热学模拟试题(一).pptx
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热学模拟试题(一)(时间:120分钟 共100分)一、单项选择题:下面每题的选项中,只有一个是正确的,请将正确答案填在下面的答题表格内。
(本题共15小题,每小题2分,共30分)1、 有一截面均匀、两端封闭的圆筒,中间被一光滑的活塞分成两边,如果其中的一边装有1克的氢气,则为了使活塞停留在正中央,另一边应装入的氧气质量为( ) A 、161克;B 、8克;C 、16克;D 、32克。
2、 如果只能用绝热方法使系统从初态变到终态,则( )A 、 对联结这两态的不同绝热路径,所做功不同;B 、 对联结这两态的所有绝热路径,所做功都相同;C 、 由于没有热能传递,故没有做功;D 、 系统的总内能将不变。
3、 下列说法正确的是( )A 、一个热力学系统吸收的热量越多,则其温度就越高,内能也就越大;B 、理想气体在自由膨胀过程中,体积从1V 变到2V ,则所作的功⎰⋅=21V V dV P A ;C 、任意准静态过程中,理想气体的内能增量公式T C U m V ∆=∆,ν都适用;D 、理想气体被压缩,其温度必然会升高。
4、 由热力学第二定律,下面哪个说法正确( )A 、功可完全转变为热,但热不可能完全转为功;B 、热量不可能由低温物体传向高温物体;C 、两条绝热线可以相交;D 、一条绝热线与一条等温线只能有一个交点。
5、 一摩尔单原子理想气体,在一个大气压的恒定压强下,从0︒C 被加热到100︒C ,此时气体的内能增加了( )A 、150J ;B 、415.5J ;C 、1246.5J ;D 、2077.5J 。
6、 将氦气液化的设备装在温度为K 3001=T 的房间内,如果该设备中氦气的温度为K 0.51=T ,则释放给房间的热量1Q 和从氦气吸收的热量2Q 的最小比值为( ) A 、601;B 、60;C 、591;D 、59。
7、 在固定的容器中,若将理想气体的温度T 0提高为原来的两倍,即T =2T 0,分子的平均动能和气体压强分别用ε和P 表示,则( )A 、02εε=,P = 2P 0;B 、02εε=,P = 4P 0;C 、04εε=,P = 2P 0;D 、ε和P 都不变。
热学综合测试题(含答案)一、选择题(在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确)1.下列说法正确的是[]A.温度是物体内能大小的标志B.布朗运动反映分子无规则的运动C.分子间距离减小时,分子势能一定增大D.分子势能最小时,分子间引力与斥力大小相等2.关于分子势能,下列说法正确的是[]A.分子间表现为引力时,分子间距离越小,分子势能越大B.分子间表现为斥力时,分子间距离越小,分子势能越大C.物体在热胀冷缩时,分子势能发生变化D.物体在做自由落体运动时,分子势能越来越小3.关于分子力,下列说法中正确的是[]A.碎玻璃不能拼合在一起,说明分子间斥力起作用B.将两块铅压紧以后能连成一块,说明分子间存在引力C.水和酒精混合后的体积小于原来体积之和,说明分子间存在的引力D.固体很难拉伸,也很难被压缩,说明分子间既有引力又有斥力4.下面关于分子间的相互作用力的说法正确的是[]A.分子间的相互作用力是由组成分子的原子内部的带电粒子间的相互作用而引起的B.分子间的相互作用力是引力还是斥力跟分子间的距离有关,当分子间距离较大时分子间就只有相互吸引的作用,当分子间距离较小时就只有相互推斥的作用C.分子间的引力和斥力总是同时存在的D.温度越高,分子间的相互作用力就越大5.用r表示两个分子间的距离,Ep表示两个分子间的相互作用势能.当r=r0时两分子间的斥力等于引力.设两分子距离很远时Ep=0[]A.当r>r0时,Ep随r的增大而增加B.当r<r0时,Ep随r的减小而增加C.当r>r0时,Ep不随r而变D.当r=r0时,Ep=06.一定质量的理想气体,温度从0℃升高到t℃时,压强变化如图2-1所示,在这一过程中气体体积变化情况是[]A.不变B.增大C.减小D.无法确定7.将一定质量的理想气体压缩,一次是等温压缩,一次是等压压缩,一次是绝热压缩,那么[]A.绝热压缩,气体的内能增加B.等压压缩,气体的内能增加C.绝热压缩和等温压缩,气体内能均不变D.三个过程气体内能均有变化8.如图2-2所示,0.5mol理想气体,从状态A变化到状态B,则气体在状态B时的温度为[]A.273KB.546KC.810KD.不知TA所以无法确定9.如图2-3是一定质量理想气体的p-V图线,若其状态由a→b→c→a(ab为等容过程,bc为等压过程,ca为等温过程),则气体在a、b、c三个状态时[]A.单位体积内气体分子数相等,即na=nb=nB.气体分子的平均速度va>vb>vC.气体分子在单位时间内对器壁单位面积碰撞次数Na>Nb>NcD.气体分子在单位时间内对器壁单位面积作用的总冲量Ia>Ib=Ic10.一定质量的理想气体的状态变化过程如图2-4所示,MN为一条直线,则气体从状态M到状态N的过程中[]A.温度保持不变B.温度先升高,后又减小到初始温度C.整个过程中气体对外不做功,气体要吸热D.气体的密度在不断减小11.一定质量的理想气体自状态A经状态B变化到状态C,这一过程在V-T图中的表示如图2-5所示,则[]A.在过程AB中,气体压强不断变大B.在过程BC中,气体密度不断变大C.在过程AB中,气体对外界做功D.在过程BC中,气体对外界放热12.如图2-6所示,一圆柱形容器上部圆筒较细,下部的圆筒较粗且足够长.容器的底是一可沿下圆筒无摩擦移动的活塞S,用细绳通过测力计F将活塞提着,容器中盛水.