．现对被密封的气体加热，其温度缓慢上升到T，若活塞与圆筒壁之间的摩擦可忽略，此时两活塞之间气体的压强为多少？
解析：(1)NA＝
Mmol
，故A正确；布朗运动是分子热运动的实验基础，B正确；当m0
r＝r0时，分子力为0，两分子从很远到很近，分子力先增大后减小再增大，分子势能先减小后增大，C错误；表面张力使液体表面积最小为球形，D正确；物体的温度升高，分子的平均动能增大，并不是所有分子动能都增大，E错误．
(2)开始升温过程中封闭气体做等压膨胀，直至B活塞左移L为止．设B刚好左移L距离对应的温度为T′，则
11
L×2S＋2L×S＋LS2L×2S＋2L×S22
＝ T0T′5
得T′＝T0
4
5
所以，若T≤T0，p＝p0
45p′×5LSp0×4LS若T＞T0，由＝
4TT0得p′＝
4T
p0. 5T0
554T
答案：(1)ABD (2)若T≤T0，p＝p0；若T＞T0，p′＝p0
445T03．(2024·高考全国卷Ⅰ，T33，15分)
(1)一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其p－T图象如图所示．下列判断正确的是________．
A．过程ab中气体一定吸热 B．过程bc中气体既不吸热也不放热
C．过程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)一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形汽缸内．汽缸壁导热良好，活塞可沿汽缸壁无摩擦地滑动．开始时气体压强为p，活塞下表面相对于汽缸底部的高度为h，外界温度为T0.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.若此后外界的温度变为T，求重新达到平衡后气体的体积．已知外界大气的压强始终保持不变，重力加速度大小为g.
pV
解析：(1)对一定质量的理想气体，由＝C进行状态分析．由热力学第一定律
T
ΔU＝W＋Q进行吸放热、做功分析．
在不同坐标系中要注意各种图象的不同，从图象中找出体积、温度、压强的变化情况．由题p－T图象可知过程ab是等容变化，温度升高，内能增加，体积不变，由热力学第一定律可知过程ab一定吸热，选项A正确；过程bc温度不变，即内能不变，由于过程bc体积增大，所以气体对外做功，由热力学第一定律可知，气体一定吸收热量，选项B错误；过程ca压强不变，温度降低，内能减少，体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，放出的热量一定大于外界对气体做的功，选项C错误；温度是分子平均动能的标志，由题p－T图象可知，a状态气体温度最低，则分子平均动能最小，选项D正确；b、c两状态温度相等，分子平均动能相等，由于压强不相等，所以单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同，选项E正确．
(2)求理想气体状态参数时，要找出初末状态，然后由理想气体状态方程列方程求解．
设汽缸的横截面积为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
1??
phS＝(p＋Δp)?h－h?S①
4??1
解得Δp＝p②
3
外界的温度变为T后，设活塞距底面的高度为h′，根据盖－吕萨克定律，得 1??
?h－h?S
4?h′S?
＝③ T0T解得h′＝
3T
h④ 4T0
mg⑤ S
据题意可得Δp＝
气体最后的体积为V＝Sh′⑥
联立②④⑤⑥式得V＝
9mghT
. 4pT0
答案：(1)ADE (2)
9mghT
4pT0
4．(1)关于一定量的气体，下列说法正确的是________．
A．气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和
B．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 C．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零 D．气体从外界吸收热量，其内能一定增加 E．气体在等压膨胀过程中温度一定升高
(2)如图，A容器容积为10 L，里面充满12 atm、温度为300 K的理想气体，B容器是真空，现将A中气体温度升高到400 K，然后打开阀门S，将A中的气体释放一部分到B容器，当A容器内压强降到4 atm时，关闭阀门，这时B容器内的压强是3 atm.不考虑气体膨胀过程中温度的变化，求B容器的容积．
解析：(1)气体分子在空间可自由移动，因此气体体积应是气体分子所能到达的空间的体积，选项A正确；分子热运动的剧烈程度与温度有关，温度越高，分子热运动越剧烈，选项B正确；气体压强的大小等于气体作用在器壁单位面积上的压力，与失、超重无关，选项C错误；气体吸收热量的同时可对外做功，内能不一定增加，V1V2
选项D错误；气体等压膨胀，由＝可知温度一定升高，选项E正确．
T1T2
(2)设A容器容积为VA＝10 L，温度T0＝300 K时，压强为p0＝12 atm；温度升p0p1
高到T1＝400 K时，压强为p1，根据查理定律有＝
T0T1
解得p1＝16 atm
优化方案2024届高三物理二轮复习 第一部分 专题六 选考模块 第1讲 分子动理论气体及热力学定律课时演练知能
