热学一轮复习模拟题及答案.docx

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热学一轮复习模拟题及答案

1.

（1）如图所示，一个导热气缸竖直放置，气缸内封闭有一定质量的气体，活塞与气缸壁紧密接触，可沿汽缸壁无摩擦地上下移动。

若大气压保持不变，而环境温度缓慢升高，在这个过程中　　（填入正确选项前的字母，选对1个得2分，选对2个得4分，全部选对得5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）。

A．汽缸内每个分子的动能都增大

B．封闭气体对外做功

C．汽缸内单位体积内的分子数增多

D．封闭气体吸收热量

E．汽缸内单位时间内撞击活塞的分子数减少

（2）如图所示为火灾报警器的原理图，竖直放置的玻璃试管中装入水银，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发出响声．在27℃时，下端封闭的空气柱长为L1＝20cm，水银柱上表面与导线端点的距离为L2＝10cm，管内水银柱的重量为10N，横截面积为1cm2，大气压强P0＝1.0×105Pa，问：

（1）当温度达到多少时报警器会报警?

（2）如果温度从27℃升到报警温度的过程中，封闭空气柱从外界吸收的热量为20J，则空气柱的内能增加了多少?

2.

（1）（6分）关于固体、液体和气体，下列说法正确的是         。

（填正确答案标号。

选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分。

每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A．固体可以分为晶体和非晶体两类，非晶体和多晶体都没有确定的几何形状

B．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些多晶体相似，具有各向同性

C．在围绕地球运行的天宫一号中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果

D．空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近同一温度时水的饱和汽压

E．大量气体分子做无规则运动，速率有大有小、，但分子的速率按“中间少，两头多”的规律分布

（2）（9分）如图所示，在一辆静止的小车上，竖直固定着两端开口、内径均匀的U形管，U形管的竖直部分与水平部分的长度均为l，管内装有水银，两管内水银面距管口均为

。

现将U形管的左端封闭，并让小车水平向右做匀加速直线运动，运动过程中U形管两管内水银面的高度差恰好为

。

已知重力加速度为g，水银的密度为ρ，大气压强为p0=ρgl，环境温度保持不变，求

（ⅰ）左管中封闭气体的压强p；

（ⅱ）小车的加速度a。

3、

（1）下列说法正确的有__________（填入正确选项前的字母）。

A．1g水中所含的分子数目和地球的总人口数差不多

B．气体对容器壁的压强，是由气体分子对容器壁的频繁碰撞造成的

C．物体内能增加，温度不一定升高

D．物体温度升高，内能不一定增加

E．能量在转化过程中守恒，所以我们可以将失去的能量转化回我们可以利用的能量，以解决能源需求问题

（2）一端开口的极细玻璃管开口朝下竖直立于水银槽的水银中，初始状态管内外水银面的高度差为l0=62cm，系统温度27℃。

因怀疑玻璃管液面上方存在空气，现从初始状态分别进行两次试验如下：

①保持系统温度不变，将玻璃管竖直向上提升2cm（开口仍在水银槽液面以下），结果液面高度差增加1cm；②将系统温度升到77℃，结果液面高度差减小1cm。

已知玻璃管内粗细均匀，空气可看成理想气体，热力学零度可认为为-273℃。

求：

（i）实际大气压为多少cmHg？

（ii）初始状态玻璃管内的空气柱有多长？

4、

（1）（5分）下列说法正确的是：

A．单晶体具有规则的几何形状，而非晶体则没有规则的几何形状

B．毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系

C．气体的温度升高时，所有分子的速率均增大

D．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能不可能相同

（2）（10分）如图所示，有一圆柱形汽缸，上部有一固定开口挡板，汽缸内壁的高度是2L，一个很薄质量为m=0.4kg的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞的面积为2cm2，开始时活塞处在离底部L高处，外界大气压为1.0×105Pa，温度为27℃，现对气体加热，求：

