热学 一、单选题 1．两分子间的作用力与两分子间距离 r 的关系曲线如图所示。下列说法正确的是（　 ） A．当 r  r2 时，分子势能最小 r1 10r1 r1 10r1 B．在 r 由 变到 C．在 r 由 变到 的过程中，分子势能一直增大 的过程中，分子间的作用力一直做正功 r1 r2 D．在 r 由 变到 的过程中，分子间的斥力随 r 的增大而增大 2．规范佩戴医用防护口罩是预防新冠肺炎的有效措施之一、合格的医用防护口罩内侧 所用材料对水都是不浸润的，图为一水滴落在某防护口罩内侧的示意图，以下说法正 确的是（　　） A．图片中的口罩为不合格产品 B．图片中水滴形状的成因与液体表面张力有关 C．图片中水滴与口罩间附着层内水分子比水滴内部分子密集 D．该材料对所有的液体都是不浸润的 3．下列有关物质结构和分子动理论的说法，正确的是（　　） A．多晶体的物理性质表现为各向异性 B．布朗运动是液体分子的无规则运动 C．晶体熔化时吸收的热量转化为分子势能 D．液体的表面张力是由于液体表面层分子间距离较小而引起的 4．一定质量的理想气体经历状态变化，其 p  1 图线如图所示，变化顺序为 V 1 p 轴垂直， 线段与 ，图中 段延长线过坐标原点， 线段与 a �b �c �d �a ab cd da V 轴垂直，则（　　） A． c � d ，压强不变、外界对气体做功、气体放出热量 B． d � a ，压强减小、外界对气体做功、气体吸收热量 C． a � b ，压强减小、外界对气体做功、气体吸收热量 D． b � c ，压强增大、气体对外界做功、同时放出热量 5．关于以下四幅图片，说法正确的是（ ） A．图 1 为中间有隔板的绝热容器，隔板左侧装有温度为 T 的理想气体，右侧为真空现 抽掉隔板，气体的最终温度仍为 T B．在图 2 中，随着活塞上砝码个数的增加，气缸内封闭的气体越来越难压缩（始终为 气体状态），主要原因是由于随着气体体积的减小，分子间的斥力越来越大 C．图 3 为布朗运动示意图，悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间跟它相撞的液体分 子数越多，撞击作用的不平衡性表现的越明显 D．图 4 为热机能流图，随着机械制造工艺、机械材料等科学技术的不断发展，热机的 效率能达到 100% 6．如图所示，一定质量的某种理想气体从状态 A 变化到状态 B （ ） A．可通过等容变化实现 B．不可能经过体积减小的过程 C．气体一定从外界吸热 D．外界一定对气体做正功 二、多选题 7．下列说法正确的是（　　） A．布朗运动是指液体分子的无规则热运动 B．扩散现象可以在固体、液体和气体中发生，说明固体、液体和气体分子都在做热运 动 C．液体的表面张力是分子间存在相互作用力的一种表现 D．理想气体中某分子的热运动的动能增大，则气体的内能一定增大 E.气体迅速膨胀时内能一定减小 8．人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程。关于固体和液体，下列说 法正确的是（　　） A．单晶体内部沿不同方向的等长线段上微粒的个数通常是相等的 B．多晶体在熔化过程中，分子的平均动能不变 C．非晶体没有确定的熔点，其物理性质可能呈现各向异性 D．在真空中，自由下落的水滴是球形 E.从某个方向上看液晶分子排列整齐。从另一个方向看液晶分子的排列是杂乱无章的 9．一定质量的理想气体从 a 状态开始，经历三个过程 ab、bc、ca 回到 a 状态，其 p-t 图像如图所示，图中 ba 的延长线过原点 O，bc 平行于 t 轴，ca 的延长线过点（273.15℃，0）。下列判断正确的是（　　） A．过程 ab 中气体体积不变 B．过程 ab 中气体内能增加 C．过程 bc 中气体从外界吸热 D．过程 ca 中外界对气体做功 E.b 状态与 c 状态相比，c 状态时容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数 较少 10．以下关于分子动理论的说法正确的是（　　） A．布朗运动是由悬浮在液体中的固体小颗粒之间的相互碰撞产生的 B．相互接触的两个物体发生热传递，达到热平衡时物体的温度一定相同，内能不一定 相同 C．分子间相互作用的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小 D．一定质量的某种理想气体绝热压缩，会使封闭气体的温度升高，压强变大 E.某气体的摩尔体积为 V，每个分子的体积为 V0，则阿伏加德罗常数可表示为 NA  V V0 11．以下说法正确的是（　　） A．有些晶体是各向同性的 B．布朗运动的剧烈程度与温度有关，所以布朗运动也叫分子热运动 C．内能相等的两个物体相互接触，也可能发生热传递 D．对于一定种类的大量气体分子，在温度一定时，处于一定速率范围内的分子数所 占的百分比是确定的 E.随着科技的进步，人类一定能制造出从单一热源吸收热量使之完全转化为功而不产 生其他影响的热机 三、填空题 12．