高考物理专题训练：热学（两套 附详细答案解析）

Page19高考物理专题训练：热学（基础卷）一、(本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1．阿伏加德罗常数是NA(mol-1)，铜的摩尔质量是μ(kg/mol)，铜的密度是ρ(kg/m3)，则下列说法不正确的是()A．1m3铜中所含的原子数为B．一个铜原子的质量是C．一个铜原子所占的体积是D．1kg铜所含有的原子数目是【答案】D【解析】1m3铜中所含的原子数为，A正确；—个铜原子的质量是，B正确；一个铜原子所占的体积是，C正确；1kg铜所含有的原子数目是，D错误。2．环绕地球做匀速圆周运动的航天飞机舱内密封着一定质量的空气，则()A．由于气体处于完全失重状态，故气体对舱壁无压力B．当对舱内气体加热时，气体的压强和内能均增大C．若舱内有少量气体漏出，但气体的温度不变，则舱内气体的内能也不变D．若向舱内再充入空气，并保持舱内温度不变，则舱内气体的内能一定不变【答案】B【解析】气体压强的产生是由于气体分子作无规则热运动时，频繁的撞击容器壁产生，所以此时气体对舱壁有压力，故A错误；当对舱内气体加热时，气体温度升高，内能增加；由于气体体积不变，根据理想气体状态方程可知压强增加，故B正确；若舱内有少量气体漏出，但气体的温度不变，分子热运动的平均动能不变，故内能减小，故C错误；若向舱内再充入空气，并保持舱内温度不变，分子热运动的平均动能不变，故内能增加，故D错误。3．如图，一定质量的理想气体，由状态a经过ab过程到达状态b或者经过ac过程到达状态c。设气体在状态b和状态c的温度分别为Tb和Tc，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac。则()A．Tb>Tc，Qab>QacB．Tb>Tc，Qab<QacC．Tb＝Tc，Qab>QacD．Tb＝Tc，Qab<Qac【答案】C【解析】根据理想气体状态方程有：eq\f(p0V0,Ta)＝eq\f(2p0V0,Tb)＝eq\f(2p0V0,Tc)，所以有Ta<Tb＝Tc，在ab过程中，吸收的热量Qab＝ΔU－W，其中W<0，在ac过程中，吸收的热量Qac＝ΔU，所以Qab>Qac，所以C正确，A、B、D错误。4．如图所示，竖直放置的弯曲玻璃管a端封闭，b端开口，水银将两段空气封闭在管内，管内各液面间高度差为h1、h2、h3且h1＝h2＝h3；K1、K2为两个阀门，K2位置与b管水银面等高，打开阀门后可与外界大气相通。打开K1或K2，下列判断正确的是()A．打开K1，h1、h2和h3均变为零B．打开K1，h1增大，h2和h3均变为零C．打开K2，h1、h2和h3均变为零D．打开K2，h1、h2、h3的长度保持不变【答案】D【解析】设h1＝h2＝h3＝h，由题图可知，中间封闭气体的压强p＝p0－h2＝p0－h<p0，左边气体压强pa＝p－h3＝p－h＝p0－2h<p0；打开K1，中间部分气体压强等于大气压强p0，则h2和h1均变为零，左边气体压强变大，气体体积减小，h3增大，故A、B错误；打开K2，各部分气体压强均不变，则h1、h2、h3均不变，故C错误，D正确。5．如图所示，竖直圆筒是固定不动的，粗筒横截面积是细筒的3倍，细筒足够长，粗筒中A、B两轻质活塞间封有气体，气柱长L＝20cm。活塞A上方的水银深H＝10cm，两活塞与筒壁间的摩擦不计，用外力向上托住活塞B，使之处于平衡状态，水银面与粗筒上端相平。现使活塞B缓慢上移，直至水银的一半被推入细筒中，若大气压强p0相当于75cm高的水银柱产生的压强，则此时封闭气体的压强为()A．100cmHgB．95cmHgC．85cmHgD．75cmHg【答案】B【解析】当有一半的水银被推入细筒中时，由于粗筒横截面积是细筒横截面积的3倍，因此，细筒中水银柱的高度为eq\f(H,2)×3＝15cm，活塞A上方水银柱的总高度为h＝15cm＋eq\f(H,2)＝20cm，因活塞A的重力不计，所以封闭气体的压强p＝p0＋h＝95cmHg，B正确。6．以下说法正确的是()A．无论什么物质，只要它们的摩尔数相同就含有相同的分子数B．分子引力不等于分子斥力时，违背了牛顿第三定律C．1g氢气和1g氧气含有的分子数相同，都是6.02×1023个D．阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃的运动就是布朗运动【答案】A【解析】由于物体的分子数等于摩尔数与阿伏加德罗常数的乘积，所以只要它们的摩尔数相同就含有相同的分子数，A正确；分子引力与分子斥力不是一对作用力和反作用力，它们的大小不一定相等，B错误；氢气分子和氧气分子的摩尔质量不同，所以1g氢气和1g氧气含有的分子数不同，C错误；布朗运动只有在显微镜下才能看到，人肉眼是看不到的，从阳光中看到的尘埃的运动是物体的机械运动，D错误。7．关于分子间作用力和分子势能，下列叙述正确的是()A．分子间距离增大时，分子间引力增大，斥力减小B．分子间距离减小时，分子间引力和斥力都增大C．