①活塞恰上升到气缸上部挡板处时气体的温度是多少℃；

②当加热到427℃时，气体的压强（结果保留三位有效数字）。

5、（15分）

（1）下列说法中正确的是____________。

（填正确答案标号）

  A．由阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可以估算该种气体分子的直径

  B．两分子相互靠近的过程中，分子势能可能增大

  C．物体吸收热量时，它的内能不一定增加

  D．随着科技的进步，可以把物体的温度降低到-300℃

E．容器中的气体对器壁的压强是由于大量气体分子对容器壁的碰撞而产生的

（2）（9分）地面上水平放置一个足够长的容器连同封闭在内的气体质量为M=9.0kg，制成容器的材料导热性能良好，与地面间的动摩擦因数为

=0.40

。

将气体封闭的活塞质量为m=1.0kg，活塞与器壁接触光滑且密封良好，活塞面积为S=20。

初始时，整个装置静止，活塞与容器底的距离

=8.0cm。

现用逐渐增大的水平拉力F向右拉活塞，使活塞始终相对气缸缓慢移动，近似认为最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，已

知大气压

=1.0×10

Pa，重力加速度g=10

。

求拉力为30N和50N时，活塞与容器底之间的距离之比。

6、

（1）下列说法正确的是。

（填正确答案标号。

）

A．气体扩散现象表明气体分子间存在斥力

B．对于同一理想气体，温度越高，分子平均动能越大

C．热量总是自发的从分子平均动能大的物体传递到分子平均动能小的物体

D．用活塞压缩气缸内的理想气体，对气体做了3．0x105）的功，同时气体向外界放出1．5×105J的热量，则气体内能增加了1．5×105J

E．在阳光照射下，可以观察到教室空气中飞舞的灰尘做无规则运动，灰尘的运动属于布朗运动

（2）（9分）如图所示，两端开口的气缸水平固定，A、B是两个厚度不计的活塞，可在气缸内无摩擦滑动。

面积分别为S1=20cm2，S2=10cm2，它们之间用一根细杆连接，B通过水平细绳绕过光滑的定滑轮与质量为M=2kg的重物C连接，静止时气缸中的气体温度T1=600K，气缸两部分的气柱长均为L，已知大气压强p0=1×105Pa，取g=10m/s2,缸内气体可看作理想气体。

①活塞静止时，求气缸内气体的压强；

②若降低气缸内气体的温度，当活塞A缓慢向右移动时，求气缸内气体的温度。

7、

（1）（5分）一定质量的理想气体（分子力不计），体积由V膨胀到V′.如果通过压强不变的过程实现，对外做功大小为W1，传递热量的值为Q1，内能变化为ΔU1；如果通过温度不变的过程来实现，对外做功大小为W2，传递热量的值为Q2，内能变化为ΔU2，则：

（单项选择题）

A．W1>W2，Q1ΔU2    B．W1>W2，Q1>Q2，ΔU1>ΔU2

C．W1ΔU2   D．W1＝W2，Q1>Q2，ΔU1>ΔU2

（2）（10分）如图所示，一圆柱形绝热容器竖直放置，通过绝热活塞封闭着摄氏温度为t1的理想气体，活塞的质量为m，横截面积为S，与容器底部相距h1现通过电热丝给气体加热一段时间，使其温度上升到t2，若这段时间内气体吸收的热量为Q，已知大气压强为p0，重力加速度为g，求：

（1）气体的压强． 

（2）这段时间内活塞上升的距离是多少？

（3）这段时间内气体的内能如何变化，变化了多少？

8、

（1）（5分）一定质量的理想气体（分子力不计），体积由V膨胀到V′.如果通过压强不变的过程实现，对外做功大小为W1，传递热量的值为Q1，内能变化为ΔU1；如果通过温度不变的过程来实现，对外做功大小为W2，传递热量的值为Q2，内能变化为ΔU2，则：

（单项选择题）

A．W1>W2，Q1ΔU2    B．W1>W2，Q1>Q2，ΔU1>ΔU2

C．W1ΔU2   D．W1＝W2，Q1>Q2，ΔU1>ΔU2

（2）（10分）如图所示，一圆柱形绝热容器竖直放置，通过绝热活塞封闭着摄氏温度为t1的理想气体，活塞的质量为m，横截面积为S，与容器底部相距h1现通过电热丝给气体加热一段时间，使其温度上升到t2，若这段时间内气体吸收的热量为Q，已知大气压强为p0，

重力加速度为g，求：

（1）气体的压强． 

（2）这段时间内活塞上升的距离是多少？

（3）这段时间内气体的内能如何变化，变化了多少？

9、

（1）下列叙述正确的是

A．只要知道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．只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体积

