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
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
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
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（ ）
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)
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（ ）
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
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，a、b、c、d為x軸上四
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a到b做加速運動，由b到c做減速運動
B．乙分子由a到c做加速運動，到達c時速度最大
C．乙分子由a到c的過程，動能先增后減
D．乙分子由b到d的過程，兩分子間的分子勢能一直增加
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，絕對零度是不能達到的
C．物體溫度升高，物體中分子熱運動加劇，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
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
為Ek1，氣體壓強為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
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
（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
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)在要用它測定大氣壓，那么
（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，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
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．
（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）
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圖上畫出整個過程中氣缸氣體的狀態(tài)變化．（大氣壓強為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動，且到達c點時速度最大，故A錯誤，B正確，C錯誤．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=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（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
得
，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
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，(p0－p1)S=(p2－p2)S ①
代入數(shù)據(jù)得p3=1.0×105Pa（2分）
對B內(nèi)左側(cè)氣體有p
對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/=
對活塞由平衡條件得，(p1/－p0)S=(p－p0)S
解得p1/=p0=1.0×105Pa（2分）
對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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