物体的体积减小时，内部分子势能一定减小D．一个物体在分子间显引力时分子势能一定比显斥力时分子势能要多【答案】B【解析】分子间距离增大时，分子间引力和斥力都减小，分子间距离减小时，分子间引力和斥力都增大，A错误，B正确；物体的体积减小时，内部分子势能不一定减小，如0℃的冰熔化成0℃的水的过程中要不断吸热，内能增大，而温度不变，分子动能不变，分子势能增大，C错误；分子距离在大于平衡距离且分子间距离减小时，分子势能减小；分子距离在小于平衡距离且分子间距离减小时，分子势能增大，当r＝r0时分子间作用力为零，分子势能最小，D错误。8．下列说法正确的是()A．如图甲，迅速压下有机玻璃筒中的活塞，密闭气体体积减小，压强增大，可视为等温变化B．如图乙，一定质量的理想气体处于A状态时温度为TA＝300K，则气体从状态A沿直线变化到状态B的过程中的最高温度为400KC．如图丙，一端封闭一端开口的细管开口向下竖直放置，两段空气柱的长度分别为l1和l2，若将两段水银柱和空气柱分别合在一起，则此时管中空气柱的长度l＜l1＋l2D.如图丁，容器A、B中各有一个可自由移动的轻活塞，两容器底部由带阀门K的管相连。已知整个装置与外界绝热且大气压恒定。现打开阀门使A中的水逐渐向B中流，最后达到平衡，则此过程中大气压对水做功，水的内能增加【答案】B【解析】用活塞迅速压缩玻璃筒内的空气，气体的体积变小，玻璃筒来不及和外界发生热传递，则通过做功把机械能转化为筒内空气的内能，故气体的内能增大，温度升高，故A错误；由图示图象可知，气体体积为时气体压强为：，由理想气体状态方程可得：，当最大时，温度最高，解得时，最大，解得，故B正确；设上下两端水银柱的长为h1、h2，则两气体混合的过程由波意耳定律：，解得：，因，可得，故C错误；大气压对水做的总功：，由于，所以，即大气压力对水不做功，由于水的重心降低，重力势能减小，由能量守恒定律知水的内能增加，故D错误。9．如图所示，曲线M、N分别表示晶体和非晶体在一定压强下的熔化过程，图中横轴表示时间t，纵轴表示温度T。从图中可以确定的是()A．晶体和非晶体均存在固定的熔点T0B．曲线M的bc段表示固液共存状态C．曲线M的ab段表示固态、曲线N的ef段不表示固态D．曲线M的cd段、曲线N的fg段均表示液态【答案】BC【解析】只有晶体存在固定的熔点T0，曲线M的bc段表示固液共存状态，曲线M的ab段表示固态，曲线N的ef段不表示固态，曲线N的fg段不表示液态，选项B、C正确，A、D错误。10．下列说法正确的是()A．分子间距离增大时，分子间的引力减小，斥力增大B．当分子间的作用力表现为引力时，随分子间距离的增大，分子势能增大C．一定质量的理想气体发生等温膨胀，一定从外界吸收热量D．一定质量的理想气体发生等压膨胀，一定向外界放出热量E．熵的大小可以反映物体内分子运动的无序程度【答案】BCE【解析】分子间距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，选项A错误；当分子间的作用力表现为引力时，随分子间距离的增大，分子势能增大，选项B正确；一定质量的理想气体发生等温膨胀，温度不变，内能不变，对外做功，一定从外界吸收热量，选项C正确；一定质量的理想气体发生等压膨胀，对外做功，根据盖—吕萨克定律，等压膨胀，温度一定升高，内能增大，一定吸收热量，选项D错误；熵是系统内分子运动无序性的量度，其大小可以反映物体内分子运动的无序程度，选项E正确。11．如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③、④到达状态e。对此气体，下列说法正确的是()A．过程①中气体的压强逐渐减小B．过程②中气体对外界做正功C．过程④中气体从外界吸收了热量D．状态c、d的内能相等E．状态d的压强比状态b的压强小【答案】BDE【解析】过程①气体发生等容变化，温度升高，根据eq\f(pV,T)＝C可知气体压强增大，故A错误；过程②气体体积增大，气体对外做正功，故B正确；过程④气体发生等容变化，气体对外不做功，温度降低，内能减小，根据ΔU＝Q＋W可知气体对外放热，故C错误；状态c、d的温度相同，气体内能相等，故D正确；由eq\f(pV,T)＝C可得T＝eq\f(p,C)V，在T－V图象中，坐标点与坐标原点的连线的斜率k＝eq\f(p,C)，如图所示，所以状态d的压强比状态b的压强小，故E正确。12．如图所示，导热的气缸固定在水平地面上，用活塞把一定质量的理想气体封闭在气缸中，气缸的内壁光滑。现用水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动，在此过程中如果环境温度恒定，下列说法正确的是()A．每个气体分子的速率都不变B．气体分子平均动能不变C．水平外力F逐渐变大D．气体对外界做功，气体内能减小E．