开始时,水面与上圆筒的开口处在同一水平面上(如图),在提着活塞的同时使活塞缓慢地下移.在这一过程中,测力计的读数[]A.先变小,然后保持不变B.一直保持不变C.先变大,然后变小D.先变小,然后变大13.如图2-7所示,粗细均匀的U形管,左管封闭一段空气柱,两侧水银面的高度差为h,U型管两管间的宽度为d,且d<h,现将U形管以O点为轴顺时针旋转90°至两个平行管水平,并保持U形管在竖直平面内,两管内水银柱的长度分别变为h1′和h2′.设温度不变,管的直径可忽略不计,则下列说法中正确的是[]A.h1增大,h2减小B.h1减小,h2增大,静止时h1′=h2′C.h1减小,h2增大,静止时h1′>h2′D.h1减小,h2增大,静止时h1′<h2′14.如图2-8所示,一根竖直的弹簧支持着一倒立气缸的活塞,使气缸悬空而静止,设活塞与缸壁间无摩擦且可以在缸内自由移动,缸壁导热性能良好使缸内气体总能与外界大气温度相同,则下述结论中正确的是[]A.若外界大气压增大,则弹簧将压缩一些B.若外界大气压增大,则气缸上底面距地面的高度将减小C.若气温升高,则气缸上底面距地面的高度将减小D.若气温升高,则气缸上底面距地面的高度将增大15.如图2-9所示,导热气缸开口向下,内有理想气体,气缸固定不动,缸内活塞可自由滑动且不漏气.活塞下挂一个砂桶,砂桶装满砂子时,活塞恰好静止.现给砂桶底部钻一个小洞,细砂慢慢漏出,外部环境温度恒定,则[]A.气体压强增大,内能不变B.外界对气体做功,气体温度不变C.气体体积减小,压强增大,内能减小D.外界对气体做功,气体内能增加二、填空题1.估算一下,可知地球表面附近空气分子之间的距离约为________m(取一位有效数字);某金属的摩尔质量为M,密度为ρ,阿伏加德罗常量为N.若把金属分子视为球形,经估算该金属的分子直径约为________.2.高压锅的锅盖通过几个牙齿似的锅齿与锅镶嵌旋紧,锅盖与锅之间有橡皮制的密封圈,不会漏气.锅盖中间有一排气孔,上面套上类似砝码的限压阀,将排气孔堵住.当加热高压锅,锅内气体压强增大到一定程度时,气体就把限压阀顶起来,蒸汽即从排气孔中排出锅外.已知某高压锅限压阀的质量为0.1kg,排气孔直径为0.3cm,则锅内气体压强最大可达________Pa.3.圆筒内装有100升1atm的空气,要使圆筒内空气压强增大到10atm,应向筒内打入同温度下2atm的压缩气体________L.4.如图2-10所示为一定质量理想气体的状态变化过程的图线A→B→C→A,则B→C的变化是________过程,若已知TA=300K,TB=400K,则TC=________K.5.一圆柱形的坚固容器,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.设大气压强为p0,湖水密度为ρ.则容器内部底面受到的向下的压强为________.然后保持容器状态不变,将容器从湖底移到湖面,这时容器内部底面受到的向下压强为________.三、实验题1.在“验证玻意耳定律”的实验中,对气体的初状态和末状态的测量和计算都正确无误,结果末状态的pV值与初状态的p0V0值明显不等,造成这一结果的可能原因是实验过程中:[]A.气体温度发生变化B.气体与外界有热传递C.有气体泄漏D.气体体积改变得太迅速2.如图2-11所示为实验室常用的气压计结构示意图,它是根据托里拆里实验原理制成的,管中水银柱的高度(即为当时的大气压数值)通过带有游标的刻度尺读出,图中的读数部分被放大,从放大的图中读出,测量的大气压强值为________mmHg.3.在利用带刻度的注射器做“验证玻意耳定律”的实验中.(1)甲同学用水银气压计测大气压强,读数时,观察发现气压计上20分度的游标尺(游标尺上每等分刻度线间距为1.95mm)上的第6条刻度线(第6条刻度线是从0刻度线数起的第7条线)与主尺上的77.1cm刻度线正好对齐.(1)此时大气压强为________mmHg.(2)乙、丙两同学各自对气体观察测量计算后又改变气体状态,得到几组值,并在同一坐标内画出p-(1/V)图线如图1-12所示,由图线知,这是由于它们的________不同使得两图线并不重合.4.在“验证玻意耳定律”的实验中(1)某同学列出所需要的实验器材:带框架的注射器(有刻度),橡皮帽,钩码(若干个),弹簧秤,天平(带砝码),铁架台(连铁夹),润滑油.问:该同学漏选了哪些器材?答:________.(2)图2-13是甲、乙两同学在同一次实验中得到的p-(1/V)图.若两人实验时操作均正确无误,且选取坐标标度相同,那么两图线斜率不同的主要原因是________.5.在河边,给你一根60cm左右的两端开口的均匀细玻璃管,米尺一把,请设法测定大气压的值,写出主要实验步骤及相应的所需测量的物理量(不得下水测量).答:.计算大气压的公式p0=.6.一位同学分别在两天用注射器做两次“验证玻意耳定律”的实验,操作过程和方法都正确,根据实验数据他在同一p-V坐标中画出了两条不重合的甲、乙两条双曲线,如图2-15所示,产生这种情况的原因可能是:(1).(2).7.用“验证玻意尔定律实验”的装置来测量大气压强,所用注射器的最大容积为Vm,刻度全长为L,活塞与钩码支架的总质量为M,注射器被固定在竖直方向上,如图2-16.在活塞两侧各悬挂1个质量为m的钩码时注射器内空气体积为V1;除去钩码后,用弹簧秤向上拉活塞,达到平衡时注射器内空气体积为V2,弹簧秤的读数为F(整个过程中,温度保持不变).由这些数据可以求出大气压强p0=.8.一学生用带有刻度的注射器做“验证玻意耳定律”的实验.他在做了一定的准备工作后,通过改变与活塞固定在一起的框架上所挂钩码的个数得到了几组关于封闭在注射器内部空气的压强p和体积V的数据.