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热学
一、单选题
1．一定质量的理想气体保持温度不变，从状态A到状态B。用表示气体压强，用表示气体体积，图中能描述气体做等温变化的是（　　）
A． B．
C． D．
2．玻璃杯中装入半杯热水后拧紧瓶盖，经过一段时间后发现瓶盖很难拧开。原因是（　　）
A．瓶内气体压强变小
B．瓶内气体分子热运动的平均动能增加
C．瓶内气体速率大的分子所占比例增大
D．瓶内气体分子单位时间内撞击瓶盖的次数增加
3．网上热卖的一科普小制作——斯特林发动机如图甲所示，它是通过汽缸内的气体经过冷却、压缩、吸热、膨胀为一个周期的循环来输出动力的，因此又被称为热气机。如图乙所示，在斯特林循环的p—V图像中，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，整个过程由两个等温过程和两个等容过程组成，状态A和状态D的气体分子热运动速率的统计分布图像如图丙所示。则下列说法正确的是（　　）
A．状态B→状态C的过程中，单位体积中的气体分子数目增大
B．状态B气体的温度大于状态D气体的温度
C．状态A对应的是图丙中的图线①
D．状态C中每个气体分子的动能都比状态A中的大
4．如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A。其中，A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程（气体与外界无热量交换）。这就是著名的“卡诺循环”、下列说法正确的是（　　）
A．A→B过程中，气体从外界吸热并全部用来对外做功，所以违反了热力学第二定律
B．B→C过程中，气体分子的平均动能减小
C．C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少
D．D→A过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化
5．“回热式热机”的热循环过程可等效为如图所示a→b→c→d→a的曲线，理想气体在a→b、c→d为等温过程，b→c、d→a为等容过程，则（　　）
A．a状态气体温度比c状态低
B．a状态下单位时间与器壁单位面积碰撞的气体分子数比b状态少
C．b→c、d→a两过程气体吸、放热绝对值相等
D．整个循环过程，气体对外放出热量
6．铋（）衰变为铊（）的半衰期达到宇宙寿命的10亿倍。最近，科学家发现铋晶体具有某种特殊的导电性质，被称为“拓扑绝缘体”，可能掀起材料科学领域的一场革命。下列说法正确的是（　　）
A．铋变成铊的衰变是β衰变
B．铋的放射性很微弱
C．铋晶体不具有固定熔点
D．铋晶体各项物理性质均表现为各向异性
二、多选题
7．一定质量的理想气体经历了图示的状态变化，已知均与p轴平行，和过程气体与外界没有热交换，则下列说法正确的是（　　）
A．过程中，单位体积内气体分子数减少
B．过程中，气体内能增加
C．过程中，分子平均动能增大
D．过程中，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增多
E.过程中，气体放出热量
8．下列说法正确的是（　　）
A．食盐具有确定的熔点
B．分子间的引力随分子间距离的减小而增大
C．叶面上的大露珠呈椭球形，仅是液体表面张力作用的结果
D．一定质量的理想气体，当压强和体积不变时，其内能一定不变
9．下列有关热现象的叙述中，正确的是 。
A．气体吸热后温度一定升高
B．饱和汽压的大小与饱和汽的体积有关
C．物体的温度或者体积变化，都可能引起物体内能的变化
D．在分子作用范围内若两分子间距离减小，分子间引力和斥力都增大
E.液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征
