内容正文:
专题13 热学
1. (2022.江苏.高考真题).自主学习活动中,同学们对密闭容器中的氢气性质进行讨论,下列说法中正确的是( )
A. 体积增大时,氢气分子的密集程度保持不变
B. 压强增大是因为氢气分子之间斥力增大
C. 因为氢气分子很小,所以氢气在任何情况下均可看成理想气体
D. 温度变化时,氢气分子速率分布中各速率区间的分子数占总分子数的百分比会变化
2. (2022.江苏.高考真题).如图所示,一定质量的理想气体分别经历和两个过程,其中为等温过程,状态b、c的体积相同,则( )
A. 状态a的内能大于状态b B. 状态a的温度高于状态c
C. 过程中气体吸收热量 D. 过程中外界对气体做正功
3. (2023.江苏.高考真题).如图所示,密闭容器内一定质量的理想气体由状态A变化到状态B。该过程中( )
A. 气体分子的数密度增大
B. 气体分子的平均动能增大
C. 单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力减小
D. 单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小
4.(2023.江苏.高考真题). 在“探究气体等温变化的规律”的实验中,实验装置如图所示。利用注射器选取一段空气柱为研究对象。下列改变空气柱体积的操作正确的是( )
A. 把柱塞快速地向下压
B. 把柱塞缓慢地向上拉
C. 在橡胶套处接另一注射器,快速推动该注射器柱塞
D. 在橡胶套处接另一注射器,缓慢推动该注射器柱塞
1. (2024.江苏.二模).如图所示,取一个透明塑料瓶,向瓶内注入少量的水。将橡胶塞打孔,安装上气门嘴,再用橡胶塞把瓶口塞紧,并向瓶内打气。观察发现橡胶塞跳出时,瓶内出现白雾,下列说法正确的是( )
A. 打气过程中,瓶内气体的分子动能保持不变 B. 打气过程中,瓶内气体的压强与热力学温度成正比
C. 橡胶塞跳出后,瓶内气体迅速膨胀,温度降低 D. 橡胶塞跳出后,瓶内水迅速蒸发,出现白雾
2. (2024.江苏海门.学情调研).孔明灯俗称许愿灯,祈天灯,古代多用于军事通讯,而现代人多用于祈福。在灯底部的支架上绑上一块沾有煤油的粗布,点燃后灯内的热空气膨胀,放手后,整个灯冉冉升空,当底部的煤油烧完后又会自动下降。关于孔明灯,下列说法正确的是( )
A. 点燃后,孔明灯所受浮力增大从而升空
B. 点燃后,灯内气体的温度升高,内能增大
C. 点燃后升空过程中,灯内气体分子间的平均撞击力增大
D. 点燃后升空过程中,灯内气体压强不变
3. (2024.江苏连云港.模拟).人们常用空调调节室内空气温度,下列说法中正确的有( )
A. 空调风速越大,室内空气的分子动能也越大
B. 室内温度为0℃时,则室内空气分子热运动停止
C. 空调制冷使得室内温度下降,则速率小的空气分子比例增多
D. 空调过滤器能够吸附PM2.5颗粒,此颗粒的运动是分子热运动
4. (2024.江苏连云港.三模).一定质量的理想气体状态变化的图像如图所示,由图像可知( )
A. 在的过程中,气体的内能减小
B. 气体在、、三个状态的密度
C. 在的过程中,气体分子的平均动能增大
D. 在的过程中,气体的体积逐渐增大
5. (2024.江苏南京弘光中学.二模).如图所示,密闭导热气缸被活塞分成左、右两室,起初左室气体压强小于右室,现让活塞缓慢移动直至两室气体压强相等,期间环境温度始终不变,则此过程中( )
A. 左室气体吸热,右室气体放热
B. 左室气体放热,右室气体吸热
C. 左、右室气体均吸热
D. 左、右室气体均放热
6. (2024.江苏南京.二模).常见的气压式水枪玩具内部原理如图所示。从储水罐充气口充入气体,达到一定压强后,关闭充气口。扣动扳机将阀门M打开,水立即从枪口喷出。若在水不断喷出的过程中,罐内温度始终保持不变,则罐内气体( )(2024.江苏南京.二模)
A. 压强变大 B. 内能减少 C. 对外做功 D. 对外放热
7. (2024.江苏南京、盐城.一模).气压式电脑桌的简易结构如图所示。导热性能良好的汽缸与活塞之间封闭一定质量的理想气体,活塞可在汽缸内无摩擦运动。设气体的初始状态为A,将电脑放在桌面上,桌面下降一段距离后达到稳定状态B。打开空调一段时间后,桌面回到初始高度,此时气体状态为C。下列说法正确的是( )
A. 从A到B的过程中,内能减小
B. 从A到B的过程中,气体会从外界吸热
C. 从B到C的过程中,气体分子平均动能增大
D. 从B到C的过程中,气体分子在单位时间内对单位面积的碰撞次数变多
