《热学》训练

1、热学训练（时间：100分钟，赋分150分）训练指要本套试题训练和考查的重点是：分子动理论、热学中的能量守恒、气体的状态和状态参量、气态方程等有关内容.第17题、第18题、第21题为创新题.这种类型的题把热学中的有关物理概念与生产、生活中的实际问题紧密联系起来，有利于提高学生分析问题和解决问题的能力.一、选择题（每小题6分，共60分）1.（2001年全国高考综合能力试题）一定质量的理想气体由状态A经过图331中所示过程变到状态B.在此过程中气体的密度图331A.一直变小B.一直变大C.先变小后变大D.先变大后变小2.只要知道下列哪一组物理量，就可以估算出气体分子间的平均距离A.阿伏加德罗常数，该

2、气体的摩尔质量和质量B.阿伏加德罗常数，该气体的摩尔质量和密度C.阿伏加德罗常数，该气体的摩尔质量和体积D.该气体的密度、体积和摩尔质量3.两个分子甲和乙相距较远(此时它们之间的分子力可以忽略).设甲固定不动，乙逐渐向甲靠近，直到不能再靠近，在整个移动过程中A.分子力做正功B.克服分子力做功C.前段是分子力做正功，后段是克服分子力做功D.前段是克服分子力做功，后段是分子力做正功4.假设在一个完全密封绝热的室内，放一台打开门的电冰箱，然后遥控接通电源，令电冰箱工作一段较长的时间后再遥控断开电源，等室内各处温度达到平衡时，室内气温与接通电源相比A.一定升高了B.一定降低了C.一定不变D.可能升高，

3、可能降低，也可能不变5.已知离地面愈高时大气压强愈小，温度也愈低.现有一气球由地面向上缓慢升起，试问大气压强与温度对此气球体积的影响如何A.大气压强减小有助于气球体积增大，温度降低有助于气球体积增大B.大气压强减小有助于气球体积变小，温度降低有助于气球体积减小C.大气压强减小有助于气球体积变小，温度降低有助于气球体积增大D.大气压强减小有助于气球体积增大，温度降低有助于气球体积减小6.如图332所示，柱形容器内封有一定质量的空气，光滑活塞C（质量为m）与容器由良好的隔热材料制成，另有质量为M的物体从活塞上方的A点自由下落到活塞上，并随活塞一起到达最低点B，在这一过程中，空气内能的改变量为E、外

4、界对空气所做的功W与物体及活塞的重力势能的变化关系为图332A.Mgh+mgh=E+WB.E=W,W=Mgh+mghC.E=W,WMgh+mghD.EW,WMgh+mgh7.下列说法中正确的是A.布朗运动就是液体分子的运动B.一定质量的理想气体吸热时内能可以不变C.当分子间距离增大时，分子力一定变小D.做减速运动的物体，内能将逐渐减小8.质量一定的水由20加热至40，下列说法中正确的是A.每个分子热运动的速率都会增加B.每个分子热运动的动能都会增加2倍C.分子的平均动能增加D.分子相互作用的引力及斥力均增大9.（2000年全国高考试题）图333中活塞将气缸分成两气室，气缸、活塞（连同拉杆）是绝

5、热的，且不漏气.以E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将杆缓慢向外拉的过程中图333A.E甲不变，E乙减小B.E甲增大，E乙不变C.E甲增大，E乙减小D.E甲不变，E乙增大10.如图334所示，玻璃管内活塞P下方封闭着空气，P上有细线系住，线上端悬于O点，P上面有水银柱，如不计水银、活塞与玻璃管的摩擦力，大气压强为0保持不变，则当气体温度升高时(水银不溢出)图334A.管内气体压强恒为0gh（为水银密度）B.管内气柱压强将增大C.细线上的拉力将减小D.玻璃管的位置将降低二、填空题（每小题6分，共36分）11.容积为2 L的开口容器，放在大气压强恒为1标准大气压的环境中.当温度由-3

6、升高到27的过程中，容器中减少的分子个数为_(取1位有效数字).12.某压缩喷雾器容积为15 L，装入13.5 L药液后封闭.今用容积为250 cm3的打气筒给喷雾器充气至6×105 Pa，应打_次(设空气压强0=1×105 Pa.充气后可向外喷药液_L.13.如图335所示，水平放置的圆柱形气缸内用活塞封闭一定质量的气体，活塞面积为10 cm3，气缸初温为27，体积为100 cm3，开始时内外压强均为105 Pa，活塞与缸壁间的最大静摩擦力Ffm=5N.当温度升高到37时，气体的体积为_cm3，当温度升高到 127时气体的体积为_cm3.图33514.如图336两个半球壳

7、拼成的球形容器内部已抽成真空，球形容器的半径为R，大气压强为p0，为使两个球壳沿图中箭头方向互相分离，应施加的力F至少为_. 图336 图33715.如图337所示，A、B、C三只相同的试管，用细绳拴住封闭端悬挂在天花板上，开口端插入水银槽中，试管内封有气体，三管静止时，三根细绳的张力分别为FA、FB、FC，A管内水银面与管外相平，B管内水银面比管外低，C管内水银面比管外高，则三管中气体压强最小的是_管，FA、FB、FC的大小关系是_.16.如图338所示，一圆柱形的坚固容器，高为h，上底有一可以打开和关闭的密封阀门.现把此容器沉入水深为H的湖底，并打开阀门，让水充满容器，然后关闭阀门，如图所