10．两个完全相同的绝热活塞A、B把竖直放置的绝热气缸分成体积相等的三部分，在气缸顶部和处有固定卡环，分别限制活塞A、B向上、向下运动，如图所示。初始状态下，甲乙两部分气体的压强均为大气压强p0的1.2倍，温度均为27℃，活塞与气缸壁间的摩擦不计，现用电热丝对甲部分气体缓慢加热，下列说法正确的是（　　）
A．乙中气体的温度有可能不变
B．甲部分气体的温度为75℃时，活塞A已经上升
C．甲部分气体的温度为425℃时，乙部分气体的内能大于初始状态
D．如果甲部分气体的温度不超过75℃，电热丝产生的热量等于甲，乙两部分气体内能增加之和
11．一个封闭的容器装有一定质量的理想气体，经历了如图所示过程，其中平行于纵轴、平行于横轴。下列说法正确的是_________。
A．过程气体分子的平均动能增大
B．过程气体对外做功
C．过程单位体积内气体的分子数增多
D．过程单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增多
E.过程气体放出热量
三、填空题
12．如图，一粗细均匀、底部装有阀门的U型管竖直放置，其左端开口、右端封闭、截面积为4cm2.现关闭阀门将一定量的水银注入管中，使左管液面比右管液面高5cm，右端封闭了长为15cm的空气柱。已知大气压强为75cmHg，右管封闭气体的压强为___________cmHg；若打开阀门使一部分水银流出，再关闭阀门，重新平衡时左管的水银面不低于右管，那么流出的水银最多为___________cm3。
13．如图所示，一绝热容器被薄隔板K隔开成A、B两部分。已知A内有一定量的理想气体，B内被抽为真空。现将隔板K抽开，A内气体进入B空间，最终达到平衡状态。则A内气体对外________（选填“做正功”“做负功”或“不做功”）；气体的内能_______（选填“增加”“不变”或“减少”）。
14．一定质量的理想气体，从状态A经A→B→C循环后又回到状态A，其变化过程的V—T图像如图。若状态A时的气体压强为p0，则理想气体在状态B时的压强为___________；从状态B到状态C，再到状态A的过程中气体___________（填“吸收”或“释放”）热量。
四、解答题
15．如图，两绝热气缸A、B高度相同，用细管连通，B上端有卡环且与大气连通．现用一厚度可忽略、横截面面积为S的绝热轻活塞，在气缸内密封一定质量的理想气体．系统平衡时，缸内气体温度为，活塞恰好位于气缸B的正中央，已知大气压恒为，A的内横截面是B的2倍，不计一切摩擦。
（1）现对缸内气体缓慢加热，当活塞恰好升至顶部时，求此时缸内气体的绝对温度；
（2）继续缓慢加热，当缸内气体的温度为时停止加热，并开始对活塞施加一竖直向下的压力F使活塞与卡环恰好无作用力，求压力F的大小。
16．如图所示，一质量为m=2.4kg，面积为的活塞与竖直放置的导热气缸封闭一定质量的理想气体，活塞与气缸内璧夹角且气缸内璧光滑。已知大气压强，重力加速度g=10m/s2、sin37=0.6、cos37=0.8，气缸足够长，环境温度恒定。
（1）求理想气体压强大小；
（2）将气缸缓慢转90后横向放置，稳定后气体体积是原来的多少倍？
17．2021年11月8日，王亚平身穿我国自主研发的舱外航天服“走出”太空舱，成为我国第一位在太空“漫步”的女性。舱外航天服是密封一定气体的装置，用来提供适合人体生存的气压．王亚平先在节点舱（宇航员出舱前的气闸舱）穿上舱外航天服，航天服密闭气体的体积约为，压强，温度。她穿好航天服后，需要把节点舱的气压不断降低，以便打开舱门。
（1）若节点舱气压降低到能打开舱门时，密闭航天服内气体体积膨胀到，温度变为，这时航天服内气体压强为多少？
（2）为便于舱外活动，宇航员出舱前需要把航天服内的一部分气体缓慢放出，使气压降到．假设释放气体过程中温度不变，体积变为，那么航天服需要放出的气体与原来气体的质量比为多少？
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．C
