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第十四章　热　学
一、选择题：共6小题，1～5题只有一个选项符合要求，第6题有多个选项符合要求。
1．(2025·北京大兴一模)下列说法正确的是(　　)
A．布朗运动指的是悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动
B．质量一定的理想气体，温度越高压强越大
C．热量只能从内能多的物体向内能少的物体传递
D．分子势能随分子间距离的增大而增大
2．双层玻璃广泛应用于住宅、办公楼、商业场所和公共建筑等，双层玻璃密闭的空间内会残留一些稀薄气体。与白天相比，夜晚双层玻璃间密闭的稀薄气体(　　)
A．分子平均动能变小
B．单位体积内分子的个数变少
C．分子间距离都变小
D．所有分子的运动速率都变小
3．(2025·湖北卷)如图所示，内壁光滑的汽缸内用活塞密封一定量理想气体，汽缸和活塞均绝热。用电热丝对密封气体加热，并在活塞上施加一外力F，使气体的热力学温度缓慢增大到初态的2倍，同时其体积缓慢减小。关于此过程，下列说法正确的是(　　)
A．外力F保持不变
B．密封气体内能增加
C．密封气体对外做正功
D．密封气体的末态压强是初态的2倍
4．(2025·山西太原一模)如图所示，竖直放置的绝热汽缸内有A、B两个活塞，活塞的质量、厚度均可忽略，其中A活塞绝热，B活塞导热，两活塞与汽缸间封闭了甲、乙两部分理想气体，活塞的面积为S，活塞与汽缸壁之间的滑动摩擦力f＝p0S(p0为外界大气压强)，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。初始时，两活塞之间及活塞A与汽缸底部间的距离均为d，两活塞与汽缸壁之间的摩擦力均恰好为0，两部分理想气体的热力学温度均与环境温度相同。现对甲气体缓慢加热，则当活塞B刚好要发生滑动时，活塞A移动的距离为(　　)
A． B．
C． D．d
5．如图所示，孔明灯在中国有非常悠久的历史，其“会飞”原因是：灯内燃料燃烧使内部空气升温膨胀，一部分空气从灯内排出，使孔明灯及内部气体的总重力变小，空气浮力将其托起。某盏孔明灯灯体(包括燃料、气袋)的质量为M，气袋体积恒为V0，重力加速度为g，大气密度为ρ，环境温度恒为T0(K)，忽略燃料的质量变化，大气压强不变。是衡量孔明灯升空性能的参量，记＝k，若气袋内气体温度最高不能超过1.5T0(K)，则为了使孔明灯顺利升空，k应满足(　　)
A．k> B．k
C．k D．k>
6．(2025·山东济南一模)一定质量的理想气体经历如图所示的循环过程，a→b过程是等温过程，b→c过程中气体与外界无热量交换，c→d过程是等温过程，d→a过程中气体与外界无热量交换。下列说法正确的是(　　)
A．a→b过程，气体吸收热量，内能不变
B．b→c过程，气体对外做功，温度不变
C．c→d→a过程，气体放出的热量小于外界对气体做的功
D．a→b过程，气体从外界吸收的热量小于c→d过程放出的热量
二、非选择题：共2小题
7．(6分)(2025·浙江宁波一模)(1)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，下列器材需要用到的有________(多选)。
A． B．
C． D．
(2)在上述实验时，每103 mL油酸酒精溶液中有纯油酸1 mL，用注射器测得80滴这样的溶液为1 mL。把1滴这样的溶液滴入盛水的浅盘里，等油膜形状稳定后，测得油膜面积约为150 cm2，可估算油酸分子的直径大小约为________ m。(结果保留1位有效数字)
(3)如图为“用传感器探究气体等温变化的规律”的实验装置，实验时某同学缓慢推动活塞，在使注射器内空气体积逐渐减小的过程中，由注射器壁上的刻度读出气体的体积V，由压强传感器测得的压强值p在计算机屏幕上实时显示，实验过程中该同学发现，环境温度逐渐升高，则实验得到的图像可能是_________。
A　　　　　　　　B
C　　　　　　　　D
8．(14分)(2025·辽宁锦州一模)如图所示，柱形绝热汽缸竖直放置，一定质量的理想气体被重力为G、横截面积为S的绝热活塞封闭在汽缸内，此时活塞距汽缸底部的距离为L0，汽缸内气体热力学温度为T0。现通过电热丝缓慢对汽缸内气体加热，通过电热丝的电流为I，电热丝电阻为R，加热时间为t，使气体热力学温度升高到1.5T0。已知大气压强为p0，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动，设电热丝产生的热量全部被气体吸收，则汽缸内气体热力学温度从T0升高到1.5T0的过程中，求：