用横坐标表示体积的倒数,用纵坐标表示压强,由实验数据在坐标系中画出了p-1/V图,其图线为一条延长线与横轴有较大截距OA的直线,如图2-17所示.由图线分析下列四种情况,在实验中可能出现的是_________A.记录气压计指示的大气压强时,记录值比指示值明显减小B.记录气压计指示的大气压强时,记录值比指示值明显偏大C.测量活塞和框架的质量时,测量值比指示值明显偏小D.测量活塞和框架的质量时,测量值比指示值明显偏大9.验证查理定律的实验装置如图2-18所示,在这个实验中,测得压强和温度的数据中,必须测出的一组数据是和.首先要在环境温度条件下调节A、B管中水银面,此时烧瓶中空气压强为,再把烧瓶放进盛着冰水混合物的容器里,瓶里空气的温度下降至跟冰水混合物的温度一样,此时烧瓶中空气温度为K,B管中水银面将,再将A管,使B管中水银面.这时瓶内空气压强等于.四.计算题:1.题10图为一种减震垫,上面布满了圆柱状薄膜气泡,每个气泡内充满体积为V0,压强为P0的气体。
传热学复习题一。
选择恰当的答案填入空格中(每题2分,共30分)1.传热学是研究()的科学。
①热量传导规律;②热量传递规律;③对流传热规律;④辐射传热规律。
2.采暖时,热量从90℃的热水通过1mm厚的钢板传给25℃的室内空气。
在这个综合传热过程中,()。
①水到钢板的传热强于通过钢板的传热强于钢板到空气的传热;②钢板到空气的传热强于通过钢板的传热强于水到钢板的传热;③钢板到空气的传热弱于水到钢板的传热弱于通过钢板的传热;④钢板到空气的传热强于水到钢板的传热强于通过钢板的传热。
3.傅立叶定律中的负号表示热量传递的方向与温度梯度的方向(),即热量必须从高温处向低温处传递。
①相反;②垂直;③相交;④相同。
4.工程材料在使用时表现出来的导热系数还常常与材料内部结构有关,是一种综合导热系数,不再单纯是()。
①物性参数;②过程参数;③几何参数;④边界条件。
5.导热问题(导热数学模型)的三类边界条件分别是()。
①速度边界条件、流量边界条件和温度边界条件;②温度边界条件、热流量边界条件和对流边界条件;③克希霍夫边界条件、基尔霍夫边界条件和霍金边界条件;④导热边界条件、辐射边界条件和对流边界条件。
()。
6.()远远小于()是肋片导热的必要条件,反过来的话肋片不仅不增大传热,反而削弱传热。
①肋片表面对流换热热阻、肋片内导热热阻;②肋基接触热阻、肋片内导热热阻;③肋基导热热阻、肋片内导热热阻;④肋片内导热热阻、肋片表面对流换热热阻。
7.周期性的非稳态导热过程由于边界条件变化程度与周期不同,可能分为也可能不分()等两个阶段。
①非稳态阶段和稳态阶段;②非正规状况阶段和正规状况阶段;③非周期性阶段和周期性阶段;④非定常阶段和定常阶段。
8.集总参数法使用条件是()。
①物体内部单位导热面积上的导热热阻远远小于传热过程总传热热阻;②物体内部单位导热面积上的导热热阻远远大于传热过程总传热热阻;③物体内部单位导热面积上的导热热阻(内热阻)远远小于物体表面同周围环境进行换热的换热热阻(外热阻);④物体内部单位导热面积上的导热热阻(内热阻)远远小于物体表面同周围环境进行换热的换热热阻(外热阻),即Bi很小(<0.1)。
热学模拟试题一一、 填空题1.lmol 的单原子分子理想气体,在1atm 的恒定压强下,从0℃加热到100℃, 则气体的内能改变了_____J .(普适气体常量R=8.31J ·mol -1·k -1)。
2.右图为一理想气体几种状态变化过程的p-v 图,其中MT 为等温线,MQ 为绝热线,在AM,BM,CM 三种准静态过程中: (1) 温度升高的是___ 过程; (2) 气体吸热的是______ 过程. 3.所谓第二类永动机是指 _______________________________________ ;它不可能制成是因为违背了___________________________________。
4.处于平衡状态下温度为T 的理想气体,kT 23的物理意义是 ___________________________.(k 为玻尔兹曼常量).5.图示曲线为处于同一温度T 时氦(原子量 4)、氖(原子量20)和氩(原子量40)三种气体分子的速率分布曲线。
其中:曲线(a)是______ 分子的速率分布曲线; 曲线(b)是_________气分子的速率分布曲线; 曲线(c)是_________气分子的速率分布曲线。
6.处于平衡态A 的一定量的理想气体,若经准静态等体过程变到平衡态B ,将从外界吸收热量416 J ,若经准静态等压过程变到与平衡态B 有相同温度的平衡态C ,将从外界吸收热量582J ,所以,从平衡态A 变到平衡态C 的准静态等压过程中气体对外界所作的功为_____________________。
7. 一定量的某种理想气体在等压过程中对外作功为200J .若此种气体为单原子分子气体,则该过程中需吸热__________J ;若为双原子分子气体,则需吸热_____________J 。
8.一定量的理想气体,在p —T 图上经历一个如图所示的循环过程(a→b→c→d→a),其中a→b,c→d 两个过程是绝热过程,则该循环的效率η=_________________。
