物理二轮复习跟踪训练：第14课时 热学

第14课时热学跟踪训练基础保分练选择题：1.关于下列各图所对应现象的描述，正确的是()A.图甲中水黾可以停在水面，是因为受到水的浮力作用B.图乙中玻璃容器中的小水银滴呈球形，是因为表面张力的缘故C.图丙中插入水中的塑料笔芯内水面下降，说明水浸润塑料笔芯D.图丁中拖拉机锄松土壤，是为了利用毛细现象将土壤里的水分引上来2.生活中常用如图所示的乙醇喷雾消毒液给房间消毒，其主要成分是酒精，则下列说法正确的是()A.喷洒消毒液后，会闻到淡淡的酒精味，这是酒精分子做布朗运动的结果B.酒精由液态挥发成同温度的气态的过程中，其分子的平均动能不变C.酒精由液态挥发成同温度的气态的过程中，内能不变D.酒精由液态挥发成同温度的气态的过程中，热运动速率大的分子数占总分子数百分比减小3.分子势能的大小是由分子间的相对位置决定的。分子势能Ep与分子间距离r的关系如图所示，r0为分子间的平衡位置。下列说法正确的是()A.当r＝r0时，分子势能最小B.当r＝r1时，分子势能最小C.当r＝r0时，分子力最大D.当r＝r1时，分子力为04.下列说法正确的是()A.太空飞船中的小水珠呈球形，是液体表面张力作用的结果B.天然水晶在熔化过程中分子平均动能变大C.地面附近一个氢气球在快速上升过程中，随着外界压强减小，球内气体的体积增大，温度不变D.液晶材料像液体一样具有流动性，但不具备晶体各向异性的特征5.如图所示，水平液柱封闭了烧瓶中的气体，外界大气压强保持不变。当气体温度变化后，液柱稍稍向右移动，下列关于烧瓶内气体说法正确的是()A.气体分子平均动能减少B.单位面积上单位时间内气体分子的撞击次数变少C.气体分子的数密度变大D.气体对外做功，同时气体对外放出热量6.如图所示，一定质量的理想气体在绝热过程中由状态A变化到状态B，该过程中()A.外界对气体做功B.气体的内能不变C.气体分子的平均动能增大D.单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数减小7.如图所示，向一个空的铝制饮料罐中插入一根粗细均匀透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱(长度可忽略)。如果不计大气压的变化，该装置就是一支简易的气温计。则()A.吸管上的气温计刻度是均匀的B.温度升高后，罐中气体压强增大C.用更粗的透明吸管，其余条件不变，则测温范围会减小D.用更小的饮料罐，其余条件不变，可提高该气温计的测温灵敏度8.一定质量理想气体的卡诺循环过程p－V图线如图所示，状态a、d的温度分别为Ta、Td，ad、bc两条绝热线下的面积分别为S1、S2(图中阴影部分)，则()A.Ta<Td B.Ta＝TdC.S1>S2 D.S1＝S29.(2025·河北卷,2)某同学将一充气皮球遗忘在操场上,找到时发现因太阳暴晒皮球温度升高,体积变大。在此过程中若皮球未漏气,则皮球内封闭气体()A.对外做功B.向外界传递热量C.分子的数密度增大D.每个分子的速率都增大10.(2025·四川卷,4)如图甲所示,用活塞将一定质量的理想气体密封在导热气缸内,活塞稳定在a处。将气缸置于恒温冷水中,如图乙所示,活塞自发从a处缓慢下降并停在b处,然后保持气缸不动,用外力将活塞缓慢提升回a处。不计活塞与气缸壁之间的摩擦。则()A.活塞从a到b的过程中,气缸内气体压强升高B.活塞从a到b的过程中,气缸内气体内能不变C.活塞从b到a的过程中,气缸内气体压强升高D.活塞从b到a的过程中,气缸内气体内能不变综合创新练计算题：11.如图所示为一种“马德堡半球演示器”，两“半球”合在一起时，可形成一直径d＝6cm的球形空腔。现将两“半球”合起，球形空腔内的气体压强与大气压强相同，通过细软管用容积100mL的注射器满量从球内缓慢抽出空气。球形空腔、软管及注射器气密性良好，忽略软管的容积，抽气前、后球形空腔形状不变，环境温度保持不变，摩擦不计；已知大气压强p0＝1×105Pa(π≈3，结果保留2位有效数字)。求：(1)判断抽气过程封闭气体是“吸热”还是“放热”，并说明理由；(2)抽气后，球形空腔内气体的压强是多少？12.