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专题10 热学试题精选
一、单选题
1．关于分子动理论，下列说法正确的是（　　）
A．通过显微镜观察到的布朗运动是固体颗粒分子的无规则运动
B．若已知氧气的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，可估算出氧气分子的体积
C．在两个相距很远的分子逐渐靠近到很难再靠近的过程中，分子间作用力逐渐增大
D．分子势能和分子间作用力有可能同时随分子间的距离增大而增大
二、多选题
2．一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如图上从a到b的线段所示。在此过程中（　　）
A．气体一直对外做功
B．气体的内能一直增加
C．气体一直从外界吸热
D．气体吸收的热量等于其对外做的功
E．气体吸收的热量等于其内能的增加量
3．一定量的理想气体从状态a经状态b变化到状态c，其过程如图上的两条线段所示，则气体在（　　）
A．状态a处的压强大于状态c处的压强
B．由a变化到b的过程中，气体对外做功
C．由b变化到c的过程中，气体的压强不变
D．由a变化到b的过程中，气体从外界吸热
E．由a变化到b的过程中，从外界吸收的热量等于其增加的内能
4．如图，一定量的理想气体从状态经热力学过程、、后又回到状态a。对于、、三个过程，下列说法正确的是（　　）
A．过程中，气体始终吸热
B．过程中，气体始终放热
C．过程中，气体对外界做功
D．过程中，气体的温度先降低后升高
E．过程中，气体的温度先升高后降低
5．如图，一开口向上的导热气缸内。用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞与气缸壁间无摩擦。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（　　）
A．气体体积逐渐减小，内能增知
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
6．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
7．下列说法中正确的是（　　）
A．当分子间距离增大时，分子间引力增大，分子间斥力减小
B．一定量的理想气体，如果压强不变，体积增大，它一定从外界吸热
C．清晨植物叶面上的露珠呈球形，是因为水的表面张力作用
D．布朗运动反映了悬浮颗粒内部的分子在永不停息地做无规则热运动
E．一定量的理想气体，如果体积不变，温度降低，分子与器壁每秒平均碰撞次数减少
8．下列说法中正确的是____________．
A．气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力
B．清晨荷叶上的露珠呈球形是液体表面张力作用的结果
C．一定质量的理想气体，温度不变，压强减小时，气体的密度一定减小
D．空气中水蒸气的压强越大，空气的相对湿度一定越大
E．破裂的眼镜镜片不能无痕拼接，是分子间斥力作用的结果
三、解答题
9．如图，容积均为、缸壁可导热的A、B两汽缸放置在压强为、温度为的环境中；两汽缸的底部通过细管连通，A汽缸的顶部通过开口C与外界相通：汽缸内的两活塞将缸内气体分成I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四部分，其中第II、Ⅲ部分的体积分别为和、环境压强保持不变，不计活塞的质量和体积，忽略摩擦。
（1）将环境温度缓慢升高，求B汽缸中的活塞刚到达汽缸底部时的温度；
（2）将环境温度缓慢改变至，然后用气泵从开口C向汽缸内缓慢注入气体，求A汽缸中的活塞到达汽缸底部后，B汽缸内第Ⅳ部分气体的压强。
10．如图，一竖直放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体，两活塞用一轻质弹簧连接，汽缸连接处有小卡销，活塞Ⅱ不能通过连接处。活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为、m，面积分别为、S，弹簧原长为l。初始时系统处于平衡状态，此时弹簧的伸长量为，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等，两活塞间气体的温度为。已知活塞外大气压强为，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，不计弹簧的体积。（重力加速度常量g）
（1）求弹簧的劲度系数；
（2）缓慢加热两活塞间的气体，求当活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，活塞间气体的压强和温度。
11．负压救护车在转运传染病人过程中发挥了巨大作用，所谓负压，就是利用技术手段，使负压舱内气压低于外界大气压，所以空气只能由舱外流向舱内，而且负压还能将舱内的空气进行无害化处理后排出。某负压救护车负压舱没有启动时，设舱内的大气压强为p0、温度为T0、体积为V0，启动负压舱后，要求负压舱外和舱内的压强差为。
