2009高考物理專題沖刺六
（命題范圍： 分子動理論、物態和物態變化、熱力學定律）
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部分子在不停地做無規則的熱運動
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．封閉在氣缸內一定質量的氣體，如果保持氣體體積不變，當溫度升高時，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增多
4．下列哪些現象主要與液體的表面張力有關 （ ）
A．木塊漂浮在水面上 B．雨滴幾乎成球形
C．液體流不過網眼很密的篩子 D．皂水的水面托住小的硬幣
5．一定質量的理想氣體，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，缸內盛有氣體，缸外恒溫環境，汽缸壁是導熱的．現將
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，且W1<W2
B．有可能使氣體回到原來狀態，且W1=W2
C．有可能使氣體回到原來狀態，且W1>W2
D．上面A、B、C三種說法都不可能實現
7．如圖所示，固定容器及可動活塞P都是絕熱的．中間有一導熱的固定隔板B，B的兩邊分
別盛有氣體甲和乙．現將活塞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，乙的內能增加
B．外力對甲做功，甲的內能增加
C．甲吸收來自乙的熱量，從而內能增加
D．甲吸熱，乙放熱，甲、乙內能都增加
8．如圖所示，甲分子固定在坐標原點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，氣體的內能不一定增大
B．不論技術手段如何先進，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，里面有一定質量的空氣，下部是一根細管，細管插入帶色液體中，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
內某一高度．測量時球形容器與所測物質接觸．
已知外界大氣壓為p，并保持不變，所測溫度為t1
時，管內液面在a位置，管內氣體分子的平均動能
為Ek1，氣體壓強為p1，管內氣體內能為E1。所測
溫度為t2時，管內液面在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，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．（結果保留兩位
有效數字）
（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，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
，摩爾質量為
，則阿伏加德羅常數的表達式為
．
12．（12分）如圖所示，在一根一端封閉的粗細均勻的細玻璃管中有一小段水銀柱，封閉著一定質量的空氣，現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，有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位．
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，會造成空氣栓塞，致使病人死亡．設空氣柱在輸入體內前的壓強為760mmHg，溫度為
4．（14分）如圖所示，內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．一學生通過網上搜索，查閱得到以下幾個物理量數據：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，空氣的平均摩爾質量
kg/mol，阿伏加德羅常數
個/mol．
（1）這位同學根據上述幾個物理量能估算出地球周圍大氣層空氣
的分子數嗎？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）內壁光滑的導熱氣缸豎直浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不計質量的活塞封閉壓強為1.0×105Pa、體積為2.0×10－
（1）求氣缸內氣體的最終體積；
（2）在p―V圖上畫出整個過程中氣缸氣體的狀態變化．（大氣壓強為1.0×105Pa）
17．（16分）某地區空氣污染較嚴重，一位同學受筒裝純凈水的啟發，提出用桶裝的凈化壓縮空氣供氣．設每人1min內呼吸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是熱力學第三定律內容，正確；熱量不能自發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知識和基礎的人文知識，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，是月光成影的光學現象．
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．
5．答案：D 根據理想氣體溫度、壓強和體積之間的關系可知，一定質量的理想氣體，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；由熱力學第一定律可知，外界對氣體做功而內能不變，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，氣體內能必然增大，溫度升高，即不可能回到原來狀態，D選項正確．
7．答案：ACD 氣缸整體是絕熱的，當移動活塞P時，有外力對系統做功，根據熱力學第一定律，系統的內能要增加，因此從整體上講，甲、乙的內能都要增加，但外力并沒有直接對甲做功，甲的內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，做負功，分子間的勢能增加，故D錯誤．
9．答案：AB 根據熱力學第一定律ㄓU=Q+W可知，對氣體加熱，氣體的內能不一定增加，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 當液面由a位置上升到b位置時，管內氣體體積減小，表明溫度降低，管內氣體的壓強減小，管內氣體分子的平均動能減小，氣體內能減小．
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）設玻璃管的截面積為S，兩種情況下空氣的狀態參量分別為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參量為p1=760mmHg，V1=5mL，T1=300K（3分）
空氣柱在體內在收縮壓時的狀態參量為p2=120mmHg，T2=310K（2分）
由理想氣體狀態方程得，空氣柱在收縮壓下的體積為V2=p1V1T2/T1p2=32.17mL（3分）
空氣柱在體內擴張壓時的狀態參量為p3=80mmHg，T3=310K（3分）
由理想氣體狀態方程得，空氣柱在擴張壓下的體積為V3=p1V1T3/T1p3=49.1mL（3分）
14．解析：設球在第一次運動到最低點時的速度為v，則根據牛頓第二定律得，
（5分）
根據熱力學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能ㄓE為
（5分）
聯立兩式、代入數值得ㄓE=228J． （4分）
15．解析：（1）能（2分）
因為大氣壓強是由大氣重力產生的，由
（2分）
得
（2分）
把查閱得到的數據代入上式得，
kg（2分）
大氣層空氣的分子數為
個（2分）
（2）可求出液化后空氣的體積為：
m3（2分）
設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，代入數據，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，這個方案并不現實． （4分）
18．解析：因活塞處于靜止狀態，由平衡條件得，(p0－p1)S=(p2－p2)S ①
代入數據得p3=1.0×105Pa（2分）
對B內左側氣體有p
對B內右側氣體有p
又l2+l3=l2/+l3/=（16+8）cm=
聯立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內氣體由理想氣體的狀態方程得，p
即有0.5×30S/300=1×32S/T1/
解得T1/=640K（2分）
A內溫度升高ㄓT=T1/－T1=340K（2分）
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