【详解】
根据
整理有
若想保持温度不变，则图线需要p与V-1成正比，若横坐标为V，则图线应为双曲线的一支。
故选C。
2．A
【详解】
A．根据等容变化可知，经过一段时间后，玻璃杯中的水温度降低，瓶内气体压强变小，所以瓶盖很难拧开，则A正确；
B．瓶内气体分子热运动的平均动能减小，所以B错误；
C．瓶内气体速率大的分子所占比例减小，所以C错误；
D．瓶内气体分子单位时间内撞击瓶盖的次数减小，所以D错误；
故选A。
3．C
【分析】
本题考查理想气体状态方程、分子动理论，目的是考查学生的理解能力。
【详解】
A．由题图知状态B→状态C的过程中气体的体积不变，所以密度不变，即单位体积中的气体分子数目不变，选项A错误；
B．由状态B→状态C的过程为等容变化，状态C的气体压强大于状态B的气体压强，TC>TB，而，所以TD>TB，选项B错误；
C．因当温度升高、分子热运动加剧时，速率较大的分子所占百分比增高，分布曲线的峰值向速率大的方动移动即向高速区扩展，峰值变低，曲线变宽、变平坦，由题图知状态A的温度低，所以对应的是图线①，选项C正确；
D．温度是分子平均动能的标志，不代表每个分子的动能，选项D错误。故选C。
4．B
【详解】
A．A→B过程中，温度不变内能不变，故气体从外界吸热并全部用来对外做功，该过程必然有外界的作用，因此产生了其他影响，不违背热力学第二定律，A错误；
B．B→C为绝热过程，体积增大对外做功，由热力学第一定律可知，内能减小温度降低，故气体分子的平均动能减小，B正确；
C．C→D过程，温度不变，体积减小压强增大，从微观上来看，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，C错误；
D．D→A为绝热过程，体积减小，外界对气体做功，故内能增大，温度升高，分子平均动能增大，气体分子的速率分布曲线会发生变化，D错误。
故选B。
5．C
【详解】
A．由于
而从b到c的过程中，发生等容变化，因此
可得
因此a状态气体温度比c状态高，A错误；
B．由图可知
而
根据压强的微观解释，可知a状态下单位时间与器壁单位面积碰撞的气体分子数比b状态多，B错误；
C．b→c、d→a两个过程都发生等容变化，根据热力学第一定律
吸收或放出的热量都用来改变物体的内能，由于内能的变化量相同，因此体吸、放热热量的绝对值相等，C正确；
D．在图像中，图像与横轴围成的面积等于气体做的功，可知整个循环过程，气体对外做功，而内能没变，因此吸收热量，D错误。
故选C。
6．B
【详解】
A．铋变成铊的衰变是衰变，所以A错误；
B．半衰期越长，则原子的放射性越弱，则铋的放射性很微弱，所以B正确；
C．铋晶体具有固定熔点，所以C错误；
D．铋晶体部分物理性质表现为各向异性，不是所有物理性质都表现为各向异性，所以D错误；
故选B。
7．BCE
【详解】
A．过程中，体积变小，单位体积内气体分子数增加，故A错误：
B．过程中，无热交换即，气体被压缩，外界对气体做功即，根据热力学第一定律
得：，即气体内能增加，故B正确：
C．过程中，体积不变，压强变大，根据查理定律知：温度升高，分子平均动能增大，故C正确；
D．过程中，无热交换即，气体膨胀，对外做功即，内能减少，温度降低，平均速率减小，又体积增大，所以单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减小，故D错误：
E．过程中，气体等容减压，根据查理定律知：温度降低，内能减少即，又气体体积不变即，则，即气体放出热量，故E正确。
故选BCE。
8．ABD
【详解】
A．食盐属于晶体，故具有确定的熔点，A正确；
B．根据分子间的引力与距离的关系可知，分子间的引力随分子间距离的减小而增大，B正确；
C．叶面上的大露珠呈球形，仅是液体表面张力作用的结果，C错误；
D．一定质量的理想气体，若气体的压强和体积都不变，根据理想气体的状态方程可得气体的温度也不会变化，则气体的分子动能、分子势能都不变，其内能也一定不变，D正确。