第 1 页 共 8 页2021年高考物理二轮重点专题整合突破专题(16)热学(原卷版)高考题型1 分子动理论 热力学定律1.估算问题(1)油膜法估算分子直径:d =V S,其中V 为纯油酸体积,S 为单分子油膜面积. (2)分子总数:N =nN A =m M N A =V V mol N A. 特别提醒:对气体而言,一个分子的体积V 0≠V N. (3)两种分子模型:①球体模型:V =43πR 3;①立方体模型:V =a 3. 2.分子运动:分子永不停息地做无规则运动,温度越高,分子的无规则运动越剧烈,即平均速率越大,但某个分子的瞬时速率不一定大.3.分子力、分子势能与分子间距离的关系(如图1)图14.理想气体相关三量ΔU 、W 、Q 的分析思路(1)内能变化量ΔU由气体温度变化分析ΔU .温度升高,内能增加,ΔU >0;温度降低,内能减少,ΔU <0.①由公式ΔU =W +Q 分析内能变化.(2)做功情况W由体积变化分析气体做功情况.体积膨胀,气体对外界做功,W <0;体积被压缩,外界对气体做功,W >0.(3)气体吸、放热Q一般由公式Q=ΔU-W分析气体的吸、放热情况,Q>0,吸热;Q<0,放热.5.对热力学第二定律的理解:热量可以由低温物体传递到高温物体,也可以从单一热源吸收热量全部转化为功,但会产生其他影响.【例1】(2020·全国卷①·33(1))下列关于能量转换过程的叙述,违背热力学第一定律的有________,不违背热力学第一定律、但违背热力学第二定律的有________.(填正确答案标号)A.汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热B.冷水倒入保温杯后,冷水和杯子的温度都变得更低C.某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功,而不产生其他影响D.冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内【例2】(2020·全国卷①·33(1))分子间作用力F与分子间距r的关系如图2所示,r=r1时,F=0.分子间势能由r决定,规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零.若一分子固定于原点O,另一分子从距O点很远处向O点运动,在两分子间距减小到r2的过程中,势能________(填“减小”“不变”或“增大”);在间距由r2减小到r1的过程中,势能________(填“减小”“不变”或“增大”);在间距等于r1处,势能________(填“大于”“等于”或“小于”)零.图2【例3】(多选)(2020·全国卷①·33(1))如图3,一开口向上的导热汽缸内,用活塞封闭了一定质量的理想气体,活塞与汽缸壁间无摩擦.现用外力作用在活塞上,使其缓慢下降.环境温度保持不变,系统始终处于平衡状态.在活塞下降过程中()第2页共8页图3A.气体体积逐渐减小,内能增加B.气体压强逐渐增大,内能不变C.气体压强逐渐增大,放出热量D.外界对气体做功,气体内能不变E.外界对气体做功,气体吸收热量【例4】(多选)(2018·全国卷①·33(1))如图4,一定质量的理想气体从状态a开始,经历过程①、①、①、①到达状态e.对此气体,下列说法正确的是()图4A.过程①中气体的压强逐渐减小B.过程①中气体对外界做正功C.过程①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【变式训练】1.(多选)(2020·湖北随州市3月调研)下列有关分子动理论的说法正确的是()A.花粉颗粒在液体中的布朗运动,短时间的运动无规则,时间足够长时是有规则的B.若已知气体在某状态下的摩尔质量、密度及阿伏加德罗常数,可求出每个分子的体积C.两分子随着距离的增大,引力和斥力均减小,且斥力减小得更快D.两分子之间的引力和斥力平衡时,它们所具有的分子势能具有最小值E.当容器壁的分子对液体分子的吸引力大于液体分子间的吸引力时,液体表现为浸润2.(多选)(2020·四川泸州市质量检测)下列说法正确的是()A.做功和热传递都可以改变物体的内能B.根据热力学第二定律可知,低温物体不能传递热量给高温物体第3页共8页C.扫地时,在阳光照射下,看到尘埃飞舞,这是尘埃在做布朗运动D.气体温度升高,其分子的平均动能一定增大E.竹节虫可以停在水面上是由于液体表面张力的作用3.在“用油膜法估测分子的大小”实验中,所用油酸酒精溶液的浓度为每104 mL溶液中有纯油酸6 mL,用注射器测得1 mL上述溶液为75滴.把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里,待水面稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩笔在玻璃板上描出油膜的轮廓,再把玻璃板放在坐标纸上,其形状和尺寸如图5所示,坐标中正方形方格的边长为1 cm.则:图5(1)油酸薄膜的面积是________ cm2.(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是________ mL.(取1位有效数字)(3)按以上实验数据估测出油酸分子直径约为________ m.(取1位有效数字)高考题型2固体、液体和气体1.对晶体、非晶体特性的理解(1)只有单晶体才可能具有各向异性.(2)各种晶体都具有确定的熔点,晶体熔化时,温度不变,吸收的热量全部用于增加分子势能.(3)晶体与非晶体可以相互转化.(4)有些晶体属于同素异形体,如金刚石和石墨.2.正确理解温度的微观含义(1)温度是分子平均动能的标志,温度越高,分子的平均动能越大.第4页共8页(2)温度越高,物体分子动能总和增大,但物体的内能不一定越大.3.对气体压强的理解(1)气体对容器壁的压强是气体分子频繁碰撞容器壁的结果,温度越高,气体分子密集程度越大,气体对容器壁因碰撞而产生的压强就越大.(2)地球表面大气压强可认为是大气重力产生的.