C．悬浮在液体中的固体微粒越大，布朗运动就越明显

D．当分子间的距离增大时，分子间的引力变大而斥力减小

（2）如题

（2）图所示，一直立汽缸用一质量为m的活塞封闭一定量的理想气体，活塞横截面积为S，汽缸内壁光滑且缸壁导热良好，开始时活塞被螺栓K固定。

现打开螺栓K，活塞下落，经过足够长时间后，活塞停在B点，已知AB=h，大气压强为p0，重力加速度为g，且周围环境温度保持不变。

求：

①活塞停在B点时缸内封闭气体的压强p；

②整个过程中通过缸壁传递的热量Q。

1、

（1）解析：

气缸内气体压强不变，气体发生等压变化；由于气缸是导热的，外界温度逐渐升高，缸内气体温度升高，分子平均动能增大，不一定每个分子的动能都增大，故A错误；气体温度升高，内能增加，气体体积变大，对外做功，由热力学第一定律可知，气体要吸收热量，故BD正确；气体温度升高，体积变大，汽缸内单位体积内的分子数减少，单位时间内撞击活塞的分子数减少，故C错误，E正确。

（2）解析：

（1）封闭的气体做等压变化，由

得

=450K，t2=177℃

（2）气体对外做功W′=（P0S+mg）L2=2J  ，由热力学第一定律△U=W+Q=18J。

2、[解析]固体可以分为晶体和非晶体两类，非晶体和多晶体都没有确定的几何形状，A项正确；液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些但晶体相似，具有各向异性，B错；在围绕地球运行的天宫一号中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果，C正确；．空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近同一温度时水的饱和汽压，D正确；大量气体分子做无规则运动，速率有大有小，但分子的速率按“中间多，两头少”的规律分布，E错。

解析：

（ⅰ）以左管中封闭的气体为研究对象，设U形管的横截面积为S，由玻意耳定律

解得

（ⅱ）以水平管内长为l的水银为研究对象，由牛顿运动定律

解得

3、水的摩尔质量是18g，1g水中含有的分子数为：

n＝

×6.0×1023＝3.3×1022，地球的总人数约为70亿，故A错误；气体的压强是由大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的，故B正确；物体的内能增加，但温度不一定升高，如晶体的熔化过程，吸热但温度不升高故C正确；物体温度升高，一定从外界吸热，但改变内能的方式有做功和热传递，如果吸热同时物体对外做功，物体的内能可能减小，故D正确；能量的转化或转移，都是有方向性的，因此，不是什么能量都可以利用，能量的利用是有条件的，也是有代价的，有的东西可以成为能源，有的却不能，故E错误。

（2）解析：

设大气压强相当于高为H的水银柱产生压强，初始空气柱的长度为x，则由理想气体状态方程

由第一次试验的初末状态

由第一次试验的初末状态

两式中T1和T2分别为300K和350K，依据两式可求得

H=75cm，x=12cm

故实际大气压为75cmHg，初始空气柱长12cm

4、

（1）AB解析：

单晶体具有规则的几何形状，而非晶体则没有规则的几何形状，A正确；毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系，B正确；气体的温度升高时，并非所有分子的速率均增大，c错；内能不同的物体，物体的温度可能相同，故它们分子热运动的平均动能可能相同，D正确。

（2）解析：

①开始加热活塞上升的过程封闭气体做等压变化。

设气缸横截面积为S，活塞恰上升到气缸上部挡板处时气体温度为t℃，则对于封闭气体，状态一：

T1=（27+273）K，V1=LS；状态二：

T=（t+273）K，V=2LS。

由

①　，可得

②，解得t=327℃。

②设当加热到4270C时气体的压强变为p3，在此之前活塞已上升到气缸上部挡板处。

对于封闭气体，初状

态：

T1=300K，V1=LS，p1=p0+

=1.2×105Pa；

末状态：

T3=700K，V3=2LS，  

由 

可得

代入数据得p3=1.40×105Pa 。

5、

（1）BCE解析：

只要知道液体、固体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，则摩尔体积除以阿伏伽德罗常数就是液体、固体分子的体积，可以估算该种气体分子的直径，但是对于气体，无法求出气体分子的体积，即无法估算该种气体分子的直径，A错；根据分子势能与分子之间距离图象可知，当分子之间距离r=r0时，分子势能最小，随着分子距离的增大或减小分子势能均增加，B正确；根据热力学第一定律，物体吸收热量时，它的内能不一定增加，C正确；根据热力学第三定律得知：