8. (2024.江苏南京、盐城.一模).某兴趣小组在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时,将配制好的油酸酒精溶液滴入撒好痱子粉的水盘,下列说法正确的是( )
A. 滴入油酸酒精溶液时,滴管下端应远离水面
B. 为清晰显示油膜的边界,应滴入油酸酒精溶液后再撒上痱子粉
C. 滴入油酸酒精溶液后,出现如图所示的图样是因为痱子粉撒得太少太薄
D. 配制好的油酸酒精溶液放置太久,会导致分子直径测量值偏小
9. (2024.江苏苏锡常镇.三模补偿训练).如图所示,一用锁钉锁定的导热活塞将导热汽缸分成体积相等的左右两室,开始时气体压强之比为5:3;拔出锁钉后,活塞移动并最终保持稳定状态。外界温度恒定。则下列说法正确的是( )
A. 右室气体吸热 B. 左室气体吸热
C. 右室气体对左室气体做正功 D. 左室气体分子平均速率变大
10. (2024.江苏苏锡常镇.三模补偿训练).两端开口的洁净玻璃管竖直插入液体中,管中液面被阴影部分挡住了。下列说法正确的是( )
A. 该液体对玻璃是浸润的
B. 管中阴影部分液面一定是向上凸起的
C. 减小管的直径,管中液面会上升
D. 液体和玻璃间的相互作用比液体分子间的相互作用强
11. (2024.江苏.适应性考试(二))如图所示,一绝热容器被隔板K隔开成A、B两部分。已知A内有一定质量理想气体,B内为真空.抽开隔板K后,A内气体进入B,最终达到平衡状态.则该气体( )
A. 内能减小,温度降低 B. 内能减小,温度不变
C. 内能不变,温度不变 D. 内能不变,温度降低
12.(2024.江苏.适应性考试(二)) 钢瓶中装有一定质量的气体,现在用两种方法抽钢瓶中的气体:第一种方法是用容积为的小抽气机,共抽取两次;第二种方法是用容积为的大抽气机抽取一次,这两种抽法中,抽取气体质量较大的是( )
A. 第一种抽法 B. 第二种抽法
C. 两种抽法抽出的气体质量一样大 D. 无法判断
13. (2024.江苏省前高中.一模).如图所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示。F>0表示斥力, F <0表示引力,A、B、C、D为x轴上四个特定的位置,乙分子仅在分子力作用下依次经过A、B、C、D,下列选项中分别表示乙分子的速度、加速度、动能,势能(规定两分子相距无穷远时分子势能为0)与两分子间距离的关系,其中可能正确的是( )
A. B.
C. D.
14. (2024.江苏省前高中.一模).在密闭的容器内,放置一定量的液体,如图a所示,若将此容器置于在轨道上正常运行的人造地球卫星上,则容器内液体的分布情况应是( )
A. 仍然如图a所示 B. 只能如图b所示
C. 可能如图d或e所示 D. 可能如图b或c所示
15. (2024.江苏省前高中.一模).三根粗细一样上端开口的玻璃管,中间都有一段汞柱封住一段空气柱,如图所示,若,,三者原先温度都相同,后来又升高相同温度,则管中汞柱向上移动是( ).
A. 甲管最少 B. 丙管最少
C 甲管比乙管少 D. 乙管和丙管一样多
16. (2024.江苏苏锡常镇.教学情况调研一).一定质量的理想气体经历a→b→c过程,其中a→b是等温过程,b→c是等压过程,则( )
A. a、b、c三个状态中,气体在c状态分子平均动能最大
B. a、b、c三个状态中,气体在b状态分子数密度最大
C. a→b过程中,气体既不吸热也不放热
D. b→c过程中,气体放出的热量大于外界对气体做的功
17. (2024.江苏苏锡常镇.教学情况调研二).如图所示,两端开口的细玻璃管竖直插入水中,由于毛细现象管中水会沿管上升一段高度。如果沿虚线处将玻璃管上方截去,则稳定后的现象是( )
A. B.
C. D.
18. (2024.江苏泰州.第一次调研).一定质量的理想气体从状态a开始,经三个过程后回到初始状态a,其图像如图所示。下列判断正确的是( )
A. 气体在过程中做等温变化
B. 气体在过程中内能增加
C. 气体在过程和过程对外界做的功相等
D. 气体在一次循环过程中会向外界放出热量
19. (2024.江苏泰州.第一次调研).关于下列各图所对应现象的描述,正确的是( )
A. 图甲中水黾可以停在水面,是因为受到水的浮力作用
B. 图乙中玻璃容器中的小水银滴呈球形,是因为表面张力的缘故
C. 图丙中插入水中的塑料笔芯内水面下降,说明水浸润塑料笔芯
D. 图丁中拖拉机锄松土壤,是为了利用毛细现象将土壤里的水分引上来
20. (2024.江苏泰州.一模).一定质量理想气体的卡诺循环过程图线如图所示,状态a、d的温度分别为、,ad、bc两条绝热线下的面积分别为、(图中阴影部分),则( )
A. B.
C D.