气体对外界做功，吸收热量【答案】BCE【解析】封闭气体等温膨胀过程，温度是分子热运动平均动能的标志，故分子热运动的平均动能不变，但不是每个分子速率都不变，故A错误，B正确;气体等温膨胀，根据玻意耳定律pV＝C，可以知道气压不断减小，故内外压力差变大，向左，故F逐渐变大，故C正确；封闭气体等温膨胀过程，温度是分子热运动平均动能的标志，故分子热运动的平均动能不变，气体分子势能不计，故内能不变，故D错误；根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W，内能不变，气体膨胀，对外做功，即气体对外界做功，吸收热量，故E正确。二、(本题共5小题，共52分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13．(8分)“用油膜法估测分子的大小”实验的简要步骤如下：A．将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去，多于半个的算一个)，再根据方格的边长求出油酸膜的面积S；B．将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上；C．用浅盘装入约2cm深的水；D．用公式d＝eq\f(V,S)，求出薄膜厚度，即油酸分子直径的大小；E．根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V。上述步骤中有步骤遗漏或不完整的，请指出：(1)____________________________________________________(2)____________________________________________________上述实验步骤的合理顺序是________。某同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，数据偏大，对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的是________。A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算B．计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理C．计算油酸膜面积时，只数了完整的方格数D．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开【答案】(1)C步骤中，要在水面上撒上痱子粉或细石膏粉(2分)(2)实验时，还需要：F.用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时液滴的数目(2分)CFBAED(2分)ACD(2分)14．(10分)热等静压设备广泛用于材料加工中。该设备工作时，先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中，然后炉腔升温，利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料加工处理，改善其性能。一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为0.13m3，炉腔抽真空后，在室温下用压缩机将10瓶氩气压入到炉腔中。已知每瓶氩气的容积为3.2×10－2m3，使用前瓶中气体压强为1.5×107Pa，使用后瓶中剩余气体压强为2.0×106Pa；室温温度为27℃。氩气可视为理想气体。(1)求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强；(2)将压入氩气后的炉腔加热到1227℃，求此时炉腔中气体的压强。【解析】(1)设初始时每瓶气体的体积为V0，压强为p0，使用后气瓶中剩余气体的压强为p1。假设体积为V0，压强为p0的气体压强变为p1时，其体积膨胀为V1，由玻意耳定律得：p0V0＝p0V1(2分)被压入进炉腔的气体在室温和p1条件下的体积为：Vʹ＝V1－V0(2分)设10瓶气体压入完成后炉腔中气体的压强为p2，体积为V2，由玻意耳定律得：p2V2＝10p1Vʹ联立方程并代入数据得：p2＝3.2×107Pa。(2分)(2)设加热前炉腔的温度为T0，加热后炉腔的温度为T1，气体压强为p3，由查理定律得：(2分)联立方程并代入数据得：p3＝1.6×108Pa。(2分)15．(10分)如图，一竖直放置的汽缸上端开口，汽缸壁内有卡口a和b，a、b间距为h，a距缸底的高度为H；活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为m，面积为S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均绝热，不计它们之间的摩擦．开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强均为p0，温度均为T0。现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体，直至活塞刚好到达b处。