温度不可能降到-273℃，D错；容器中的气体对器壁的压强是由于大量气体分子对容器壁的碰撞而产生的，E正确。

解析：

地面对气缸和气体及活塞整体的最大摩擦力：

f=u（Mg+mg）=40N，当用30N的力拉活塞，拉力小于最大静摩擦力，气缸不动，气体的体积变化，设活塞平衡后气体压强为P1，由活塞受力平衡得F1+P1S=P0S， 得P1=8.5×10Pa。

设此时的活塞与气缸的距离为L1，由玻意耳定律得P0L0S=P1L1S，得L1＝

，当用50N的力拉活塞，拉力大于最大静摩擦力，气缸做匀加速运动，由牛顿第二定律对整体得F2-f=（M+m）a ，得a=1m/s2，再对活塞受力得F2+P2S-P0S=ma，得P2＝7.55×104Pa。

设此时的活塞与气缸的距离为L2，由玻意耳定律得P0L0S=P2L2S，

得L2＝

，则

。

6、

（1）BCD解析：

扩散说明分子在做无规则运动，不能说明分子间的斥力；故A错误；温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大；故B正确；

热量总是自发的从温度大的物体传递到温度低的得物体；而温度是分子平均动能的标志；故C正确；由热力学第一定律可知，△U=W+Q=3.0×105-1.5×105=1.5×105J；故内能增加，故D正确；灰尘的运动是由于对流引起的，不属于布朗运动，故E错误。

（2）①设静止时气缸内气体压强为P1，活塞受力平衡：

p1S1+p0S2=p0S1+p1S2+Mg，

代入数据解得压强P1=1.2×105Pa；  

②由活塞A受力平衡可知缸内气体压强没有变化，由盖—吕萨克定律得：

代入数据解得T2=500K。

7、

（1）在p-V图象作出等压过程和等温过程的变化图线，如图所示，根据图象与坐标轴所面积表示功，可知：

W1＞W2，第一种情况等压过程，根据

可知，气体压强不变，体积增大，因此温度升高，△U1＞0，根据热力学第一定律有：

△U1=Q1-W1，则得Q1=△U1+W1；

第二种情况等温过程，气体等温变化，△U2=0，根据热力学第一定律有△U2=Q2-W2，则得Q2=W2，由上可得△U1＞△U2．Q1＞Q2，故B项正确。

（2）

（1）分析活塞的受力情况，如图所示，根据平衡条件有

  mg+P0S=PS

由此得：

气体的压强为P=P0+

。

（2）设温度上升到t2时，活塞与容器底部相距为h2，因为气体发生等压变化，由盖•吕萨克定律得

得：

=

解得，h2=

故活塞上升了△h=h2-h1=

。

（3）气体对外做功为W=PS△h=（P0+

）S•△h=（P0S+mg）

根据热力学第一定律△U=W+Q得：

△U=Q-W=Q-（P0S+mg）

。

8、在p-V图象作出等压过程和等温过程的变化图线，如图所示，根据图象与坐标轴所面积表示功，可知：

W1＞W2，第一种情况等压过程，根据

可知，气体压强不变，体积增大，因此温度升高，△U1＞0，根据热力学第一定律有：

△U1=Q1-W1，则得Q1=△U1+W1；

第二种情况等温过程，气体等温变化，△U2=0，根据热力学第一定律有△U2=Q2-W2，则得Q2=W2，由上可得△U1＞△U2．Q1＞Q2，故B项正确。

（2）

（1）分析活塞的受力情况，如图所示，根据平衡条件有

  mg+P0S=PS

由此得：

气体的压强为P=P0+

。

（2）设温度上升到t2时，活塞与容器底部相距为h2，因为气体发生等压变化，由盖•吕萨克定律得

得：

=

解得，h2=

故活塞上升了△h=h2-h1=

。

（3）气体对外做功为W=PS△h=（P0+

）S•△h=（P0S+mg）

根据热力学第一定律△U=W+Q得：

△U=Q-W=Q-（P0S+mg）

。

9、只要知道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，A项正确；只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，只能算出气体分子模型的体积，不能算出气体分子本身的体积，B项错；悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显，C项错；当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，D项错。

（2）解析：

①设封闭气体的压强为p，活塞受力平衡

由 

得 

②由于气体的温度不变，则内能的变化

由热力学第一定律可得

，

，气体放热。

整个过程中通过缸壁传递的热量为

。