2009高考物理專題沖刺六
（命題范圍： 分子動(dòng)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(shí)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(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確．全部選對(duì)的得4分，選不全的得3分，有選錯(cuò)或不答的得0分）
1．以下說法正確的是 （ ）
A．布朗運(yùn)動(dòng)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(dòng)
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(duì)大量事實(shí)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
2．下列詞語或陳述中，與分子熱運(yùn)動(dòng)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(dòng)，疑是玉人來
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(shí)，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(dòng)能減小 D．每秒撞擊單位面積器壁的氣體分子數(shù)增多
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
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(duì)外界做了功
C．分子的平均動(dòng)能增大 D．密度增大
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(dòng)一段距離，在此過程中氣體吸熱，對(duì)外做功，此功用W1表示．然后設(shè)法將
汽缸及活塞絕熱，推動(dòng)活塞壓縮氣體，此過程中外界對(duì)氣體做功用W2表示，則（ ）
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(shí)現(xiàn)
7．如圖所示，固定容器及可動(dòng)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(dòng)一段距離，已知?dú)怏w的溫度隨其內(nèi)能的
增加而升高，則在移動(dòng)P的過程中（ ）
A．外力對(duì)乙做功，乙的內(nèi)能增加
B．外力對(duì)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
8．如圖所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子位于x軸上，甲分子對(duì)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，a、b、c、d為x軸上四
個(gè)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a到b做加速運(yùn)動(dòng)，由b到c做減速運(yùn)動(dòng)
B．乙分子由a到c做加速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)c時(shí)速度最大
C．乙分子由a到c的過程，動(dòng)能先增后減
D．乙分子由b到d的過程，兩分子間的分子勢(shì)能一直增加
9．下面的敘述正確的是（ ）
A．對(duì)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(duì)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(dòng)加劇，所有分子的動(dòng)能都會(huì)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
10．如圖所示伽利略設(shè)計(jì)的世界上第一個(gè)溫度計(jì)示意圖，上部是一個(gè)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(shí)先給球形容器微微加熱，跑出一些空氣，插入液體時(shí)，帶色液體上升到管
內(nèi)某一高度．測(cè)量時(shí)球形容器與所測(cè)物質(zhì)接觸．
已知外界大氣壓為p，并保持不變，所測(cè)溫度為t1
時(shí)，管內(nèi)液面在a位置，管內(nèi)氣體分子的平均動(dòng)能
為Ek1，氣體壓強(qiáng)為p1，管內(nèi)氣體內(nèi)能為E1。所測(cè)
溫度為t2時(shí)，管內(nèi)液面在b位置，其他三個(gè)量分別
為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）
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(cè)分子大小”實(shí)驗(yàn)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(cè)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(cè)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
（1）油酸薄膜的面積是 cm2．
（2）實(shí)驗(yàn)測(cè)出油酸分子的直徑是 m．（結(jié)果保留兩位
有效數(shù)字）
（3）實(shí)驗(yàn)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(cè)分子的大小和阿伏加德羅常
數(shù)，如果已知體積為
的一滴油在水面上散開形成的單
分子油膜的面積為
，這種油的密度為
，摩爾質(zhì)量為
，則阿伏加德羅常數(shù)的表達(dá)式為
．
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(cè)定大氣壓，那么
（1）還需要什么器材？
（2）說明實(shí)驗(yàn)的主要步驟；
（3）用實(shí)驗(yàn)中測(cè)量的物理量列出大氣壓的表達(dá)式．
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(jì)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(shí)，不慎將5mL的空氣柱輸入體內(nèi)，會(huì)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
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
15．（14分）某學(xué)校物理興趣小組組織開展一次探究活動(dòng)，想估算地球周 圍大氣層空氣的分子個(gè)數(shù)．一學(xué)生通過網(wǎng)上搜索，查閱得到以下幾個(gè)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(gè)/mol．
（1）這位同學(xué)根據(jù)上述幾個(gè)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(qǐng)說明理由；若不能，也請(qǐng)說明理由．
（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(huì)增加多少？（已知水的密度
kg/m3）