求此时汽缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。重力加速度大小为g。【解析】开始时活塞位于a处，加热后，汽缸中的气体先经历等容过程，直至活塞开始运动。设此时汽缸中气体的温度为T1，压强为p1，根据查理定律有eq\f(p0,T0)＝eq\f(p1,T1)①(1分)根据力的平衡条件有p1S＝p0S＋mg②(1分)联立①②式可得T1＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(mg,p0S)))T0③(1分)此后，汽缸中的气体经历等压过程，直至活塞刚好到达b处，设此时汽缸中气体的温度为T2；活塞位于a处和b处时气体的体积分别为V1和V2。根据盖—吕萨克定律有eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)④(1分)式中V1＝SH⑤(1分)V2＝S(H＋h)⑥(1分)联立③④⑤⑥式解得T2＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(h,H)))eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(mg,p0S)))T0⑦(2分)从开始加热到活塞到达b处的过程中，汽缸中的气体对外做的功为W＝(p0S＋mg)h(2分)16．(10分)如图，一容器由横截面积分别为2S和S的两个汽缸连通而成，容器平放在地面上，汽缸内壁光滑。整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分，分别充有氢气、空气和氮气。平衡时，氮气的压强和体积分别为p0和V0，氢气的体积为2V0，空气的压强为p。现缓慢地将中部的空气全部抽出，抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变，活塞没有到达两汽缸的连接处，求：(i)抽气前氢气的压强；(ii)抽气后氢气的压强和体积。【解析】(i)设抽气前氢气的压强为p10，根据力的平衡条件得(p10–p)·2S＝(p0–p)·S①(2分)得p10＝(p0＋p)②(1分)(ii)设抽气后氢气的压强和体积分别为p1和V1，氢气的压强和体积分别为p2和V2，根据力的平衡条件有p2·S＝p1·2S③(1分)由玻意耳定律得p1V1＝p10·2V0④(1分)p2V2＝p0·V0⑤(1分)由于两活塞用刚性杆连接，故V1–2V0＝2(V0–V2)⑥(2分)联立②③④⑤⑥式解得⑦(1分)⑧(1分)17．(14分)如图甲所示，一个粗细均匀的圆管，左端用一橡皮塞住，橡皮离右端管口的距离是20cm，把一个带手柄的活塞从右端管口推入，将塞向左端缓慢推动到离橡皮5cm时橡皮被推动。已知圆管的横截面积为S＝2.0×10－5m2，手柄的横截面积为S′＝1.0×10－5m2，大气压强为1.0×105Pa，若活塞和圆管间的摩擦不计，且整个过程管内气体温度不变。求：(1)橡皮与圆管间的最大静摩擦力f；(2)这一过程中作用在活塞手柄上的推力F的最大值；(3)在图乙的p－V图象中画出气体经历的状态变化过程图象，并用箭头标出状态变化的方向。【解析】(1)将活塞向左端缓慢推动的过程中，管内气体温度不变，初态p1＝1.0×105PaV1＝l1S＝0.2×2.0×10－5m3＝4×10－6m3(1分)末态V2＝l2S＝0.05×2.0×10－5m3＝1×10－6m3(1分)由玻意耳定律可知p1V1＝p2V2(1分)p2＝eq\f(p1V1,V2)＝4×105Pa(2分)以橡皮为研究对象，橡皮刚被推动时受到的静摩擦即为最大静摩擦力p2S＝p0S＋f(2分)f＝p2S－p0S＝6N(1分)(2)以活塞为研究对象：p2S＝p0S＋F(2分)F＝p2S－p0S＝6N(1分)(3)由第1问可知，p－V图象为(3分)高考物理专题训练：热学（提高卷）一、(本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1．以下说法正确的是()A．无论什么物质，只要它们的摩尔数相同就含有相同的分子数B．分子引力不等于分子斥力时，违背了牛顿第三定律C．1g氢气和1g氧气含有的分子数相同，都是6.02×1023个D．阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃的运动就是布朗运动【答案】A【解析】由于物体的分子数等于摩尔数与阿伏加德罗常数的乘积，所以只要它们的摩尔数相同就含有相同的分子数，A正确；分子引力与分子斥力不是一对作用力和反作用力，它们的大小不一定相等，B错误；氢气分子和氧气分子的摩尔质量不同，所以1g氢气和1g氧气含有的分子数不同，C错误；布朗运动只有在显微镜下才能看到，人肉眼是看不到的，从阳光中看到的尘埃的运动是物体的机械运动，D错误。2．下列说法正确的是()A．