21. (2024.江苏泰州.一模).2023年5月,中国科学技术大学团队利用纳米纤维与合成云母纳米片研制出一种能适应极端环境的纤维素基纳米纸材料。如图所示为某合成云母的微观结构示意图,则该合成云母( )(2024.江苏泰州.一模)
A. 是非晶体 B. 没有规则外形
C. 有固定的熔点 D. 各向性质均相同
22. (2024.江苏苏州.三模).如图所示是一种儿童玩具“吡叭筒”,由竹筒和木棍组成,在竹筒的前后两端分别装上“叭子”(树果子或打湿的小纸团)。叭子密封竹筒里面的空气,迅速推动木棍,前端的叭子便会从筒口射出。则迅速推动木棍过程中(叭子尚未射出),竹筒中被密封的气体( )
A. 压强增大 B. 温度不变
C. 内能不变 D. 每个分子的动能都变大
23. (2024.江苏兴化.调研).以下四幅图中所涉及热学知识的论述,说法正确的是( )
A. 图甲为中间有隔板的绝热容器,隔板左侧装有温度为T的理想气体,右侧为真空。现抽掉隔板,气体温度不变
B. 图乙为布朗运动示意图,悬浮在液体中的微粒越大,撞击作用的不平衡性表现得越明显
C. 图丙中,液体表面层中分子间的作用力表现为斥力
D. 图丁为同一气体在0℃和100℃两种不同情况下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线,两图线与横轴所围面积不相等
24. (2024.江苏徐州.三模).1927年,威尔逊因发明云室获诺贝尔物理学奖,如图所示,云室里封闭一定质量的气体。现迅速向下拉动活塞,则云室中的气体( )
A. 温度升高 B. 压强减小
C. 向外放出热量 D. 分子的数密度增大
25.(2024.江苏扬州.三模). 用图示的实验装置来“探究压强不变时气体体积与温度的关系”。往杯中加入适量的热水,使注射器内的空气柱位于水面之下,每隔几分钟,记录气体体积和此时温度计的示数;用表示水降低的摄氏温度,用表示注射器内气体体积的改变量。根据测量数据作出的图线是( )
A. B.
C. D.
26. (2024.江苏扬州.三模).在“研究温度不变时气体压强跟体积关系”的实验时,推动活塞,注射器内空气体积减小,多次测量得到注射器内气体的图线,如图实线是一条双曲线,虚线为实验所得图线。环境温度保持不变,发现实验所得图线与玻意耳定律明显不符,造成这一现象的可能原因是( )
A. 实验时用手握住注射器 B. 实验时缓慢推动活塞
C. 注射器没有保持水平 D. 推动活塞过程中有气体泄漏
27.(2024.江苏南通.三模补偿).如图所示,固定容器及可动活塞P都是绝热的,中间有一导热的固定隔板B,B的两边分别盛有气体甲和乙。现将活塞P缓慢地向B移动一段距离,则在移动P的过程中( )
A.外力对乙做功,甲的内能不变
B.外力对乙做功,乙的内能不变
C.乙传递热量给甲,乙的内能增加
D.乙的内能增加,甲的内能不变
28.(2024.江苏南通.三模补偿).如图所示,把一条细棉线的两端系在铁丝环上,棉线处于松弛状态。将铁丝环浸入肥皂液里,拿出来时环上留下一居肥皂液的薄膜,这时薄膜上的棉线仍是松弛的。用烧热的针刺破a侧的薄膜,观察到棉线的形状为( )
A.B.C. D.
29.(2024.江苏南通.三模补偿).如图所示,一竖直放置开口向上质量为m的均匀玻璃管内用质量也为m水银柱封有一定质量的理想气体,水银与玻璃管间摩擦力不计,开始时玻璃管处于静止状态,当玻璃管竖直下落时,下列说法中正确的是
A.当玻璃管刚开始下落瞬时,玻璃管的加速度g
B.玻璃管最初下落的短时间内,水银的加速度在逐渐变大
C.玻璃管最初下落的短时间内,玻璃管的加速度在逐渐变大
D.玻璃管最初下落的短时间内,水银将相对玻璃管下移
30.(2024.江苏宜兴.三模).关于分子动理论,下列说法中正确的是( )
A. 图甲中,油酸分子直径等于一滴油酸酒精溶液的体积与它形成油膜面积的比值
B. 图乙为分子力与其间距的图像,分子间距从开始增大时,分子势能先变小后变大
C. 图丙中,对应曲线为同一气体温度较高时气体分子的速率分布图
D. 图丁为布朗运动的示意图,温度越高、微粒越大,布朗运动越明显
31.(2024.江苏宜兴.三模).一定质量的理想气体从状态经状态、、回到状态,此过程气体的关系图像如图所示,其中过程为双曲线的一部分,过程平行于坐标轴。已知在状态时气体温度为,则( )
A. 在状态时气体的温度为
B. 四个过程中有两个过程吸热,两个过程放热
C. 过程气体对外做功
D. 从状态经一次循环再回到状态的过程中气体向外放热大于
32. (2024.江苏.二模).如图所示,取一个透明塑料瓶,向瓶内注入少量的水。将橡胶塞打孔,安装上气门嘴,再用橡胶塞把瓶口塞紧,并向瓶内打气。观察发现橡胶塞跳出时,瓶内出现白雾,下列说法正确的是( )
A. 打气过程中,瓶内气体的分子动能保持不变 B. 打气过程中,瓶内气体的压强与热力学温度成正比