(1)活塞移动的距离；
(2)该气体增加的内能；
(3)若电热丝接在匝数比为5∶1的变压器副线圈上，原线圈为正弦式交流电，问原线圈的电压峰值为多少。
检测(十四)
1．A　[布朗运动指的是悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动，故A正确；质量一定、体积一定的理想气体，根据查理定律可知温度越高压强越大，故B错误；只要两个物体之间存在温差，就可以发生传热，与内能多少无关，故C错误；当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的增大而减小，故D错误。]
2．A　[双层玻璃间密闭气体的温度在夜晚低于白天。根据分子动理论，温度是分子平均动能的标志，温度降低时，分子的平均动能减小，故A正确；气体密闭，体积不变，分子总数n不变，因此单位体积内分子数不变，故B错误；分子间距由体积决定，体积不变则平均间距不变，故C错误；温度降低仅使平均速率减小，而非所有分子速率都变小，故D错误。]
3．B　[密封气体温度缓慢升高过程中在外力F作用下体积缓慢减小，结合理想气体状态方程C(C为常量)可知，密封气体压强缓慢增大，对活塞由平衡条件有mg＋p0S＋FpS，则外力F增大，A错误；由于温度升高，密封气体的内能增大，B正确；密封气体的体积减小，气体对外做负功，C错误；结合A项分析可知，且体积减小，则密封气体的末态压强p2p1＞2p1，D错误。]
4．C　[设活塞B刚好要发生滑动时，活塞A向上移动的距离为x，对气体乙，初始时，有p1p0，根据玻意耳定律，有p1Sdp2(d－x)S，对活塞B，有p2Sp0S＋f，fp0S，联立解得x，故选C。]
5．C　[设孔明灯刚好从地面浮起时气袋内的气体密度为ρ1，则升起时浮力等于孔明灯和内部气体的总重力，有ρgV0Mg＋ρ1gV0，将气袋内的气体温度升高时，气体视为等压变化，原来的气体温度升高前体积为V0，升高后体积为V1(有V0留在气袋内)，根据质量相等则有ρV0ρ1V1，原来的气体温度升高后压强不变，体积从V0变为V1，由盖 吕萨克定律得，根据题意T11.5T0，联立解得k，故选C。]
6．AC　[ab过程，温度不变，内能不变，体积增大，气体对外界做功，故吸收热量，故A正确；bc过程，气体对外做功，且Q0，则内能减小，温度降低，故B错误；cd过程，温度不变，内能不变，体积减小，外界对气体做的功等于气体放出的热量，da过程绝热，外界对气体做功，内能增大，故cda过程，气体放出的热量小于外界对气体做的功，故C正确；由上述分析知，ab过程，气体从外界吸收的热量等于该过程气体对外界做的功，cd过程放出的热量等于该过程外界对气体做的功，由图像知，ab过程气体对外界做的功大于cd过程外界对气体做的功，则ab过程，气体从外界吸收的热量大于cd过程放出的热量，故D错误。]
7．解析：(1)实验中需用注射器测油酸酒精溶液一定体积的滴数，A正确；选项B中装置测量气体的压强与体积的关系，本实验不需要，B错误；实验中用坐标纸测量油膜的面积，C正确；选项D中装置演示液体的表面张力，D错误。
(2)1滴油酸酒精溶液中有纯油酸的体积V mL1.25×10－5 mL
故油酸分子的直径为d m≈8×10－10 m。
(3)根据理想气体状态方程C，整理可得pCT· ，由此可知，随着环境温度的升高，p 图像的斜率会逐渐变大，B正确，A、C、D错误。
答案：(1)AC　(2)8×10－10　(3)B
8．解析：(1)设活塞上移距离为x，根据盖 吕萨克定律
即
则活塞移动距离为xL0。
(2)外界对气体做功为W－pSx
对活塞受力分析可知pSp0S＋G
气体吸收的热量为QI2Rt
由热力学第一定律可知ΔUW＋Q
则该气体增加的内能为ΔUI2Rt－(p0S＋G)L0。
(3)由匝数与电压关系可知
其中U2IR
解得U15IR
则原线圈的电压峰值为UmIR。
答案：(1)L0
(2)I2Rt－(p0S＋G)L0
(3)5IR
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