温度相同的氢气和氧气，氢气分子和氧气分子的平均速率相同B．液体表面存在张力是因为液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离C．晶体和非晶体不可以相互转化D．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在斥力的缘故【答案】B【解析】温度相同的氢气和氧气，氢气分子和氧气分子的平均动能相同，但是由于氢和氧的分子量不同，则平均速率不相同，选项A错误；液体表面存在张力是因为液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，选项B正确；晶体和非晶体在某种条件下可以相互转化，选项C错误；气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子永不停息的做无规则运动的缘故，与分子斥力无关，选项D错误。3．阿伏加德罗常数是NA(mol-1)，铜的摩尔质量是μ(kg/mol)，铜的密度是ρ(kg/m3)，则下列说法不正确的是()A．1m3铜中所含的原子数为B．一个铜原子的质量是C．一个铜原子所占的体积是D．1kg铜所含有的原子数目是【答案】D【解析】1m3铜中所含的原子数为，A正确；—个铜原子的质量是，B正确；一个铜原子所占的体积是，C正确；1kg铜所含有的原子数目是，D错误。4．一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其p－T图象如图所示．下列判断正确的是（）A．过程a→b中气体一定放热B．过程b→c中气体既不吸热也不放热C．过程c→a中外界对气体所做的功等于气体所放的热D．b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同【答案】AD【解析】由图示可知，a→b过程，气体压强与热力学温度成正比，则气体发生等容变化，气体体积不变，外界对气体不做功，气体温度升高，内能增大，由热力学第一定律可知，气体吸收热量，故A正确；由图示图象可知，b→c过程气体发生等温变化，气体内能不变，压强减小，由玻意耳定律可知，体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律△U＝Q+W可知，气体吸热，故B错误；由图象可知，c→a过程气体压强不变，温度降低，由盖吕萨克定律可知，其体积减小，外界对气体做功，W＞0，气体温度降低，内能减少，△U＜0，由热力学第一定律可知，气体要放出热量，过程ca中外界对气体所做的功小于气体所放热量，故C错误；由图象可知，bc过程气体发生等温变化，气体内能不变，压强减小，由玻意耳定律可知，体积增大，b、c状态气体的分子数密度不同，b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同，故D正确。5．如图所示，竖直放置的弯曲玻璃管a端封闭，b端开口，水银将两段空气封闭在管内，管内各液面间高度差为h1、h2、h3且h1＝h2＝h3；K1、K2为两个阀门，K2位置与b管水银面等高，打开阀门后可与外界大气相通。打开K1或K2，下列判断正确的是()A．打开K1，h1、h2和h3均变为零B．打开K1，h1增大，h2和h3均变为零C．打开K2，h1、h2和h3均变为零D．打开K2，h1、h2、h3的长度保持不变【答案】D【解析】设h1＝h2＝h3＝h，由题图可知，中间封闭气体的压强p＝p0－h2＝p0－h<p0，左边气体压强pa＝p－h3＝p－h＝p0－2h<p0；打开K1，中间部分气体压强等于大气压强p0，则h2和h1均变为零，左边气体压强变大，气体体积减小，h3增大，故A、B错误；打开K2，各部分气体压强均不变，则h1、h2、h3均不变，故C错误，D正确。6．图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0。相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法不正确的是()A．在r＞r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小B．在r＜r0阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小C．在r＝r0时，分子势能最小，动能最大D．分子动能和势能之和在整个过程中不变【答案】B【解析】r0为分子间的平衡距离；大于平衡距离时分子间为引力，小于平衡距离时，分子间为斥力；则有：r大于平衡距离，分子力表现为引力，相互靠近时F做正功，分子动能增加，势能减小，故A正确；当r小于r0时，分子间的作用力表现为斥力，F做负功，分子动能减小，势能增加，故B错误；当r等于r0时，分子势能最小，动能最大，故C正确；由于没有外力做功，故分子动能和势能之和在整个过程中不变，故D正确。7．下列说法正确的是()A．