C. 橡胶塞跳出后,瓶内气体迅速膨胀,温度降低 D. 橡胶塞跳出后,瓶内水迅速蒸发,出现白雾
33. (2024.江苏南通.三模补偿)如图所示,横截面积均为S的两导热汽缸A、B通过一段体积可忽略的细管相连接,在细管中间安装有一个阀门D,两汽缸中各有一个质量为m的活塞,汽缸B中的活塞与一个轻弹簧相连接。阀门D关闭时,轻弹簧处于原长,汽缸B中气柱长度恰为L,汽缸A中的活塞处于静止状态时,气柱长度为3L。已知大气压强,弹簧的劲度系数,重力加速度为g,活塞可在汽缸内无摩擦滑动但不漏气。现将一个质量为m的重物C轻轻地放到汽缸A中的活塞上,并打开阀门D,保持环境温度不变,待系统稳定后,求弹簧的形变量和汽缸A中活塞向下移动的距离。
34. (2024.江苏扬州.二模).内壁光滑的导热汽缸固定在水平面上,用质量为的活塞密封一段长度为的气体,活塞的横截面积为。给活塞一个向左的初速度,活塞向左移动了,此时速度减为零.已知大气压强为,不计密封气体温度的变化。求:
(1)活塞速度为零时,密封气体的压强;
(2)该过程放出的热量。
35. (2024.江苏苏州南航附中.二模).如图甲所示,型活塞固定在水平面上,一定质量的理想气体被封闭在导热性能良好的、质量为的汽缸中,活塞截面积为,活塞与汽海内壁无摩擦且不漏气,大气压强为。重力加速度为,改变环境温度,缸内气体体积随温度变化如图乙所示,求:
(1)状态的温度;
(2)在状态时,活塞对卡口的作用力多大。
36. (2024.江苏苏州.三模).某款气压式升降椅,它通过活塞上下运动来控制椅子的升降,其核心部件模型工作原理简图如图所示。圆筒形导热汽缸,开口向上竖直放置在水平地面上,筒长、内部横截面积。横截面积的圆柱形活塞插在汽缸内,在卡环(可使活塞向下运动而不能向上运动,且当活塞运动时与活塞间无力)的作用下保持静止。开始时活塞有的长度伸入汽缸,缸内封闭气体压强。已知活塞与椅面的总质量,大气压强,缸内气体视为理想气体,装置不漏气,环境温度保持不变,不计摩擦。
(1)椅面缓慢下降,若活塞对气体做功32J,则缸内气体____________(选填“吸热”、“放热”),其数值为____________;
(2)某同学先虚坐在椅面上(与椅面间恰无作用力),然后逐渐减小脚对地面的压力,使活塞缓慢下降后脚刚好完全离开地面,并保持稳定。求稳定后气体压强和该同学的质量M。
37.(2024.江苏南京临江.三模). 2023年12月21日,神舟十七号航天组完成了天和核心舱太阳翼修复任务。如图所示,气闸舱有两个气闸门,内闸门A与核心舱连接,外闸门B与外太空连接。气闸舱容积,核心舱容积,开始气闸舱和核心舱的气压都为p0(标准大气压)。航天员要到舱外太空行走,需先进入气闸舱。为节省气体,用抽气机缓慢将气闸舱内的气体抽到核心舱内,当气闸舱气压降到和外太空气压相同时才能打开外闸门B,该过程中两舱温度不变,不考虑漏气、新气体产生、航天员进出舱对气体的影响。求:
(1)内闸门A的表面积是S,每次抽气的体积为,缓慢抽气过程中,抽气机内气体压强与气闸舱内剩余气体压强始终相等。第1次抽气到核心舱后,两舱气体对内闸门A的压力差ΔF大小;
(2)每次抽气的体积还是,抽气几次后气闸舱内压强小于。
38.(2024.江苏南京.三模补偿).水枪是一种常见的小玩具,一般的气压式水枪储水罐示意图如图,从储水罐充气口充入气体,达到一定压强后,关闭充气口,扣动扳机将阀门K打开,水即从枪口喷出。若初始时水枪内气体压强为120kPa,气体体积1L,现从储水罐充气口压入气体,压入气体的压强为100kPa,压气过程中水枪内气体温度等于环境温度27℃,并保持不变,压气完成后玩具水枪内气体体积还为1L,气体的压强为240kPa,气体可看作理想气体。求:
(1)压入气体的体积;
(2)压气后,当环境温度降为7℃,经过足够长的时间,内部气体压强为多少。
39. (2024.江苏南京、盐城.三模).如图所示,某老师用封闭着一定质量理想气体、横截面积注射器提起质量的桶装水,此时注射器内气柱长度。已知大气压强,环境温度,注射器内气柱最大长度为8cm,g取,注射器和水桶质量可以忽略,不计一切阻力,注射器密封良好。求:
(1)当放下桶装水时,注射器内气柱的长度;
(2)当环境温度变为37℃时,注射器最多能提起桶装水的质量(结果保留三位有效数字)。
40. (2024.江苏连云港.三模).玉龙雪山位于云南省丽江市,是我国最南的雪山,也备受旅行爱好者的关注,由于玉龙雪山的海拔比较高,旅行者登山时,往往会带上几个氧气袋。已知某储存有氧气的容器容积为,开始时封闭的氧气压强为,用该容器向容积为的真空氧气瓶充入氧气,假设氧气可视为理想气体,充气过程中氧气不泄漏,假设氧气瓶的容积和环境的温度恒定。求:
(1)若每个氧气瓶充满气体后压强均为,则可以分装多少个氧气瓶?
(2)若每次给氧气瓶充满气体后两容器内封闭气体的压强相同,则充满10个氧气瓶后容器内剩余的气体的压强与开始时气体的压强之比为多少?
