第14章热学章末检测卷

第14章热学章末检测卷满分100分，考试时长90分钟一、单选题（本题一共8小题，每题4分，共32分）1．如图所示，将一个小玻璃瓶开口向下放入密封的塑料矿泉水瓶中，小玻璃瓶中封闭一段空气。现用手挤压矿泉水瓶，小玻璃瓶缓慢下沉到底部；适当减小挤压矿泉水瓶的程度，使小玻璃瓶缓慢上浮。若小玻璃瓶上浮过程中其内部的空气温度保持不变，忽略气体分子个数变化，则在此过程中小玻璃瓶中的空气（

）A．体积不变，内能不变 B．体积减小，内能减小C．体积增大，对外界做正功 D．对外界做正功，并放出热量【答案】C【详解】小玻璃瓶上浮过程中其内部的空气温度保持不变，小玻璃瓶缓慢上浮压强减小，根据可知，体积变大，对外做功，温度不变，内能不变，根据可知，吸收热量，故C正确ABD错误。故选C。2．一定质量的理想气体在某过程中，从外界吸收热量30J，同时对外界做功20J，关于该气体在此过程中的内能变化量U，说法正确的是（）A．U=+10J B．U=+50JC．U=–10J D．U=–50J【答案】A【详解】根据吸收热量使内能增大，对外界做功使内能减小，则故选A。3．气溶胶微粒是悬浮在大气中的肉眼不可见的微波颗粒，关于封闭环境中的气溶胶微粒，下列说法下列说法正确的是（）A．气溶胶微粒越大，运动越明显B．温度升高，每个气溶胶微粒运动都会变快C．肉眼不可见的气溶胶微粒运动实质上就是分子的运动D．气溶胶微粒在空气中的无规则运动可以看作布朗运动【答案】D【详解】A．气溶胶微粒越大，撞击的分子数多，不平衡性越不明显，运动越不明显，A错误；B．温度升高，平均速度变快，不是每个微粒都变快，B错误；CD．气溶胶微粒的运动属于布朗运动，与可见或不可见无关，C错误，D正确。故选D。4．分子力F、分子势能与分子间距离r的关系图像如图甲、乙所示（取无穷远处分子势能）。下列说法正确的是（）A．乙图像为分子势能与分子间距离的关系图像B．当时，分子势能为零C．随着分子间距离的增大，分子力先减小后一直增大D．随着分子间距离的增大，分子势能先增大后减小【答案】A【详解】A．当时，，最小。所以甲图是分子力与分子间距离的关系图像，乙图是分子势能与分子间距离的关系图像，故A正确；B．如乙图所示，当时，分子势能为负值，不为零，故B错误；C．如甲图所示，随着分子间距离的增大，分子力先减小为零后增大再减小，故C错误；D．如乙图所示，随着分子间距离的增大，分子势能先减小后增大，故D错误。故选A。5．关于以下几幅图中现象的分析，下列说法正确的是（）A．甲图中水黾停在水面而不沉，是浮力作用的结果B．乙图中将棉线圈中肥皂膜刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作用的结果C．丙图液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向同性的特点制成的D．丁图中的酱油与左边材料不浸润，与右边材料浸润【答案】B【详解】A．因为液体表面张力的存在，水黾才能在水面上行走自如，故A错误；B．将棉线圈中肥皂膜刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作用的结果，故B正确；C．液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向异性的特点制成的，故C错误；D．从题图丁中可以看出酱油与左边材料浸润，与右边材料不浸润（不浸润液滴会因为表面张力呈球形），故D错误。故选B。6．一定质量的理想气体，先后经历A→B、A→C两种变化过程，三个状态A、B、C的部分状态参量如图所示，且BA延长线过原点O，A→B过程中气体吸收的热量为300J，A→C过程中气体吸收的热量为600J，下列说法正确的是（）A．两个过程中，气体内能的增加量不相同B．A→C过程中，气体对外做功400JC．状态B时，气体的体积为10LD．A→C过程中，气体增加的体积为原体积的【答案】C【详解】A．两个过程的初、末温度相同，因此气体内能的增加量相同，A错误；B．BA延长线过原点，则A→B为等容变化，气体做功为零，由热力学第一定律可知内能改变量A→C为等压变化，内能增加了300J，吸收的热量为600J，由热力学第一定律可知气体对外做功为300J，B错误；C．等压过程有做功的大小为联立解得A→B为等容变化，则C正确；D．由可知则气体增加的体积为原体积的，D错误。