如图所示，一直立的汽缸用一质量为m＝10kg的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞横截面积为S＝0.01m2，汽缸内壁光滑且缸壁是导热的。开始活塞被固定，活塞到缸底的距离为H＝0.2m，打开固定螺栓K，活塞下落，经过一段时间后，活塞停在B点，AB＝eq\f(H,2)。已知大气压强为p0＝1.0×105Pa，重力加速度为g＝10m/s2，环境温度保持不变。求：(1)下落前，缸内封闭气体的压强p1；(2)整个过程中通过缸壁传递的热量Q。13.如图所示，一导热性能良好的汽缸竖直固定，光滑活塞将缸内理想气体分成体积之比为1∶3的A、B两部分，B部分气体的压强为p，活塞重力产生的压强为0.1p，环境温度不变。因阀门封闭不严，B中气体向外缓慢漏气，活塞缓慢向上移动，当B中气体体积减为原来的eq\f(2,3)时，求：(1)A中气体的压强p′；(2)B中漏出的气体和剩下气体质量的比值。14.抽气吸盘(如图甲所示)能帮助工人快速搬运大质量岩板、瓷砖、玻璃等。某次施工时，工人把横截面积为S＝0.02m2的吸盘放在质量m＝20kg的岩板上，如图乙所示，多次按压抽气泵抽出吸盘内空气，使吸盘内空气体积变为原来的一半，此时恰能向上提起岩板。假设吸盘内的气体为理想气体，抽气过程中温度不变，外界大气压强为p0＝1.0×105Pa，重力加速度g＝10m/s2。求：(1)此时吸盘内气体压强的大小；(2)吸盘内被抽出气体质量和原来气体质量的比值。参考答案：1.答案B解析水黾可以停在水面，是因为水的表面张力，故A错误；由于水银的表面张力，使其表面有收缩的趋势，从而形成球状，故B正确；当一根内径很细的管垂直插入液体中，浸润液体在管内上升，而不浸润液体在管内下降，故C错误；拖拉机锄松土壤，是为了破坏毛细现象减少水分蒸发，故D错误。2.答案B解析喷洒乙醇消毒液后，会闻到淡淡的酒精味，这是扩散现象，是酒精分子做无规则运动的结果，而布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动，故A错误；温度是分子平均动能的标志，则酒精由液态挥发成同温度的气态的过程中，其分子的平均动能不变，故B正确；酒精由液态挥发成同温度的气态的过程中，分子平均动能不变，但是分子势能变大，则内能发生变化，故C错误；酒精由液态挥发成同温度的气态的过程中，温度不变，则热运动速率大的分子数占总分子数比例不会减小，故D错误。3.答案A解析由r0为分子间的平衡位置可知，当r＝r0时，分子间的作用力是零，分子势能最小，A正确；由题图可知，当r＝r1时，分子势能是零，B错误；r0为分子间的平衡位置，所以当r＝r0时，分子的引力与斥力平衡，所以分子力是零，C错误；当r＝r1时，分子势能是零，分子力不是零，D错误。4.答案A解析太空飞船中的小水滴处于完全失重状态，在表面张力的作用下呈球形，故A正确；天然水晶属于晶体，在熔化过程中温度不变，故分子平均动能不变，故B错误；地面附近一个氢气球在快速上升过程中，球内气体既不吸热也不放热，随着外界压强减小，球内气体的体积增大，故气体对外界做功，由热力学第一定律可知内能减小，故温度降低，故C错误；液晶材料像液体一样具有流动性，具备晶体各向异性的特征，故D错误。5.答案B解析外界大气压强保持不变，可知气体做等压变化，液柱稍稍向右移动，可知气体体积变大，根据eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)，可知气体的温度升高，气体分子平均动能增大，故A错误；气体体积变大，则气体分子的数密度变小，故C错误；气体的平均动能增大，则平均速率变大，根据动量定理可知气体对烧瓶的撞击力变大，但压强不变，可知单位面积上单位时间内气体分子的撞击次数变少，故B正确；气体体积变大，则气体对外做功，且气体内能增大，根据热力学第一定律可知气体从外界吸收热量，故D错误。6.答案D解析由图像可知，A→B过程气体的体积增大，故气体对外界做功，故A错误；由于气体对外做功，且理想气体处于绝热状态，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知，理想气体的内能减小，故B错误；理想气体的内能只与温度有关，理想气体的内能减小，则理想气体的温度降低，气体分子的平均动能减小，故C错误；气体的体积变大，而分子总个数不变，则单位体积的分子个数减少，故单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数减小，故D正确。