【例5】(多选)(2020·江苏卷·13(1))玻璃的出现和使用在人类生活里已有四千多年的历史,它是一种非晶体.下列关于玻璃的说法正确的是()A.没有固定的熔点B.天然具有规则的几何形状C.沿不同方向的导热性能相同D.分子在空间上周期性排列【变式训练】4.(多选)(2020·新乡市高三上学期第一次模拟)下列说法正确的是()A.液晶既具有液体的流动性,又具有光学的各向异性B.微粒越大,撞击微粒的液体分子数越多,布朗运动越明显C.太空中水滴成球形,是液体表面张力作用的结果D.表现为各向同性的固体均为非晶体E.若附着层的液体分子比液体内部的分子稀疏,则液体与固体之间表现为不浸润5.(多选)(2020·吉林长春市六中3月线上测试)下列说法中正确的是()A.分子运动的平均速率可能为零,瞬时速度不可能为零B.液体与大气相接触时,表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引C.空气的相对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示D.有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体E.随着分子间距增大,分子间引力和斥力均减小,分子势能不一定减小第5页共8页第 6 页 共 8 页高考题型3 气体实验定律 理想气体状态方程1.压强的计算(1)被活塞、汽缸封闭的气体,通常分析活塞或汽缸的受力,应用平衡条件或牛顿第二定律求解.(2)应用平衡条件或牛顿第二定律求解,得出的压强单位为Pa.若应用p =p 0+h 或p =p 0-h 来表示压强,则压强p 的单位为cmHg 或mmHg.2.合理选取气体变化所遵循的规律列方程(1)若气体质量一定,p 、V 、T 均发生变化,则选用理想气体状态方程列式求解.(2)若气体质量一定,p 、V 、T 中有一个量不发生变化,则选用对应的气体实验定律列方程求解.3.关联气体问题解决由活塞、液柱相联系的两部分气体时,注意找两部分气体的关联,压强、体积等关系,列出关联关系式,再结合气体实验定律或理想气体状态方程求解.【例6】(2020·全国卷①·33(2))甲、乙两个储气罐储存有同种气体(可视为理想气体).甲罐的容积为V ,罐中气体的压强为p ;乙罐的容积为2V ,罐中气体的压强为12p .现通过连接两罐的细管把甲罐中的部分气体调配到乙罐中去,两罐中气体温度相同且在调配过程中保持不变,调配后两罐中气体的压强相等.求调配后 (①)两罐中气体的压强;(①)甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比.【例7】(2018·全国卷①·33(2))如图6,一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p 0,温度均为T 0.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 .图6【例8】(2019·全国卷①·33(2))如图7,一容器由横截面积分别为2S和S的两个汽缸连通而成,容器平放在水平地面上,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:图7(1)抽气前氢气的压强;(2)抽气后氢气的压强和体积.【变式训练】6.如图8所示,汽缸内A、B两部分气体由竖直放置、横截面积为S的绝热活塞隔开,活塞与汽缸光滑接触且不漏气.初始时两侧气体的温度相同,压强均为p,体积之比为V A①V B=1①2.现将汽缸从如图位置缓慢转动,转动过程中A、B两部分气体温度均不变,直到活塞成水平放置,此时,A、B两部分气体体积相同.之后保持A部分气体温度不变,加热B部分气体使其温度缓慢升高,稳定后,A、B两部分气体体积之比仍然为V A①V B=1①2.已知重力加速度大小为g.求:图8(1)活塞的质量;(2)B部分气体加热后的温度与开始时的温度之比.7.(2020·广东广州市、深圳市学调联盟高三第二次调研)如图9,粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口,管内有一段水银柱,中管内水银面与管口A之间气体柱长为l A=40 cm,右管内气体柱长为l B=39 cm.先将开口B封闭,再将左管竖直插入水银槽中,设被封闭的气体为理想气体,整个过程温度不变,若稳定后进入左管的水银面比水银槽水银面低4 cm,已知大气压强p0=76 cmHg,求:第7页共8页图9(1)稳定后A端上方气柱长度;(2)稳定后右管内的气体压强.8.新冠肺炎疫情发生以来,各医院都特别加强了内部环境消毒工作.如图10所示,是某医院消毒喷雾器设备.喷雾器的储液桶与打气筒用软细管相连,已知储液桶容积为10 L,打气筒每打一次气能向储液桶内压入p0=1×105 Pa的空气V0′=200 mL.现往储液桶内装入8 L药液后关紧桶盖和喷雾头开关,此时桶内压强为p=1.0×105 Pa,打气过程中储液桶内气体温度与外界温度相同且保持不变.不计储液桶两端连接管以及软细管的容积.图10(1)若打气使储液桶内药液上方的气体压强达到3×105 Pa,求打气筒打气次数至少是多少?(2)当储液桶内药液上方的气体压强达到3×105 Pa后,打开喷雾头开关K直至储液桶药液上方的气压为2×105 Pa,求在这过程中储液桶喷出药液的体积是多少?第8页共8页。
专题13热学1.(2024.河北卷考题)9.如图,水平放置的密闭绝热汽缸被导热活塞分成左右两部分,左侧封闭一定质量的理想气体,右侧为真空,活塞与汽缸右壁中央用一根轻质弹簧水平连接。