小李和小华准备打乒乓球，但现在只有一个被踩瘪但没裂开的乒乓球，他们将此 瘪球放入杯中热水里，并用杯盖盖紧，一段时间后瘪球变回球形，则瘪球变回球形的 过程中，球内速率大的分子数与总分子数之比__________（选填“逐渐增大”“逐渐减小” 或“保持不变”），球内气体因膨胀对外做的功________（选填“大于”“等于”或“小于”）吸 收的热量，球内气体的内能_________（选填“逐渐增大”“逐渐减小”或“保持不变”）。 13．如图，一定量的理想气体经历的两个不同过程，分别由体积-温度（V-t）图上的两 条直线 I 和Ⅱ表示，V1 和 V2 分别为两直线与纵轴交点的纵坐标；t0 为它们的延长线与横 轴交点的横坐标，t0 是它们的延长线与横轴交点的横坐标，t0=-273.15℃；a、b 为直线 pa I 上的一点。由图可知，气体在状态 a 和 b 的压强之比 pb =___________；气体在状态 pb b 和 c 的压强之比 pc =___________。 14．一定质量的理想气体从状态 a 开始，经 a→b、b→c、c→a 三个过程后回到初始状 态 a，p-V 图像中各状态参量，如图所示。在 a→b 过程中，气体温度______（填“增加”、 “减小”、或“不变”）；气体在 a→b→c→a 一个循环过程中对外界放出的热量为______。 四、解答题 15．如图所示，粗细均匀、左右管高度均为 L  40cm 的 U 形细管，管底水平段的长度 为 l0  3cm 。U 形管竖直放置，左管上端封闭，右管上端开口，右管中有高 h  15cm 的 水银柱。已知水银柱下表面离管底部的距离 强 p0  75cmHg l1  17cm 。环境温度为 T1  300K ，大气压 。 ① 若温度缓慢降低后，水银柱向下移动了 5cm，求此时温度 T2 ； ② 若将 U 形管右管上端封闭，然后缓慢平放在水平面上，在此过程中温度保持不变， 求稳定时水银柱下表面离管底部的距离 l2 16．如图，质量为 M 的气缸倒扣在横截面积为 S、厚度不计、可与气缸壁无摩擦滑动 且不漏气的活塞上。开始时，气缸内理想气体温度为 T0，气缸静止时活塞位于气缸正 中间位置。已知大气压强为 p0，重力加速度为 g。现缓慢加热缸内气体，当活塞恰好 位于气缸口时，求气缸内气体的压强和温度。 17．土卫六是太阳系唯一拥有稳定大气的卫星，又被称为泰坦星。已知土卫六表面的 1 平均温度约为-173℃，土卫六表面的重力加速度为地球表面重力加速度的 7 。现将一 定质量的理想气体用可自由移动的质量不计的活塞密封在导热性能良好的汽缸内，将 汽缸开口竖直向上放置在地球表面处的水平面上，稳定时气体的高度为 L，已知外界 温度恒为 27℃、外界大气压恒为 P0；如果将质量为 m 的砝码放在活塞上，再次平衡时， 活塞下降的高度为 L 。地球表面的重力加速度为 g，忽略一切摩擦，求： 4 (1)活塞的横截面积为多大？ (2)假设将第二次平衡下的汽缸移到土卫六上，将汽缸开口仍竖直向上放置，当平衡时， 活塞又下降了 L ，则土卫六表面大气压与地球表面大气压之比为多少？ 2 参考答案 1-5 BBCAA 6 C 7 BCE 8 BDE 9BCE 10 BCD 11ACD 12．逐渐增大 13．1 小于 逐渐增大 V2 V1 14．增加 4p0V0 15．① 275 K；② 18.2 cm 解设管的横截面积为 S ① 将左管中密封气体温度缓慢降低的过程中压强不变， 初态：气体体积 V1  ( L  l0  l1 ) S T1  300K 末态：气体体积 V2  ( L  l0  l1  l ) S 根据体积得 l  5cm 根据盖—吕萨克定律有 V1 V2  T1 T2 代入数据解得 T2  275K ② 将 U 形管缓慢平放在水平面的过程中温度 T2 不变，左管气体初态：压强 p左  p0  15cmHg=90cmHg 体积 V左  ( L  l0  l1 ) S 右管气体初态：压强 p右  75cmHg 体积 V右  ( L  h  l1 ) S 左管气体末态：压强 p2，体积 V左'  ( L  l0  l2 )S 右管气体末态：压强 p2，体积 V右'  ( L  h  l2 )S 根据玻意耳定律 p左左 V左  p2V ' p右V右  p2V右' 代入数据解得 l2  18.2cm 16． p0  Mg ， 2T0 S 解假设初始状态下缸内气体压强为 p1，以气缸为研究对象（不包括活塞），根据平衡条件 得 p1S=Mg＋p0S 设气缸口再次静止时，气缸内气体的压强为 p2，温度为 T2，依题意，缸内气体做等压变化， 即 p2  p1 由盖-吕萨克定律可得 S �0.5l S �l  T0 T2 联立解得 p2  p0  Mg S ， T2  2T0 17．(1) S 3mg : P0  7 : 9 P0 ；(2) P0� 解(1)设活塞的横截面积为 S，质量为 m 的砝码放在活塞上后，缸内气体的压强为 P1，由玻 意耳定律得 � L� p0 LS  p1 �L  � S � 3� 解得 p1  4 p0 3 根据平衡条件 PS 1  mg  p0 S 解得 S 3mg P0 (2)设气缸放在土卫六表面平衡时封闭气体的压强为 P2，由理想气体状态方程 P1 1 � �3 3 LS p2 � L  L � 4 2 � � 4  T1 T2 解得 4 p0 3 p2  设土卫六表面气体的压强为 P′0，根据平衡条件 P2 S  1 mg