7.答案A解析设初始温度为T0、罐中空气体积为V0、吸管内空气柱长度为L0、其横截面积为S，温度变化后温度为T1、罐中空气体积不变、吸管内空气柱长度变为L1、其横截面积不变。在温度变化时，气体发生等压变化，有C＝eq\f(L0S＋V0,T0)＝eq\f(L1S＋V0,T1)，可知Δx＝L1－L0＝eq\f(C,S)Δt，故温度变化量与距离的变化量成正比，故A正确；罐中气体压强始终等于大气压，即罐中气体压强始终不变，故B错误；根据Δx＝eq\f(C,S)Δt可知，若更换更粗的透明吸管，则S变大，其余条件不变，即在温度变化相同的条件下，吸管中的油柱左右移动距离会变小，则测量范围会变大，故C错误；根据C＝eq\f(L0S＋V0,T0)，Δx＝eq\f(C,S)Δt，可得Δx＝eq\f(L0S＋V0,T0S)Δt，若用更小的饮料罐，则V0变小，其余条件不变，即在温度变化相同的条件下，吸管中的油柱左右移动距离会变小，即该气温计的测温灵敏度会降低，故D错误。8.答案D解析由题图可知，S1表示外界对气体做功，S2表示气体对外界做功，b→c、d→a过程均为绝热过程，而a→b、c→d过程为等温过程，则d→a过程中气体的温度升高，即Ta＝Tb>Td＝Tc，故A、B错误；由于两绝热过程中温度变化相同，即内能变化相同，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W，可知两个过程中做功大小相等，由于绝热线下围的面积表示该过程中做的功，则S1＝S2，故C错误，D正确。9.答案A解析皮球体积变大,气体膨胀,对外界做功,W<0,故A正确;太阳暴晒使球内气体温度升高,气体内能增加,ΔU>0,由热力学第一定律得Q=ΔU-W>0,即气体从外界吸收热量,故B错误;皮球未漏气,分子总数不变,体积变大,分子的数密度减小,故C错误;温度升高,分子平均动能增加,分子的平均速率增大,但并非每个分子的速率都增大,故D错误。10.答案D解析根据题意可知活塞从a到b的过程中,压强不变,气缸内气体温度降低,则内能减小,故A、B错误;活塞从b到a的过程中,气缸内气体温度不变,则内能不变,体积增大,根据玻意耳定律pV=C可知压强减小,故C错误,D正确。11.答案(1)吸热，理由见解析(2)5.2×104Pa解析(1)抽气过程温度不变，所以气体的内能不变，即ΔU＝0此过程气体体积变大，气体对外界做功，即W<0由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可得Q>0则抽气过程封闭气体吸热。(2)抽气过程，以原球内气体为研究对象，缓慢过程为等温变化过程，由玻意耳定律可得p0V0＝p1(V0＋V针)其中V0＝eq\f(4,3)πeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))3，V针＝100mL解得p1≈5.2×104Pa。12.答案(1)5.5×104Pa(2)110J解析(1)活塞停在B点时，根据平衡条件可得封闭气体的压强为p2＝p0＋eq\f(mg,S)封闭气体经历等温变化，根据玻意耳定律有p1HS＝p2eq\f(HS,2)解得p1＝5.5×104Pa。(2)由于气体的温度不变，则内能的变化量为零，根据热力学第一定律可知气体对外界放出的热量等于外界对气体做功，即Q＝(p0S＋mg)·eq\f(H,2)＝110J。13.答案(1)0.55p(2)7∶3解析(1)设初始A气体体积为V，则初态B中气体体积为3V，末态A中气体体积为2V，B中气体体积为2V，B漏气前，对活塞由平衡条件得A中气体初态压强为pA＝p＋eq\f(mg,S)＝1.1p对A中气体由玻意耳定律有pAV＝p′·2V，则A中气体末态压强p′＝0.55p。(2)对活塞由平衡条件得末态B中气体压强为pB＝p′－eq\f(mg,S)＝0.45p以B中原来的气体为研究对象，由玻意耳定律有p·3V＝PBVB，解得B中气体体积为VB＝eq\f(20,3)V，则B中漏出的气体和剩下气体的质量比值为eq\f(VB－2V,2V)＝eq