故选ABD。
9．CDE
【详解】
A．气体吸热后，如果对外做功，还要比较对外做功和吸热的大小，如果对外做功大于吸收热量，则温度降低。故气体吸热后温度不一定升高，故A错误；
B．饱和汽压的大小只与温度有关系，故B错误；
C．物体的温度或者体积变化，都可能引起物体内能的变化，故C正确；
D．在分子作用范围内若两分子间距离减小，分子间引力和斥力都增大，故D正确；
E．液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征，E正确。
故选CDE。
10．AD
【详解】
B．设活塞质量为m，对活塞A受力分析可知
活塞B刚想离开卡环时对活塞B受力分析可知，甲部分气体的压强
由查理定律
得
即甲部分气体的温度升高到77℃时，活塞开始上升，B错误；
D．在此之前，气体体积不变，做功W=0，由热力学第一定律
可知D正确；
C．如果继续升温，直到活塞A刚好到达上端卡环处，对甲部分气体由盖吕萨克定律
得
即甲部分气体的温度升高到427℃时，活塞A刚好到达上端卡环处，在此之前，乙部分气体体积一直保持不变，C错误；
A．甲部分气体的温度升高到427℃之前，乙部分气体
故
由于不确定末状态温度，故A正确。
故选AD。
11．ACD
【详解】
A．根据图像可知过程体积恒定，压强增大，根据可知气体温度升高，则分子平均动能增大，A正确；
B．根据图像可知过程体积减小，则外界对气体做功，B错误；
C．根据图像可知过程体积减小，则单位体积气体分子数增多，C正确；
D．根据图像可知过程压强不变，根据可知温度减小，则分子平均动能减小，而压强不变那么单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增多，D正确；
E．根据图像可知过程是等温变化，温度不变，而理想气体的内能由温度决定，说明内能不变，气体体积增大对外做功，根据热力学第一定律可知气体应该是吸收热量，E错误；
故选ACD。
12．80 28
【详解】
右管封闭气体的压强为
重新平衡时左管的水银面不低于右管，左右液面相平时流出的水银最多，设此时右侧液面下降高度为L，则
代入数据得
右侧下降1cm左右液面相平则左侧要下降6cm，故
13．不做功 不变
【详解】
B内被抽为了真空,将隔板K抽开，属于气体在真空中膨胀，不做功。
气体没有对外做功，并且容器为绝热容器，也没有热传导。根据热力学第一定律，气体的内能不变。
14． 释放
【详解】
由题中图像可知，从状态A到状态B为等温变化，由玻意耳定律
得，状态B的压强。
从状态B到状态C气体体积不变，外界对气体不做功，从状态C到状态A，气体压强不变、体积减小，外界对气体做正功，状态A、B温度相等，得理想气体内能变化为，对整个过程，由热力学第一定律
得，即气体释放热量。
15．（1）；（2）
【详解】
（1）活塞升至顶部的过程中，缸内气体经历等压变化过程。设气缸A的容积为V，则
初态：缸内气体的体积
温度
末态：缸内气体的体积
根据盖-吕萨克定律有
解得
（2）活塞升至顶部后，由于继续缓慢加热，缸内气体经历等容变化过程，
初态：缸内气体的压强
末态：缸内气体的绝对温度
根据查理定律有
解得
对活塞，由受力平衡得
解得
16．（1）；（2）3倍
【详解】
（1）对活塞，竖直方向受力平衡得
代入数据得
（2）设稳定后气体体积是原来的n倍，由玻意尔定律得
代入数据得
则体积变成原来的3倍。
17．（1）；（2）
【详解】
（1）根据理想气体实验定律
式中T1=300K，T2=270K
可解得
（2）设放出的气体在放出前在航天服内的体积为
解得
=1L
则放出的气体与原来气体的质量比等于
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页

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