①若不启动负压舱，舱内气体与外界没有循环交换，负压舱内温度升高到T0时，求舱内气体压强是多少。
②若启动负压舱，舱内温度保持T0不变，达到要求的负压值，求需要抽出压强为p0状态下多少体积的气体。
12．徒手潜水是一项挑战人类极限的运动，潜水员不借助任何装备，可以徒手下潜到海面下一百多米处。潜水员进行徒手潜水练习时，经常使用“潜水钟”应对突发情况，潜水钟可以简化为如图所示的开口向下的重金属圆筒，内部存有空气。在某次练习时，潜水钟被吊放至深度的水下，此时潜水钟内的空气体积，已知海水的密度，重力加速度，大气压强相当于10m海水柱产生的压强，忽略温度的变化和海水密度随深度的变化，现将潜水钟缓慢提升至深度处。
（1）潜水钟的高度远小于潜水钟所在处的海水深度，求潜水钟在深度处时，钟内气体的体积；
（2）求潜水钟在深度、两处时，绳子拉力大小的差值。
13．如图是某同学用手持式打气筒对一只篮球打气的情景。已知篮球内部容积为7.5L，环境温度为27℃，大气压强为1.0atm，打气前球内气压等于外界大气压强，手持式打气筒每打一次气能将0.5L、1.0atm的空气打入球内，当球内气压达到1.6atm时停止打气（1atm=1.0×105Pa）。
(1)已知温度为0℃、压强为1atm标准状态下气体的摩尔体积为V0=22.4L/mol，求打气前该篮球内空气的分子数n（取阿伏伽德罗常数NA=6.0×1023mol-1，计算结果保留两位有效数字）；
(2)要使篮球内气压达到1.6atm，求需打气的次数N（设打气过程中气体温度不变）。
14．在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一股水银柱，水银柱的两端各封闭有一段空气．当U形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的长度分别为l1=18.0 cm和l2=12.0 cm，左边气体的压强为12.0 cmHg．现将U形管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边，求U形管平放时两边空气柱的长度。在整个过程中，气体温度不变。
15．如图，一汽缸中由活塞封闭有一定量的理想气体，中间的隔板将气体分为A、B两部分；初始时，A、B的体积均为V，压强均等于大气压p0，隔板上装有压力传感器和控制装置，当隔板两边压强差超过0.5p0时隔板就会滑动，否则隔板停止运动。气体温度始终保持不变。向右缓慢推动活塞，使B的体积减小为。
（i）求A的体积和B的压强；
（ⅱ）再使活塞向左缓慢回到初始位置，求此时A的体积和B的压强。
参考答案：
1．D
【详解】A．通过显微镜观察到的布朗运动是固体颗粒的无规则运动，不是固体颗粒分子的无规则运动，选项A错误；
B．用氧气的摩尔体积除以阿伏伽德罗常数得到的是氧气分子运动占据的空间的体积，不能估算出氧气分子的体积，选项B错误；
C．在两个相距很远的分子逐渐靠近到很难再靠近的过程中，分子间作用力先增加后减小，再增加，选项C错误；
D．当r>r0时分子势能随分子间的距离增大而增大；当r>r0时分子力随分子间距的增大先增加后减小，则在r>r0的某个范围内，分子势能和分子间作用力有可能同时随分子间的距离增大而增大，选项D正确。
故选D。
2．BCE
【详解】A．因从a到b的p—T图像过原点，由可知从a到b气体的体积不变，则从a到b气体不对外做功，选项A错误；
B．因从a到b气体温度升高，可知气体内能增加，选项B正确；
CDE．因W=0， U>0，根据热力学第一定律
U=W+Q
可知，气体一直从外界吸热，且气体吸收的热量等于内能增加量，选项CE正确，D错误。
故选BCE。
3．ABD
【详解】AC．根据理想气体状态方程可知
即图像的斜率为，故有
故A正确，C错误；
B．理想气体由a变化到b的过程中，因体积增大，则气体对外做功，故B正确；
DE．理想气体由a变化到b的过程中，温度升高，则内能增大，由热力学第一定律有
而，，则有
可得
，
即气体从外界吸热，且从外界吸收的热量大于其增加的内能，故D正确，E错误；
故选ABD。
4．ABE
【详解】A．由理想气体的图可知，理想气体经历ab过程，体积不变，则，而压强增大，由可知，理想气体的温度升高，则内能增大，由可知，气体一直吸热，故A正确；
BC．理想气体经历ca过程为等压压缩，则外界对气体做功，由知温度降低，即内能减少，由可知，，即气体放热，故B正确，C错误；
DE．由可知，图像的坐标围成的面积反映温度，b状态和c状态的坐标面积相等，而中间状态的坐标面积更大，故bc过程的温度先升高后降低，故D错误，E正确；
故选ABE。
5．BCD
【详解】A．理想气体的内能与温度之间唯一决定，温度保持不变，所以内能不变，A错误；
BCED．由理想气体状态方程，可知体积减少，温度不变，所以压强增大。因为温度不变，内能不变，体积减少，外界对系统做功，由热力学第一定律可知，系统放热，BCD正确，E错误；
故选BCD。
6．BDE
【详解】A．由理想气体状态方程
可知，体积不变温度升高即Tb>Ta，则pb>pa，即过程①中气体的压强逐渐增大，A错误；