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(jì)質(zhì)量的活塞封閉壓強(qiáng)為1.0×105Pa、體積為2.0×10－
（1）求氣缸內(nèi)氣體的最終體積；
（2）在p―V圖上畫出整個(gè)過程中氣缸氣體的狀態(tài)變化．（大氣壓強(qiáng)為1.0×105Pa）
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(gè)桶能裝10atm的凈化空氣
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
1．答案：C 布朗運(yùn)動(dòng)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(dòng)，A錯(cuò)；分子間的作用力隨距離的增大而減小，B錯(cuò)；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(shí)可以做到，因此D錯(cuò)．
2．答案：AC 本題考查了分子熱運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí)和基礎(chǔ)的人文知識(shí)，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(dòng)，疑是玉人來”是王實(shí)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(shí)，氣體分子的平均動(dòng)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(xiàng)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(dòng)能不變，壓強(qiáng)增大，體積一定減小，氣體密度增大，C錯(cuò)，D正確；由體積減小可知外界對(duì)氣體做功，B錯(cuò)；由熱力學(xué)第一定律可知，外界對(duì)氣體做功而內(nèi)能不變，可判斷氣體向外界放熱，A錯(cuò)．
6．答案：D 由于汽缸及活塞絕熱，所以外界對(duì)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(xiàng)正確．
7．答案：ACD 氣缸整體是絕熱的，當(dāng)移動(dòng)活塞P時(shí)，有外力對(duì)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(duì)甲做功，甲的內(nèi)能之所以增加是因?yàn)槲樟藷崃�，而乙放出熱量，所以ACD正確．
8．答案：B 乙分子從a到b，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(dòng)，且到達(dá)c點(diǎn)時(shí)速度最大，故A錯(cuò)誤，B正確，C錯(cuò)誤．乙分子由b到c的過程，分子引力做正功，故兩分子間的分子勢(shì)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(shì)能增加，故D錯(cuò)誤．
9．答案：AB 根據(jù)熱力學(xué)第一定律ㄓU=Q+W可知，對(duì)氣體加熱，氣體的內(nèi)能不一定增加，則選項(xiàng)A正確；絕對(duì)零度是低溫物體的極限，不可能達(dá)到，則選項(xiàng)B正確；溫度是物體分子平均動(dòng)能大小的標(biāo)志，物體溫度升高，物體中分子熱運(yùn)動(dòng)加劇，其分子平均動(dòng)能增加，但不是每個(gè)分子的平均動(dòng)能都增加，則選項(xiàng)C錯(cuò)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?yàn)閴簭?qiáng)增大的原因，則選項(xiàng)D錯(cuò)誤．
10．答案：D 當(dāng)液面由a位置上升到b位置時(shí)，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(dòng)能減小，氣體內(nèi)能減�。�
11．（8分）答案：（1）115～120都對(duì) （2分）（2）
～
都對(duì)（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(shí)驗(yàn)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=p0，V1=l1S，p2=p0+h(mmHg)，V2=l2S
由玻意耳定律p
得大氣壓為p0=l1h/(l1－l2)． （3分）
13．解析：空氣柱在體外時(shí)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(shí)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(shí)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(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)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(dòng)到最低點(diǎn)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?yàn)榇髿鈮簭?qiáng)是由大氣重力產(chǎn)生的，由
（2分）
得
（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(gè)（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(shí)，地球半徑增加h，則有
得
，考慮到h遠(yuǎn)小于R，忽略h的二次項(xiàng)和三次項(xiàng)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(duì)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
變，由蓋?呂薩克定律得，V1/T0=V2/T2，
∴V2=T2V1/T0=(273+127)×1.0×10－3/273m3
=1.47×10－
（2）在整個(gè)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×
由玻意耳定律可知，每桶10atm的凈化空氣轉(zhuǎn)化為1atm時(shí)的體積為V/=10×20/1L=
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(gè)方案并不現(xiàn)實(shí)． （4分）
18．解析：因活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)，由平衡條件得，(p0－p1)S=(p2－p2)S ①
代入數(shù)據(jù)得p3=1.0×105Pa（2分）
對(duì)B內(nèi)左側(cè)氣體有p
對(duì)B內(nèi)右側(cè)氣體有p
又l2+l3=l2/+l3/=（16+8）cm=
聯(lián)立②③④得l3/=
活塞右移ㄓx=l3－l3/=
對(duì)活塞由平衡條件得，(p1/－p0)S=(p－p0)S
解得p1/=p0=1.0×105Pa（2分）
對(duì)A內(nèi)氣體由理想氣體的狀態(tài)方程得，p
即有0.5×30S/300=1×32S/T1/
解得T1/=640K（2分）
A內(nèi)溫度升高ㄓT=T1/－T1=340K（2分）
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