故选C。7．肺活量是指在标准大气压下，人尽力呼气时呼出气体的体积，是衡量心肺功能的重要指标。如图所示为某同学自行设计的肺活量测量装置，体积为的空腔通过细管与吹气口和外部玻璃管密封连接，玻璃管内装有密度为的液体用来封闭气体。测量肺活量时，被测者尽力吸足空气，通过吹气口将肺部的空气尽力吹入空腔中，若此时玻璃管两侧的液面高度差设为h，大气压强为保持不变，重力加速度为g，忽略气体温度的变化，则人的肺活量为（）A． B． C． D．【答案】C【详解】设人的肺活量为V，将空腔中的气体和人肺部的气体一起研究，初状态末状态根据压强关系有根据玻意耳定律有联立解得故选C。8．比赛用排球的球内标准气压为1.300×105～1.425×105Pa，球内气体体积为5L。某次比赛时周围环境大气压强为1.000×105Pa，赛前球内气体压强为1.100×105Pa。当球内气体压强高于外界大气压强时球的体积和形状都不会发生改变。充气筒每次能将外界0.23L的空气充入排球，充气过程气体的温度不变，空气视为理想气体，赛前至少充气的次数为（）A．29次 B．28次 C．5次 D．4次【答案】C【详解】气体做等温变化，有解得故赛前至少充气的次数为5次。故选C。二、多选题（本题一共4小题，每题4分，共16分，漏选得2分，错选得0分，全部选对得4分）9．下列说法正确的是（）A．物体所受合力的冲量越大，但合力做功不一定越大B．一个热力学系统不可能把吸收的热量全部用来对外做功C．一些昆虫可以停在水面上，是因为昆虫受到水的浮力等于昆虫的重力D．狭义相对论的其中一个假设是在不同的惯性参考系中物理规律的形式都是相同的【答案】AD【详解】A．物体所受合力的冲量越大，则动量变化量越大，动量变化可能只改变方向，故动能不一定变大，合外力做功不一定越大，故A正确；B．一定量的理想气体在等温膨胀过程中吸收的热量等于对外做的功，并不违反热力学第二定律，该过程中可能引起了其他方面的变化，故B错误；C．一些昆虫可以停在水面上，是由于水表面存在表面张力的缘故，故C错误；D．狭义相对论的其中一个假设是在不同的惯性参考系中物理规律的形式都是相同的，故D正确。故选AD。10．一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，该过程的TV图像如图所示，则（）A．由A变化到B的过程中，气体的压强不变B．状态A处的压强与状态B处的压强之比为4：3C．由A变化到B的过程中，气体从外界吸热D．由A变化到B，单位时间内单位面积上气体分子对容器壁的撞击次数变少【答案】BCD【详解】AB．根据代入数据得故A错误，B正确；C．由A变化到B的过程中，温度升高，内能增大体积增大，气体对外做功W<0根据气体从外界吸热，故C正确；D．由A变化到B，压强变小，体积增大，单位时间内单位面积上气体分子对容器壁的撞击次数变少，故D正确。故选BCD。11．一定质量的理想气体，从状态A经B、C变化到状态D的状态变化过程图像如图所示，与横轴平行，与纵轴平行，在同一直线上。已知A状态温度为，从A状态至B状态气体吸收了的热量，下列说法正确的是（）A．D状态的温度为B．A状态的内能大于C状态的内能C．从A状态到B状态的过程中，气体内能增加了D．从B状态到C状态的过程中，器壁单位面积在单位时间内受到撞击的分子数增加【答案】AC【详解】A．由题图可得根据可解得故A正确；B．根据可知，由于AC两态的pV乘积相等，则两状态的温度相同，所以A状态的内能等于C状态的内能，故B错误；C．从A状态到B状态的过程中，气体吸收了320J的热量，同时气体对外做功，因图像的面积等于功，可得根据热力学第一定律可得气体内能增加了240J，故C正确；D．由图知，从B状态到C状态的过程中，气体的体积不变，压强减小，根据压强的微观解释，可知器壁单位面积在单位时间内受到撞击的分子数减小，故D错误。故选AC。12．如图所示，“奥托循环”由两条绝热线和两条等容线组成，其中，a→b和c→d为绝热过程，b→c和d→a为等容过程。下列说法正确的是（）A．a→b过程中，气体对外界做功B．d→a过程中，气体从外界吸收热量C．b→c过程中，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增多D．c→d过程中，单位体积内气体分子数减少【答案】CD【详解】A．