如图甲，迅速压下有机玻璃筒中的活塞，密闭气体体积减小，压强增大，可视为等温变化B．如图乙，一定质量的理想气体处于A状态时温度为TA＝300K，则气体从状态A沿直线变化到状态B的过程中的最高温度为400KC．如图丙，一端封闭一端开口的细管开口向下竖直放置，两段空气柱的长度分别为l1和l2，若将两段水银柱和空气柱分别合在一起，则此时管中空气柱的长度l＜l1＋l2D.如图丁，容器A、B中各有一个可自由移动的轻活塞，两容器底部由带阀门K的管相连。已知整个装置与外界绝热且大气压恒定。现打开阀门使A中的水逐渐向B中流，最后达到平衡，则此过程中大气压对水做功，水的内能增加【答案】B【解析】用活塞迅速压缩玻璃筒内的空气，气体的体积变小，玻璃筒来不及和外界发生热传递，则通过做功把机械能转化为筒内空气的内能，故气体的内能增大，温度升高，故A错误；由图示图象可知，气体体积为时气体压强为：，由理想气体状态方程可得：，当最大时，温度最高，解得时，最大，解得，故B正确；设上下两端水银柱的长为h1、h2，则两气体混合的过程由波意耳定律：，解得：，因，可得，故C错误；大气压对水做的总功：，由于，所以，即大气压力对水不做功，由于水的重心降低，重力势能减小，由能量守恒定律知水的内能增加，故D错误。8．一定质量的理想气体（分子力不计），体积由V膨胀到Vʹ。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△U1；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（）A．W1＞W2，Q1＜Q2，ΔU1＞ΔU2B．W1＜W2，Q1＝Q2，ΔU1＞ΔU2C．W1＜W2，Q1＞Q2，ΔU1＞ΔU2D．W1＝W2，Q1＞Q2，ΔU1＞ΔU2【答案】C【解析】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，根据eq\f(pV,T)＝C可知，气体压强不变，体积增大，因此温度升高，ΔU1＞0，根据热力学第一定律有：ΔU1＝Q1－W1，第二种情况等温过程，气体等温变化，ΔU2＝0，根据热力学第一定律有：ΔU2＝Q2－W2，则得：Q2＝W2，由上可得：ΔU1＞ΔU2，Q1＞Q2，C正确。9．如图所示，曲线M、N分别表示晶体和非晶体在一定压强下的熔化过程，图中横轴表示时间t，纵轴表示温度T。从图中可以确定的是()A．晶体和非晶体均存在固定的熔点T0B．曲线M的bc段表示固液共存状态C．曲线M的ab段表示固态、曲线N的ef段不表示固态D．曲线M的cd段、曲线N的fg段均表示液态【答案】BC【解析】只有晶体存在固定的熔点T0，曲线M的bc段表示固液共存状态，曲线M的ab段表示固态，曲线N的ef段不表示固态，曲线N的fg段不表示液态，选项B、C正确，A、D错误。10．下列说法正确的是（）A．一定质量的理想气体等温膨胀时，该理想气体吸收的热量全部用于对外做了功B．利用新科技手段对内燃机进行不断的改进，可以使内燃机获得的内能全部转化为机械能C．封闭容器中的气体对外做功时，气体的内能不一定减少D．夏天开空调可以使房间的温度比室外低，说明热量可以自发地从低温物体传向高温物体E．第二类永动机不可能制成是因为违背了热力学第二定律【答案】ACE【解析】一定质量的理想气体等温膨胀时，根据热力学第一定律，温度不变（ΔU＝0），体积膨胀（W＜0），气体吸收热量（Q＞0），该理想气体吸收的热量全部用于对外做了功。故A正确；根据热力学第二定律，不能使内燃机获得的内能全部转化为机械能，而不引起其他变化。故B错误；根据热力学第一定律W+Q＝ΔU，封闭容器中的气体对外做功（W＜0）时，由于和外界热交换不明确，所以气体的内能不一定减少。故C正确；夏天开空调可以使房间的温度比室外低，说明热量可以从低温物体传向高温物体，但必须电对其做功。故D错误；第二类永动机不可能制成是因为违背了热力学第二定律，故E正确。11．如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③、④到达状态e。对此气体，下列说法正确的是()A．过程①中气体的压强逐渐减小B．过程②中气体对外界做正功C．过程④中气体从外界吸收了热量D．状态c、d的内能相等E．状态d的压强比状态b的压强小【答案】BDE【解析】过程①气体发生等容变化，温度升高，根据eq\f(pV,T)＝C可知气体压强增大，故A错误；过程②气体体积增大，气体对外做正功，故B正确；过程④气体发生等容变化，气体对外不做功，温度降低，内能减小，根据ΔU＝Q＋W可知气体对外放热，故C错误；状态c、d的温度相同，气体内能相等，故D正确；由eq\f(pV,T)＝C可得T＝eq\f(p,C)V，在T－V图象中，坐标点与坐标原点的连线的斜率k＝eq\f(p,C)，如图所示，所以状态d的压强比状态b的压强小，故E正确。12．如图所示，导热的气缸固定在水平地面上，用活塞把一定质量的理想气体封闭在气缸中，气缸的内壁光滑。