B．由于过程②中气体体积增大，所以过程②中气体对外做功，B正确；
C．过程④中气体体积不变，对外做功为零，温度降低，内能减小，根据热力学第一定律，过程④中气体放出热量，C错误；
D．由于状态c、d的温度相等，根据理想气体的内能只与温度有关，可知状态c、d的内能相等，D正确；
E．由理想气体状态方程＝C可得
p＝C
即T V图中的点与原点O的连线的斜率正比于该点的压强，故状态d的压强比状态b的压强小，E正确。
故选BDE。
7．BCE
【详解】A．当分子间距离增大时，分子间引力和斥力都减小，故A错误；
B．一定量的理想气体，如果压强不变，体积增大，则外界对气体做负功，根据
知温度升高，则内能增大，根据热力学第一定律知它一定从外界吸热，故B正确；
C．清晨植物叶面上的露珠呈球形，是因为水的表面张力作用，故C正确；
D．布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动，反映了液体或气体分子在永不停息地做无规则热运动，故D错误；
E．一定量的理想气体，如果体积不变，温度降低，则分子的平均速率减小，分子与器壁每秒平均碰撞次数减少，故E正确。
故选BCE。
8．ABC
【详解】A、气体对器壁的压强是大量分子对容器壁的碰撞造成的，是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，故A正确；
B、液体表面的分子分布比液体内部分子的分布要稀疏，故存在液体的表面张力，草叶上的露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，故B正确;
C、气体温度不变压降减小，由玻意耳定律可知，其体积V增大，气体质量不变而体积变大，气体的密度减小，故C正确；
D、空气中的水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的比值叫做空气的相对湿度，因此相对湿度还与同温下水的饱和汽压有关，故D错误；
E、破碎的玻璃不能把它们拼接在一起是因为其分子间距离较大，分子间不存在作用力，并不是存在斥力作用的，故E错误．
9．（1）；（2）
【详解】（1）因两活塞的质量不计，则当环境温度升高时，Ⅳ内的气体压强总等于大气压强，则该气体进行等压变化，则当B中的活塞刚到达汽缸底部时，由盖吕萨克定律可得
解得
（2）设当A中的活塞到达汽缸底部时Ⅲ中气体的压强为p，则此时Ⅳ内的气体压强也等于p，设此时Ⅳ内的气体的体积为V，则Ⅱ、Ⅲ两部分气体被压缩的体积为V0-V，则对气体Ⅳ
对Ⅱ、Ⅲ两部分气体
联立解得
10．（1）；（2），
【详解】（1）设封闭气体的压强为，对两活塞和弹簧的整体受力分析，由平衡条件有
解得
对活塞Ⅰ由平衡条件有
解得弹簧的劲度系数为
（2）缓慢加热两活塞间的气体使得活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，对两活塞和弹簧的整体由平衡条件可知，气体的压强不变依然为
即封闭气体发生等压过程，初末状态的体积分别为
，
由气体的压强不变，则弹簧的弹力也不变，故有
有等压方程可知
解得
11．①；②
【详解】①由于舱内气体与外界没有循环交换，负压舱内温度升高后压强为，由查理定律可得
解得
②启动负压舱，设舱内气体体积变为，压强为，由负压舱特点可得
由玻意耳定律可得
设抽出气体在压强状态下的体积为，由玻意耳定律可得
解得
12．（1）1m3；（2）5125N
【详解】（1）潜水钟在H1处时钟内气体的压强
在H2处时钟内气体的压强
由玻意耳定律可知
解得
V2=1m3
（2）设潜水钟的质量为m，深度H1时有
深度H2时有
拉力的变化量
解得
13．(1)1.8×1023（个）；(2)9（次）
【详解】(1)设球内空气在标准状况下的体积为V′，由盖―吕萨克定律有
其中T1=300K，T2=273K，又
解得n=1.8×1023（个）
(2)由玻意耳定律，有
解得N=9（次）
14．U形管平放时，左边空气柱的长度为22.5 cm ，右边空气柱的长度为7.5 cm
【详解】设U形管两端竖直朝上时，左、右两边气体的压强分别为p1和p2。U形管水平放置时，两边气体压强相等，设为p，此时原左、右两边气体长度分别变为l1′和l2′。由力的平衡条件有
①
式中为水银密度，g为重力加速度大小
由玻意耳定律有
②
③
④
由①②③④式和题给条件解得： l1′=22.5 cm，l2′=7.5 cm
15．（i），；（ⅱ），
【详解】（i）对B气体分析，等温变化，根据波意耳定律有
解得
对A气体分析，根据波意耳定律有
联立解得
（ⅱ）再使活塞向左缓慢回到初始位置，假设隔板不动，则A的体积为，由波意耳定律可得
则A此情况下的压强为
则隔板一定会向左运动，设稳定后气体A的体积为、压强为，气体B的体积为、 压强为，根据等温变化有
，
，
联立解得
（舍去），
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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