41. (2024.江苏姜堰中学、如东中学等三校.二模).某压力锅结构如图所示,厨师将食材放进锅内后盖上密封锅盖,并将压力阀套在出气孔上开始加热烹煮。当加热至锅内压强为1.27atm时,压力阀刚要被顶起而发出嘶响声;继续加热,当锅内温度为117℃时达到沸点,停止加热。设压力阀刚要被顶起到达到沸点的过程,锅内压强不变。已知加热前锅内温度为27℃,压强为1atm,忽略加热过程水蒸气和食材(包括水)导致的气体体积变化,气体可视为理想气体。求:
(1)压力阀刚要被顶起时锅内温度;
(2)停止加热时放出气体的质量与加热前锅内气体质量的比值。
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专题13 热学
1. (2022.江苏.高考真题).自主学习活动中,同学们对密闭容器中的氢气性质进行讨论,下列说法中正确的是( )
A. 体积增大时,氢气分子的密集程度保持不变
B. 压强增大是因为氢气分子之间斥力增大
C. 因为氢气分子很小,所以氢气在任何情况下均可看成理想气体
D. 温度变化时,氢气分子速率分布中各速率区间的分子数占总分子数的百分比会变化
【答案】D
【详解】A.密闭容器中的氢气质量不变,分子个数不变,根据
可知当体积增大时,单位体积内分子个数变少,分子的密集程度变小,故A错误;
B.气体压强产生的原因是大量气体分子对容器壁的持续的、无规则撞击产生的;压强增大并不是因为分子间斥力增大,故B错误;
C.普通气体在温度不太低,压强不太大的情况下才能看作理想气体,故C错误;
D.温度是气体分子平均动能的标志,大量气体分子的速率呈现“中间多,两边少”的规律,温度变化时,大量分子的平均速率会变化,即分子速率分布中各速率区间的分子数占总分子数的百分比会变化,故D正确。
故选D。
2. (2022.江苏.高考真题).如图所示,一定质量的理想气体分别经历和两个过程,其中为等温过程,状态b、c的体积相同,则( )
A. 状态a的内能大于状态b B. 状态a的温度高于状态c
C. 过程中气体吸收热量 D. 过程中外界对气体做正功
【答案】C
【详解】A.由于a→b的过程为等温过程,即状态a和状态b温度相同,分子平均动能相同,对于理想气体状态a的内能等于状态b的内能,故A错误;
B.由于状态b和状态c体积相同,且,根据理想气体状态方程
可知,又因为,故,故B错误;
CD.因为a→c过程气体体积增大,气体对外界做正功;而气体温度升高,内能增加,根据
可知气体吸收热量;故C正确,D错误;
故选C。
3. (2023.江苏.高考真题).如图所示,密闭容器内一定质量的理想气体由状态A变化到状态B。该过程中( )
A. 气体分子的数密度增大
B. 气体分子的平均动能增大
C. 单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力减小
D. 单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小
【答案】B
【详解】A.根据
可得
则从A到B为等容线,即从A到B气体体积不变,则气体分子数密度不变,选项A错误;
B.从A到B气体温度升高,则气体分子的平均动能变大,则选项B正确;
C.从A到B气体的压强变大,气体分子的平均速率变大,则单位时间内气体分子对单位面积的器壁的碰撞力变大,选项C错误;
D.气体的分子密度不变,从A到B气体分子的平均速率变大,则单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数变大,选项D错误。
故选B。
4.(2023.江苏.高考真题). 在“探究气体等温变化的规律”的实验中,实验装置如图所示。利用注射器选取一段空气柱为研究对象。下列改变空气柱体积的操作正确的是( )
A. 把柱塞快速地向下压
B. 把柱塞缓慢地向上拉
C. 在橡胶套处接另一注射器,快速推动该注射器柱塞
D. 在橡胶套处接另一注射器,缓慢推动该注射器柱塞
【答案】B
【详解】因为该实验是要探究气体等温变化的规律;实验中要缓慢推动或拉动活塞,目的是尽可能保证封闭气体在状态变化过程中的温度不变;为了方便读取封闭气体的体积不需要在橡胶套处接另一注射器。
故选B。
1. (2024.江苏.二模).如图所示,取一个透明塑料瓶,向瓶内注入少量的水。将橡胶塞打孔,安装上气门嘴,再用橡胶塞把瓶口塞紧,并向瓶内打气。观察发现橡胶塞跳出时,瓶内出现白雾,下列说法正确的是( )
A. 打气过程中,瓶内气体的分子动能保持不变 B. 打气过程中,瓶内气体的压强与热力学温度成正比
C. 橡胶塞跳出后,瓶内气体迅速膨胀,温度降低 D. 橡胶塞跳出后,瓶内水迅速蒸发,出现白雾
【答案】C
【详解】A.打气过程中,外界对气体做功,气体内能增加,瓶内气体的分子动能变大,故A错误;
B.打气过程中,若瓶内气体的质量不变,则根据查理定律,瓶内气体的压强与热力学温度成正比,但打气过程中,瓶内气体的质量增加,则瓶内气体的压强与热力学温度不再成正比关系,故B错误;
CD.橡胶塞跳出后,瓶内气体迅速膨胀,瓶内气体对外做功,内能减小,温度降低,水蒸气预冷液化成小水珠,出现白雾,故C正确,D错误。
故选C。