8、示.设大气压强为p0，湖水密度为，则容器内部底面受到的向下的压强为_.若把此容器从湖底取出，这时容器内部底面受到的向下压强为_.图338三、计算题（共54分）17.（10分）速度为8 m/s的水平方向的风，垂直吹向直径为6 m的风车使它转动，风车转动时搅动它下面水槽中质量为100 kg的水，使水温升高.若不计风的压力和温度的变化，并设风的动能有30%使风车转动，且通过做功转化为其他形式的能.问：（1）1 m3空气的动能是多少？（已知空气的密度为1.29 kg/m3)(2)如果风车对水做的功全部用于增加水的内能，那么1 h内水温升高多少？18.（11分）（2001年全国高考试题）在一密封的啤酒瓶

9、中，下方为溶有CO2的啤酒，上方为纯CO2气体.在20 时，溶于啤酒中的CO2的质量为mA=1.050×10-3 kg,上方气体状态CO2的质量为mB=0.137×10-3 kg,压强为p0=1标准大气压.当温度升高到40时，啤酒中溶解的CO2的质量有所减少，变为mA=mA-m,瓶中气体CO2的压强上升到p1，已知：=0.60×,啤酒的体积不因溶入CO2而变化，且不考虑容器体积和啤酒体积随温度的变化.又知对同种气体，在体积不变的情况下p/T与m成正比，试计算p1等于多少标准大气压？（结果保留两位有效数字）19.(11分)如图339所示，在光滑桌面上静止放置一质量为

10、M的气缸.不计摩擦、质量为m0的活塞封闭了温度为T0、体积为V0的一定质量的理想气体.气体与外界无热交换，大气压强为p0，现有一质量为m、速度为v0的子弹水平射入活塞并留在活塞中，活塞向右推进而压缩气体，设活塞在推进过程中的任意时刻，封闭的理想气体均处于相应的平衡状态.当气体压缩到最小体积为时，压强为2.5p0，求：图339(1)此时气体的温度；(2)活塞压缩气体过程中气体内能的增量.20.（11分）（2001年上海高考试题）如图3310所示，一定量气体放在体积为V0的容器中，室温为T0=300 K，有一光滑导热活塞C（不占体积）将容器分成A、B两室，B室的体积是A室的两倍.A室容器上连接有一

11、U形管（U形管内气体的体积忽略不计），两边水银柱高度差为76 cm.右室容器中连接有一阀门K，可与大气相通.（外界大气压等于76 cm汞柱）求：图3310（1）将阀门K打开后，A室的体积变为多少？（2）打开阀门K后将容器内的气体从300 K分别加热到400 K和540 K，U形管内两边水银面的高度差各为多少？21.（11分）1964年制成了世界上第一盏用海浪发电的航标灯.它的气室示意图如图3311所示，其工作原理是利用海浪上下起伏的力量将空气吸入气室，压缩后推入工作室，然后推动涡轮机带动发电机发电.当海水下降时阀门K1关闭，K2打开，吸入压强为1.0×105 Pa的空气（可视为理想气

12、体），吸气后气室中空气的总体积为0.8 m3.当海水上升时K2立即关闭，海水推动活塞压缩吸入的空气，可以认为这一过程空气温度不变，当空气的体积被压缩到 0.2 m3时，阀门K1被推开，活塞继续推动空气使之进入工作室，同时工作室中的空气推动涡轮机工作，涡轮机带动发电机发电给航标灯提供电能，这一过程涡轮机带动发电机工作5 s时间.图3311(1)试求阀门K1刚被推开时，气室内空气的压强.(2)若这一过程航标灯得到的功率为2.0×1033 W，涡轮机及发电机的总效率为80%，求空气对涡轮机所做的功.参考答案一、1.A 2.B 3.C 4.A 5.D 6.C 7.B 8.C 9.C 由于气缸

13、、活塞是绝热的，因此气体与外界不发生热交换，气缸中气体内能的变化只决定于对内还是对外做功.在缓慢向外拉杆的过程中，甲体积减小，乙体积增大，即外界(活塞)对甲做功，乙对外界(活塞)做功，因此E甲增大，E乙减小，C正确.10.D 以活塞为对象，由受力分析有T+pS=p0S+ghS得p=p0+gh-，故A错误.以玻璃试管为对象pS+Mg=p0S得p=p0-管内气柱压强不变，B是错误的.以试管活塞、水银整体为对象有T=（M+m）g是定值，C是错误的.由以上分析知气柱做等压变化，温度升高，气柱体积增大，但细线上的拉力不变，必然有玻璃管的位置降低.D正确.二、11.6×1021 12.30;7.

14、513.100;127 14.p0R2 15.C;FCFAFB16.p0+gH;p0+gH三、17.（1）Ek=mv2=Vv2=41.28 J（2）1小时内吹向风车的空气总体积为：V总=svt=()2vt =3.14×()2×8×3600 m3=8.14×105 m3设空气的总动能为：Ek=41.28 V总由题意30%Ek=cmt所以t=24 18.在40 时，溶入啤酒的CO2的质量为mA=mA-m因质量守恒，气态CO2质量为mB=mB+m由题设得由于对同种气体，体积不变时，p/T与m成正比，可得由以上各式解得：p1=即p1=1.6标准大气压19.(1)

15、设气体体积压缩至0/2时，其温度为T由理想气体状态方程得：得：T=T0(2)子弹冲击活塞后的瞬间，设其共同速度为v1，有mv0=（m+m0）v1当气体压缩至最小体积时，活塞与气缸有共同速度v2，则mv0=（M+m+m0）v2气体体积由V0变为时，大气压强做功为p0·，故在气体压缩过程中内能的增量为：E=p0×（m+m0）v12-（M+m+m0）v22得E=.20.(1)设大气压强为p0，则K打开前pAO=2p0，VAO=.打开K后，pA=p0.由玻意耳定律得pAOVAO=pAVA.所以VA=V0V0(2)温度从300 K升到T时，设A室中气体体积为V0，压强为pA=p0，则由盖·吕萨克定律