汽缸内壁光滑且水平长度大于弹簧自然长度,弹簧的形变始终在弹性限度内且体积忽略不计。
活塞初始时静止在汽缸正中间,后因活塞密封不严发生缓慢移动,活塞重新静止后()A.弹簧恢复至自然长度B.活塞两侧气体质量相等C.与初始时相比,汽缸内气体的内能增加D.与初始时相比,活塞左侧单位体积内气体分子数减少2.(2024年新课标考题)8.如图,一定量理想气体的循环由下面4个过程组成:1→2为绝热过程(过程中气体不与外界交换热量),2→3为等压过程,3→4为绝热过程,4→1为等容过程。
上述四个过程是四冲程柴油机工作循环的主要过程。
下列说法正确的是()A.1→2过程中,气体内能增加B.2→3过程中,气体向外放热C.3→4过程中,气体内能不变D.4→1过程中,气体向外放热3.(2024年山东卷考题)6.一定质量理想气体经历如图所示的循环过程,a→b过程是等压过程,b→c过程中气体与外界无热量交换,c→a过程是等温过程。
下列说法正确的是()A.a →b 过程,气体从外界吸收的热量全部用于对外做功B.b →c 过程,气体对外做功,内能增加C.a →b →c 过程,气体从外界吸收的热量全部用于对外做功D.a →b 过程,气体从外界吸收的热量等于c →a 过程放出的热量4.(2024全国甲卷考题)13.如图,四个相同的绝热试管分别倒立在盛水的烧杯a 、b 、c 、d 中,平衡后烧杯a 、b 、c 中的试管内外水面的高度差相同,烧杯d 中试管内水面高于试管外水面。
已知四个烧杯中水的温度分别为a t 、b t 、c t 、d t ,且ab c d t t t t <<=。
水的密度随温度的变化忽略不计。
下列说法正确的是()A.a 中水的饱和气压最小B.a 、b 中水的饱和气压相等C.c 、d 中水的饱和气压相等D.a 、b 中试管内气体的压强相等E.d 中试管内气体的压强比c 中的大5.(2024年上海卷考题)1.通过“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验可推测油酸分子的直径约为()A.1510m -B.1210m -C.910m -D.610m-6.(2024年上海卷考题)2.验证气体体积随温度变化关系的实验装置如图所示,用支架将封有一定质量气体的注射器和温度传感器固定在盛有热水的烧杯中。
热学模拟试题一答案一、 填空题1. 31025.1⨯ 3分2. CM BM 、 各1分CM 1分3. 从单一热源吸热,在循环中不断对外作功的热机 2分 热力学第二定律 2分4. 每个气体分子热运动的平均平动动能 3分5. 氩 1分 氖 1分 氦 1分6. J 166 3分7. 500 2分700 2分8. 25% 3分9. R 25;R 23;∞;0。
各1分 10. 增加;不变;减小。
各1分三、计算题1.解:(1)对A 、B 两部分气体缓慢地加热,皆可看作准静态过程,两室内是同种气体,而且开始时两部分气体的P 、V 、T 均相等,所以两室的摩尔数M/μ也相同.A 室气体经历的是等容过程,B 室气体经历的是等压过程,所以A 、B 室气体吸收的热量分别为)(T T C M Q A V A -=μ)(T T C M Q B V B -=μ 已知B A Q Q =,由上式可得 35=∆∆==B A V p T T C C γ 因为C P =C V +R,代入上式得C V =3R/2, C P =5R/2 (2)B 室气体作功为 B T R MV P A ∆=∆∙=μB 室中气体吸收的热量转化为功的百分比为%40=B Q A2. 解:(1) 25R C V =4.15/21=+=γa a a a ab a ab V P V P V V RT Q 099.13ln ln ===γa a abc T T V V T 644.01=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=-γ a a a b V bc V P T T C Q 889.0)(-=-=γ %1.19=-=abbc ab Q Q Q η (2) 3ln ln a a a b c V bc T V P T T C S -==∆γ 3.解:在a b 过程中,外界作功为1221ln |'|P P RT M m A = 在b c 过程中,外界作功 )(|"|121T T R M m A -= 在c d 过程中从低温热源T 1吸取的热量Q 2’等于气体对外界作的功A 2’,其值为12122ln ''P P RT M m A Q == 在d a 过程中气体对外界作的功为 )("122T T R M m A -= 致冷系数为12122112"'|"||'|'T T T A A A A Q W -=--+= 4.解:冰融化过程中。
热学考试题和答案解析一、选择题(每题2分,共20分)1. 热力学第一定律表明能量守恒,下列关于能量守恒的叙述中,正确的是()。
A. 能量可以被创造B. 能量可以被消灭C. 能量在转换和传递过程中总量保持不变D. 能量在转换和传递过程中总量会减少答案:C解析:热力学第一定律,也称为能量守恒定律,表明在一个封闭系统中,能量既不会被创造也不会被消灭,只会从一种形式转换为另一种形式,或者从一个物体传递到另一个物体,在转换和传递过程中总量保持不变。
2. 以下哪种物质的比热容最大?()A. 水银B. 水C. 铜D. 冰答案:B解析:水的比热容是最大的,这意味着相同质量的水与其他物质相比,在吸收或释放相同热量时,其温度变化最小。
3. 理想气体状态方程为PV=nRT,其中R是()。