2. (2024.江苏海门.学情调研).孔明灯俗称许愿灯,祈天灯,古代多用于军事通讯,而现代人多用于祈福。在灯底部的支架上绑上一块沾有煤油的粗布,点燃后灯内的热空气膨胀,放手后,整个灯冉冉升空,当底部的煤油烧完后又会自动下降。关于孔明灯,下列说法正确的是( )
A. 点燃后,孔明灯所受浮力增大从而升空
B. 点燃后,灯内气体的温度升高,内能增大
C. 点燃后升空过程中,灯内气体分子间的平均撞击力增大
D. 点燃后升空过程中,灯内气体压强不变
【答案】C
【详解】A.孔明灯是利用热空气上升的原理制成的,点燃后,灯内空气受热体积膨胀,因而空气的密度变小,比同体积的冷空气轻,而浮力不变,从而升空,A错误;
B.点燃后,灯内气体的温度升高,灯内空气受热后体积膨胀,灯内气体质量减少,减少量不能确定,因此内能的变化不能确定,B错误;
C.点燃后升空过程中,由于灯内气体的温度升高,气体分子的平均动能增大,分子间的平均撞击力增大,C正确;
D.点燃后升空过程中,在灯底部冷空气向上的压力大于灯内热空气向下的压力,因此灯内气体的压强减小,D错误。
故选C。
3. (2024.江苏连云港.模拟).人们常用空调调节室内空气温度,下列说法中正确的有( )
A. 空调风速越大,室内空气的分子动能也越大
B. 室内温度为0℃时,则室内空气分子热运动停止
C. 空调制冷使得室内温度下降,则速率小的空气分子比例增多
D. 空调过滤器能够吸附PM2.5颗粒,此颗粒的运动是分子热运动
【答案】C
【详解】A.室内空气的分子动能只与温度有关,与空调的风速无关,A错误;
B.只有在绝对零度,即时空气分子热运动停止,而室内温度为0℃时,则室内空气分子依然做无规则热运动,B错误;
C.空调制冷使得室内温度下降,根据温度是分子平均动能的标志可知,速率小的空气分子比例增大,C正确;
D.PM2.5颗粒是肉眼看不见的固体小颗粒,做的是布朗运动,不是分子热运动,D错误。
故选C。
4. (2024.江苏连云港.三模).一定质量的理想气体状态变化的图像如图所示,由图像可知( )
A. 在的过程中,气体的内能减小
B. 气体在、、三个状态的密度
C. 在的过程中,气体分子的平均动能增大
D. 在的过程中,气体的体积逐渐增大
【答案】B
【详解】A.在的过程中,温度升高,内能增加,故A错误;
BD.将a、b、c三点与原点O连起来,由oa、ob、oc均表示等容变化,三条直线的斜率等于,斜率越大,体积越小,故气体在a、b、c三个状态的体积大小关系为
气体的质量一定,则有
故B正确,D错误;
C.在的过程中,温度降低,气体分子的平均动能减小,故C错误。
故选B。
5. (2024.江苏南京弘光中学.二模).如图所示,密闭导热气缸被活塞分成左、右两室,起初左室气体压强小于右室,现让活塞缓慢移动直至两室气体压强相等,期间环境温度始终不变,则此过程中( )
A. 左室气体吸热,右室气体放热
B. 左室气体放热,右室气体吸热
C. 左、右室气体均吸热
D. 左、右室气体均放热
【答案】B
【详解】对于左室气体压强变大,体积减小,,对于右室气体压强变小,体积减大,。环境温度始终不变,,根据热力学第一定律可得
,
可得
,
即左室气体放热,右室气体吸热,B正确。
故选B。
6. (2024.江苏南京.二模).常见的气压式水枪玩具内部原理如图所示。从储水罐充气口充入气体,达到一定压强后,关闭充气口。扣动扳机将阀门M打开,水立即从枪口喷出。若在水不断喷出的过程中,罐内温度始终保持不变,则罐内气体( )(2024.江苏南京.二模)
A. 压强变大 B. 内能减少 C. 对外做功 D. 对外放热
【答案】C
【详解】A.喷水过程中,气体体积增大,根据等温变化
罐内气体压强减小,故A错误;
B.温度不变,内能不变,故B错误;
C.气体体积增大,气体对外做功,故C正确;
D.根据热力学第一定律
内能不变,气体对外做功,则气体吸收热量,故D错误。
故选C。
7. (2024.江苏南京、盐城.一模).气压式电脑桌的简易结构如图所示。导热性能良好的汽缸与活塞之间封闭一定质量的理想气体,活塞可在汽缸内无摩擦运动。设气体的初始状态为A,将电脑放在桌面上,桌面下降一段距离后达到稳定状态B。打开空调一段时间后,桌面回到初始高度,此时气体状态为C。下列说法正确的是( )
A. 从A到B的过程中,内能减小
B. 从A到B的过程中,气体会从外界吸热
C. 从B到C的过程中,气体分子平均动能增大
D. 从B到C的过程中,气体分子在单位时间内对单位面积的碰撞次数变多
【答案】C
【详解】AB.因为汽缸导热性能良好,所以从A到B的过程中,气体温度不变,内能不变。但体积减小,外界对气体做了功,由热力学第一定律知气体会向外界放热,故AB错误;
C.从B到C的过程中,压强不变,但气体体积增大,故应是温度升高,所以气体分子平均动能增大。气体分子在单位时间内对单位面积的碰撞次数变少,故C正确,D错误。
故选C。
8. (2024.江苏南京、盐城.一模).某兴趣小组在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时,将配制好的油酸酒精溶液滴入撒好痱子粉的水盘,下列说法正确的是( )
A. 滴入油酸酒精溶液时,滴管下端应远离水面
B. 为清晰显示油膜的边界,应滴入油酸酒精溶液后再撒上痱子粉