a→b过程为绝热压缩，外界对气体做功，温度升高，分子平均动增大，故A错误；B．d→a过程为等容变化，压强减小，温度降低，故气体向外界放热，故B错误；C．b→c过程为等容变化，由图可知压强增大，故单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增多，故C正确；D．c→d过程为绝热膨胀，气体对外界做功，温度降低，体积增大，压强减小，故单位体积内气体分子数减少，故D正确。故选CD。三、实验题（本题一共1小题，每空2分，共10分）13．运用玻意耳定律可以测量小晶体的密度，实验步骤如下：Ⅰ．取适量小晶体，用天平测出质量，然后将小晶体装入注射器内；Ⅱ．缓慢推动活塞至某一位置，记录活塞所在位置的容积刻度V1，通过压强传感器、数据采集器从计算机上读取此时气体的压强p1；Ⅲ．重复步骤Ⅱ，记录活塞在另一位置的容积刻度V2和读取相应的气体的压强p2；Ⅳ．处理记录的数据，算出小晶体的密度。

测量次数物理量1234p/105PaV/105m3（1）为了减小实验误差，现采用作直线图像的方法来处理表格中的实验数据。按此要求，方格图的纵坐标应标明的物理量是，横坐标则应标明，根据表格数据在方格图中画出相应图线；（2）如果图线的斜率用k表示，则注射器内小晶体的体积V0与容积刻度V、气体的压强p的关系表达式为：V0=；（3）实验测得这些小晶体的质量为6.48×103kg，则小晶体的密度为kg/m3。【答案】V见解析2.4×103【详解】（1）[1][2][3]根据玻意耳定律，有pV=C要作直线图像，故作图像，即方格图的纵坐标应标明的物理量是V，横坐标则应标明，图像如图所示。（2）[4]注射器中的气体发生的是等温变化，根据玻意耳定律pV=C可知气体体积趋向于0时，p趋向于无穷大。从图像知，纵轴截距表示小晶体的体积，故有解得（3）[5]由上面分析可得小晶体的体积为V0=0.27×105m3小晶体的密度四、解答题本题一共4小题，共42分）14．（8分）如图所示，导热良好的固定直立圆筒内用面积的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。圆筒内气体的热力学温度，平衡时圆筒内气体的体积，压强。大气压强，取重力加速度大小。（1）求活塞的质量m；（2）缓慢推动活塞使气体的体积，固定活塞，缓慢升高筒内气体的温度，使气体的热力学温度，求此时筒内气体的压强。【答案】（1）；（2）【详解】（1）对活塞，根据平衡条件有代入数据解得（2）由气体状态方程有解得15．（8分）气调保鲜技术可人为控制气调保鲜库中气体中氮气、氧气、二氧化碳等成分的比例，气体的湿度、温度及气压，通过抑制储藏物细胞的呼吸量来延缓其新陈代谢过程，使之处于近休眠状态，从而达到长期保鲜的效果。已知装有某水果的保鲜盒中气体体积为V，温度为12℃，外界大气压强为p0，可认为盒内气体压强与外界大气压强相等，盒内气体可视为理想气体，由于保鲜盒上部为柔性材料，则气体体积可膨胀或被压缩。（1）若当地环境温度升高到27℃，求盒内气体的体积。p0，温度变为7℃，若放出一部分气体使气体体积恢复到原体积，求放出气体质量与放气前盒内气体质量的比值。【答案】（1）；（2）。【详解】（1）保鲜盒上部为柔性材料，则发生等压变化解得盒内气体的体积p0，温度变为7℃，此时体积变为解得放出一部分气体使气体体积恢复到原体积，求放出气体质量与放气前盒内气体质量的比值16．（10分）如图所示，U形管左端封口右端开口与大气连通，左端横截面积为，右端为，内封有一段水银柱，初态时，左端水银柱上的气柱长为l，水银柱两端高度差为h，已知大气压强为，环境温度为，水银密度为，重力加速度为g。（1）求初态时，左端气体压强p；（2）现在加热左端气体，当水银柱两端高度相等时停止加热，求此时左端气体温度T。【答案】（1）；（2）【详解】（1）左端气体压强（2）水银两端高度相等时，设左侧气体长度增加，则右侧水银液面高度上升则有，则由理想气体状态方程得解得17．（16分）卡诺循环（Carnotcycle）是由法国工程师萨迪·卡诺于1824年提出的，以分析热机的工作过程。卡诺循环包括四个步骤：等温膨胀，绝热膨胀，等温压缩，绝热压缩。如图所示，热机汽缸内的理想气体先从压强为、体积为、温度为的状态A等温膨胀到体积为、压强为的状态B，然后从状态B绝热膨胀到体积为、压强为、温度为的状态C，之后再经过等温压缩，压缩过程回到初始状态A，整个循环