A. 普朗克常数B. 理想气体常数C. 玻尔兹曼常数D. 阿伏伽德罗常数答案:B解析:理想气体状态方程中的R代表理想气体常数,它是一个物理常数,用于将压力、体积、温度和物质的量联系起来。
4. 温度是物体冷热程度的量度,下列关于温度的叙述中,错误的是()。
A. 温度是物体分子热运动的宏观表现B. 温度相同的物体具有相同的热量C. 温度是物体分子平均动能的量度D. 温度是物体分子运动状态的量度答案:B解析:热量是物体在热传递过程中转移的能量,与物体的温度无关。
因此,温度相同的物体并不一定具有相同的热量。
5. 以下哪种情况下,气体的内能会增加?()A. 气体对外做功,同时吸收热量B. 气体对外做功,同时放出热量C. 气体对外做功,同时吸收的热量少于对外做的功D. 气体对外做功,同时吸收的热量等于对外做的功答案:A解析:根据热力学第一定律,气体的内能变化等于吸收的热量减去对外做的功。
因此,当气体对外做功的同时吸收热量时,其内能会增加。
6. 热传导、热对流和热辐射是热传递的三种基本方式,以下关于这三种方式的叙述中,错误的是()。
A. 热传导需要介质B. 热对流需要流体介质C. 热辐射不需要介质D. 热辐射是最快的热传递方式答案:D解析:热辐射是不需要介质的,可以在真空中进行,但它不是最快的热传递方式。
热学综合测试题(含答案)一、选择题(在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确)1.下列说法正确的是[]A.温度是物体内能大小的标志B.布朗运动反映分子无规则的运动C.分子间距离减小时,分子势能一定增大D.分子势能最小时,分子间引力与斥力大小相等2.关于分子势能,下列说法正确的是[]A.分子间表现为引力时,分子间距离越小,分子势能越大B.分子间表现为斥力时,分子间距离越小,分子势能越大C.物体在热胀冷缩时,分子势能发生变化D.物体在做自由落体运动时,分子势能越来越小3.关于分子力,下列说法中正确的是[]A.碎玻璃不能拼合在一起,说明分子间斥力起作用B.将两块铅压紧以后能连成一块,说明分子间存在引力C.水和酒精混合后的体积小于原来体积之和,说明分子间存在的引力D.固体很难拉伸,也很难被压缩,说明分子间既有引力又有斥力4.下面关于分子间的相互作用力的说法正确的是[]A.分子间的相互作用力是由组成分子的原子内部的带电粒子间的相互作用而引起的B.分子间的相互作用力是引力还是斥力跟分子间的距离有关,当分子间距离较大时分子间就只有相互吸引的作用,当分子间距离较小时就只有相互推斥的作用C.分子间的引力和斥力总是同时存在的D.温度越高,分子间的相互作用力就越大5.用r表示两个分子间的距离,Ep表示两个分子间的相互作用势能.当r=r0时两分子间的斥力等于引力.设两分子距离很远时Ep=0[]A.当r>r0时,Ep随r的增大而增加B.当r<r0时,Ep随r的减小而增加C.当r>r0时,Ep不随r而变D.当r=r0时,Ep=06.一定质量的理想气体,温度从0℃升高到t℃时,压强变化如图2-1所示,在这一过程中气体体积变化情况是[]A.不变B.增大C.减小D.无法确定7.将一定质量的理想气体压缩,一次是等温压缩,一次是等压压缩,一次是绝热压缩,那么[]A.绝热压缩,气体的内能增加B.等压压缩,气体的内能增加C.绝热压缩和等温压缩,气体内能均不变D.三个过程气体内能均有变化8.如图2-2所示,0.5mol理想气体,从状态A变化到状态B,则气体在状态B时的温度为[]A.273KB.546KC.810KD.不知TA所以无法确定9.如图2-3是一定质量理想气体的p-V图线,若其状态由a→b→c→a(ab为等容过程,bc为等压过程,ca为等温过程),则气体在a、b、c三个状态时[]A.单位体积内气体分子数相等,即na=nb=nB.气体分子的平均速度va>vb>vC.气体分子在单位时间内对器壁单位面积碰撞次数Na>Nb>NcD.气体分子在单位时间内对器壁单位面积作用的总冲量Ia>Ib=Ic10.一定质量的理想气体的状态变化过程如图2-4所示,MN为一条直线,则气体从状态M到状态N的过程中[]A.温度保持不变B.温度先升高,后又减小到初始温度C.整个过程中气体对外不做功,气体要吸热D.气体的密度在不断减小11.一定质量的理想气体自状态A经状态B变化到状态C,这一过程在V-T图中的表示如图2-5所示,则[]A.在过程AB中,气体压强不断变大B.在过程BC中,气体密度不断变大C.在过程AB中,气体对外界做功D.在过程BC中,气体对外界放热12.如图2-6所示,一圆柱形容器上部圆筒较细,下部的圆筒较粗且足够长.容器的底是一可沿下圆筒无摩擦移动的活塞S,用细绳通过测力计F将活塞提着,容器中盛水.开始时,水面与上圆筒的开口处在同一水平面上(如图),在提着活塞的同时使活塞缓慢地下移.在这一过程中,测力计的读数[]A.先变小,然后保持不变B.一直保持不变C.先变大,然后变小D.先变小,然后变大13.如图2-7所示,粗细均匀的U形管,左管封闭一段空气柱,两侧水银面的高度差为h,U型管两管间的宽度为d,且d<h,现将U形管以O点为轴顺时针旋转90°至两个平行管水平,并保持U形管在竖直平面内,两管内水银柱的长度分别变为h1′和h2′.设温度不变,管的直径可忽略不计,则下列说法中正确的是[]A.h1增大,h2减小B.h1减小,h2增大,静止时h1′=h2′C.h1减小,h2增大,静止时h1′>h2′D.h1减小,h2增大,静止时h1′<h2′14.如图2-8所示,一根竖直的弹簧支持着一倒立气缸的活塞,使气缸悬空而静止,设活塞与缸壁间无摩擦且可以在缸内自由移动,缸壁导热性能良好使缸内气体总能与外界大气温度相同,则下述结论中正确的是[]A.若外界大气压增大,则弹簧将压缩一些B.