C. 滴入油酸酒精溶液后,出现如图所示的图样是因为痱子粉撒得太少太薄
D. 配制好的油酸酒精溶液放置太久,会导致分子直径测量值偏小
【答案】D
【详解】A.滴入油酸酒精溶液时,滴管下端应靠近水面,故A错误;
B.为清晰显示油膜的边界,应先撒上痱子粉再滴入油酸酒精溶液,故B错误;
C.由图可知油膜没有充分展开,说明水面上痱子粉撒得太多太厚故C错误;
D.配制好的油酸酒精溶液放置太久,由于酒精挥发,则油酸酒精溶液的浓度会偏大,则在水面上散开时的面积会偏大,则根据
可知分子直径的测量值偏小。故D正确。
故选D。
9. (2024.江苏苏锡常镇.三模补偿训练).如图所示,一用锁钉锁定的导热活塞将导热汽缸分成体积相等的左右两室,开始时气体压强之比为5:3;拔出锁钉后,活塞移动并最终保持稳定状态。外界温度恒定。则下列说法正确的是( )
A. 右室气体吸热 B. 左室气体吸热
C. 右室气体对左室气体做正功 D. 左室气体分子平均速率变大
【答案】B
【详解】A.因为右室的压强小,拔出锁钉后,活塞向右移动,右室气体体积减小,外界对气体做功,而气体的温度不变,气体的内能不变,根据热力学第一定律,右室气体放出热量,A错误;
B.因为左室的压强大,拔出锁钉后,活塞向右移动,左室气体体积增大,气体对外做功,而气体的温度不变,气体的内能不变,根据热力学第一定律,左室气体吸收热量,B正确;
C.左室气体体积增大,右室气体体积减小,所以左室气体对右室气体做正功,C错误;
D.左室气体温度不变,分子的平均动能不变,分子平均速率不变,D错误。
故选B。
10. (2024.江苏苏锡常镇.三模补偿训练).两端开口的洁净玻璃管竖直插入液体中,管中液面被阴影部分挡住了。下列说法正确的是( )
A. 该液体对玻璃是浸润的
B. 管中阴影部分液面一定是向上凸起的
C. 减小管的直径,管中液面会上升
D. 液体和玻璃间的相互作用比液体分子间的相互作用强
【答案】B
【详解】A.根据图像可知,液体与玻璃的附着层沿固体表面收缩,则该液体对玻璃是不浸润的,故A错误;
B.不浸润时管内液面是凸起的,故B正确;
C.不浸润液体中,减小管的直径,管中液面会进一步下降,故C错误;
D.在不浸润现象中,液体和玻璃间的相互作用比液体分子间的相互作用弱,故D错误。
故选B。
11. (2024.江苏.适应性考试(二))如图所示,一绝热容器被隔板K隔开成A、B两部分。已知A内有一定质量理想气体,B内为真空.抽开隔板K后,A内气体进入B,最终达到平衡状态.则该气体( )
A. 内能减小,温度降低 B. 内能减小,温度不变
C. 内能不变,温度不变 D. 内能不变,温度降低
【答案】C
【详解】由于B内为真空,当抽开隔板K后,气体扩散,不做功,且由于为绝热系统,根据
所以内能不变,因为是理想气体,所以温度不变,故选C。
12.(2024.江苏.适应性考试(二)) 钢瓶中装有一定质量的气体,现在用两种方法抽钢瓶中的气体:第一种方法是用容积为的小抽气机,共抽取两次;第二种方法是用容积为的大抽气机抽取一次,这两种抽法中,抽取气体质量较大的是( )
A. 第一种抽法 B. 第二种抽法
C. 两种抽法抽出的气体质量一样大 D. 无法判断
【答案】A
【详解】对第一种抽法有,设初态气体压强为,钢瓶体积为,每次抽出的气体体积为,对气体状态变化应用波义耳定律有
解得
继续抽取有
解得
对第二种抽法有
解得
显然
由此可知抽取气体质量较大的是第一种抽法。
故选A。
13. (2024.江苏省前高中.一模).如图所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示。F>0表示斥力, F <0表示引力,A、B、C、D为x轴上四个特定的位置,乙分子仅在分子力作用下依次经过A、B、C、D,下列选项中分别表示乙分子的速度、加速度、动能,势能(规定两分子相距无穷远时分子势能为0)与两分子间距离的关系,其中可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BD
【详解】A.乙分子从A到C的过程中一直受到引力,速度一直增大,故A错误;
B.加速度与力的大小成正比,方向与力相同,加速度等于0的是C点,故B正确;
C.分子动能不可能为负值,故C错误;
D.乙分子从A到C,分子力做正功,分子势能先减小,从C点继续向左,分子力做负功,分子势能增大,故D正确。
故选BD。
14. (2024.江苏省前高中.一模).在密闭的容器内,放置一定量的液体,如图a所示,若将此容器置于在轨道上正常运行的人造地球卫星上,则容器内液体的分布情况应是( )
A. 仍然如图a所示 B. 只能如图b所示
C. 可能如图d或e所示 D. 可能如图b或c所示
【答案】D
【详解】容器与液体所受重力均提供容器与液体做匀速圆周运动的向心力。液体仅受表面张力的作用,使其自由表面收缩到最小状态,所以自由表面呈球形。如果液体对于容器是浸润的,那么将出现图c的情况。如果液体对于容器是不浸润的,那么就表现为图b的情况。
故选D。
15. (2024.江苏省前高中.一模).三根粗细一样上端开口的玻璃管,中间都有一段汞柱封住一段空气柱,如图所示,若,,三者原先温度都相同,后来又升高相同温度,则管中汞柱向上移动是( ).