现用水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动，在此过程中如果环境温度恒定，下列说法正确的是()A．每个气体分子的速率都不变B．气体分子平均动能不变C．水平外力F逐渐变大D．气体对外界做功，气体内能减小E．气体对外界做功，吸收热量【答案】BCE【解析】封闭气体等温膨胀过程，温度是分子热运动平均动能的标志，故分子热运动的平均动能不变，但不是每个分子速率都不变，故A错误，B正确;气体等温膨胀，根据玻意耳定律pV＝C，可以知道气压不断减小，故内外压力差变大，向左，故F逐渐变大，故C正确；封闭气体等温膨胀过程，温度是分子热运动平均动能的标志，故分子热运动的平均动能不变，气体分子势能不计，故内能不变，故D错误；根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W，内能不变，气体膨胀，对外做功，即气体对外界做功，吸收热量，故E正确。二、(本题共5小题，共52分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13．(8分)“用油膜法估测分子的大小”实验的简要步骤如下：A．将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去，多于半个的算一个)，再根据方格的边长求出油酸膜的面积S；B．将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上；C．用浅盘装入约2cm深的水；D．用公式d＝eq\f(V,S)，求出薄膜厚度，即油酸分子直径的大小；E．根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V。上述步骤中有步骤遗漏或不完整的，请指出：(1)________________________________________________________________________________________________________(2)上述实验步骤的合理顺序是________。(3)某同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，数据偏大，对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的是________。A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算B．计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理C．计算油酸膜面积时，只数了完整的方格数D．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开【答案】(1)C步骤中，要在水面上撒上痱子粉或细石膏粉(2分)实验时，还需要：F.用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时液滴的数目(2分)(2)CFBAED(2分)(3)ACD(2分)14．(10分)如图，一容器由横截面积分别为2S和S的两个汽缸连通而成，容器平放在地面上，汽缸内壁光滑。整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分，分别充有氢气、空气和氮气。平衡时，氮气的压强和体积分别为p0和V0，氢气的体积为2V0，空气的压强为p。现缓慢地将中部的空气全部抽出，抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变，活塞没有到达两汽缸的连接处，求：(i)抽气前氢气的压强；(ii)抽气后氢气的压强和体积。【解析】(i)设抽气前氢气的压强为p10，根据力的平衡条件得(p10–p)·2S＝(p0–p)·S①(2分)得p10＝(p0＋p)②(1分)(ii)设抽气后氢气的压强和体积分别为p1和V1，氢气的压强和体积分别为p2和V2，根据力的平衡条件有p2·S＝p1·2S③(1分)由玻意耳定律得p1V1＝p10·2V0④(1分)p2V2＝p0·V0⑤(1分)由于两活塞用刚性杆连接，故V1–2V0＝2(V0–V2)⑥(2分)联立②③④⑤⑥式解得，。(2分)15．(10分)如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一段高度为2.0cm的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为2.0cm。若将细管倒置，水银柱下表面恰好位于管口处，且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同。已知大气压强为76cmHg，环境温度为296K。(1)求细管的长度；(2)若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止