若外界大气压增大,则气缸上底面距地面的高度将减小C.若气温升高,则气缸上底面距地面的高度将减小D.若气温升高,则气缸上底面距地面的高度将增大15.如图2-9所示,导热气缸开口向下,内有理想气体,气缸固定不动,缸内活塞可自由滑动且不漏气.活塞下挂一个砂桶,砂桶装满砂子时,活塞恰好静止.现给砂桶底部钻一个小洞,细砂慢慢漏出,外部环境温度恒定,则[]A.气体压强增大,内能不变B.外界对气体做功,气体温度不变C.气体体积减小,压强增大,内能减小D.外界对气体做功,气体内能增加二、填空题1.估算一下,可知地球表面附近空气分子之间的距离约为________m(取一位有效数字);某金属的摩尔质量为M,密度为ρ,阿伏加德罗常量为N.若把金属分子视为球形,经估算该金属的分子直径约为________.2.高压锅的锅盖通过几个牙齿似的锅齿与锅镶嵌旋紧,锅盖与锅之间有橡皮制的密封圈,不会漏气.锅盖中间有一排气孔,上面套上类似砝码的限压阀,将排气孔堵住.当加热高压锅,锅内气体压强增大到一定程度时,气体就把限压阀顶起来,蒸汽即从排气孔中排出锅外.已知某高压锅限压阀的质量为0.1kg,排气孔直径为0.3cm,则锅内气体压强最大可达________Pa.3.圆筒内装有100升1atm的空气,要使圆筒内空气压强增大到10atm,应向筒内打入同温度下2atm的压缩气体________L.4.如图2-10所示为一定质量理想气体的状态变化过程的图线A→B→C→A,则B→C的变化是________过程,若已知TA=300K,TB=400K,则TC=________K.5.一圆柱形的坚固容器,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.设大气压强为p0,湖水密度为ρ.则容器内部底面受到的向下的压强为________.然后保持容器状态不变,将容器从湖底移到湖面,这时容器内部底面受到的向下压强为________.三、实验题1.在“验证玻意耳定律”的实验中,对气体的初状态和末状态的测量和计算都正确无误,结果末状态的pV值与初状态的p0V0值明显不等,造成这一结果的可能原因是实验过程中:[]A.气体温度发生变化B.气体与外界有热传递C.有气体泄漏D.气体体积改变得太迅速2.如图2-11所示为实验室常用的气压计结构示意图,它是根据托里拆里实验原理制成的,管中水银柱的高度(即为当时的大气压数值)通过带有游标的刻度尺读出,图中的读数部分被放大,从放大的图中读出,测量的大气压强值为________mmHg.3.在利用带刻度的注射器做“验证玻意耳定律”的实验中.(1)甲同学用水银气压计测大气压强,读数时,观察发现气压计上20分度的游标尺(游标尺上每等分刻度线间距为1.95mm)上的第6条刻度线(第6条刻度线是从0刻度线数起的第7条线)与主尺上的77.1cm刻度线正好对齐.(1)此时大气压强为________mmHg.(2)乙、丙两同学各自对气体观察测量计算后又改变气体状态,得到几组值,并在同一坐标内画出p-(1/V)图线如图1-12所示,由图线知,这是由于它们的________不同使得两图线并不重合.4.在“验证玻意耳定律”的实验中(1)某同学列出所需要的实验器材:带框架的注射器(有刻度),橡皮帽,钩码(若干个),弹簧秤,天平(带砝码),铁架台(连铁夹),润滑油.问:该同学漏选了哪些器材?答:________.(2)图2-13是甲、乙两同学在同一次实验中得到的p-(1/V)图.若两人实验时操作均正确无误,且选取坐标标度相同,那么两图线斜率不同的主要原因是________.5.在河边,给你一根60cm左右的两端开口的均匀细玻璃管,米尺一把,请设法测定大气压的值,写出主要实验步骤及相应的所需测量的物理量(不得下水测量).答:.计算大气压的公式p0=.6.一位同学分别在两天用注射器做两次“验证玻意耳定律”的实验,操作过程和方法都正确,根据实验数据他在同一p-V坐标中画出了两条不重合的甲、乙两条双曲线,如图2-15所示,产生这种情况的原因可能是:(1).(2).7.用“验证玻意尔定律实验”的装置来测量大气压强,所用注射器的最大容积为Vm,刻度全长为L,活塞与钩码支架的总质量为M,注射器被固定在竖直方向上,如图2-16.在活塞两侧各悬挂1个质量为m的钩码时注射器内空气体积为V1;除去钩码后,用弹簧秤向上拉活塞,达到平衡时注射器内空气体积为V2,弹簧秤的读数为F(整个过程中,温度保持不变).由这些数据可以求出大气压强p0=.8.一学生用带有刻度的注射器做“验证玻意耳定律”的实验.他在做了一定的准备工作后,通过改变与活塞固定在一起的框架上所挂钩码的个数得到了几组关于封闭在注射器内部空气的压强p和体积V的数据.用横坐标表示体积的倒数,用纵坐标表示压强,由实验数据在坐标系中画出了p-1/V图,其图线为一条延长线与横轴有较大截距OA的直线,如图2-17所示.由图线分析下列四种情况,在实验中可能出现的是_________A.记录气压计指示的大气压强时,记录值比指示值明显减小B.记录气压计指示的大气压强时,记录值比指示值明显偏大C.测量活塞和框架的质量时,测量值比指示值明显偏小D.测量活塞和框架的质量时,测量值比指示值明显偏大9.验证查理定律的实验装置如图2-18所示,在这个实验中,测得压强和温度的数据中,必须测出的一组数据是和.首先要在环境温度条件下调节A、B管中水银面,此时烧瓶中空气压强为,再把烧瓶放进盛着冰水混合物的容器里,瓶里空气的温度下降至跟冰水混合物的温度一样,此时烧瓶中空气温度为K,B管中水银面将,再将A管,使B管中水银面.这时瓶内空气压强等于.四.计算题:1.题10图为一种减震垫,上面布满了圆柱状薄膜气泡,每个气泡内充满体积为V0,压强为P0的气体。