A. 甲管最少 B. 丙管最少
C 甲管比乙管少 D. 乙管和丙管一样多
【答案】B
【详解】ABCD.甲乙丙中的气体压强分别为:
由于,故;
根据理想气体状态方程,有
由于气体的气压不变,故
由于,相同,故,即甲乙中水银柱上升最多,丙最少,故B正确ACD错误。
故选B。
16. (2024.江苏苏锡常镇.教学情况调研一).一定质量的理想气体经历a→b→c过程,其中a→b是等温过程,b→c是等压过程,则( )
A. a、b、c三个状态中,气体在c状态分子平均动能最大
B. a、b、c三个状态中,气体在b状态分子数密度最大
C. a→b过程中,气体既不吸热也不放热
D. b→c过程中,气体放出的热量大于外界对气体做的功
【答案】D
【详解】A.由图可知,bc过程,气体发生等压变化,气体体积与热力学温度成正比,则
所以气体在c状态分子平均动能最小,故A错误;
B.由图可知气体在c状态体积最小,所以气体在c状态分子数密度最大,故B错误;
C.a→b是等温过程,内能不变。但体积增大,对外做功,所以为吸热过程。故C错误;
D.b→c过程中,体积减小,外界对气体做了功,同时温度降低,内能减小。所以气体放出的热量大于外界对气体做的功,故D正确。
故选D。
17. (2024.江苏苏锡常镇.教学情况调研二).如图所示,两端开口的细玻璃管竖直插入水中,由于毛细现象管中水会沿管上升一段高度。如果沿虚线处将玻璃管上方截去,则稳定后的现象是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】因开始时液柱在管中上升一定高度且液面呈现凹状,可知液体关于玻璃管是浸润的;如果沿虚线处将玻璃管上方截去,则稳定后液面仍呈现凹状,且液体不可能向外喷出。
故选D。
18. (2024.江苏泰州.第一次调研).一定质量的理想气体从状态a开始,经三个过程后回到初始状态a,其图像如图所示。下列判断正确的是( )
A. 气体在过程中做等温变化
B. 气体在过程中内能增加
C. 气体在过程和过程对外界做的功相等
D. 气体在一次循环过程中会向外界放出热量
【答案】C
【详解】A.气体在过程中因pV乘积变大,可知温度升高,选项A错误;
B.气体在过程中因pV乘积变小,可知温度降低,内能减小,选项B错误;
C.在p-V图像中,图像与坐标轴围成的面积等于气体对外做功,可知气体在过程和过程对外界做的功相等,选项C正确;
D.气体在一次循环过程中从a到b再到c过程对外做功,从c到a过程外界对气体做功,整个过程中气体对外做功,且内能不变,则气体会从外界吸收热量,选项D错误。
故选C。
19. (2024.江苏泰州.第一次调研).关于下列各图所对应现象的描述,正确的是( )
A. 图甲中水黾可以停在水面,是因为受到水的浮力作用
B. 图乙中玻璃容器中的小水银滴呈球形,是因为表面张力的缘故
C. 图丙中插入水中的塑料笔芯内水面下降,说明水浸润塑料笔芯
D. 图丁中拖拉机锄松土壤,是为了利用毛细现象将土壤里的水分引上来
【答案】B
【详解】A.水黾可以停在水面是因为水的表面张力的缘故,故A错误;
B.水银的表面张力比较大,同时水银和空气之间的相互作用力也比较小,这就导致了水银在接触到其他物体时,会尽可能地减少表面积,从而形成球状,故B正确;
C.当一根内径很细的管垂直插人液体中,浸润液体在管里上升,而不浸润液体在管内下降,故C错误;
D.拖拉机锄松土壤,是为了破坏毛细现象减小水分蒸发,故D错误。
故选B
20. (2024.江苏泰州.一模).一定质量理想气体的卡诺循环过程图线如图所示,状态a、d的温度分别为、,ad、bc两条绝热线下的面积分别为、(图中阴影部分),则( )
A. B.
C D.
【答案】D
【详解】AB.由图可知表示外界对气体做功,表示气体对外界做功,两个过程为绝热过程,由卡诺循环过程可知另外的两个过程为等温过程,则压缩过程中气体的温度升高,即
故AB错误;
CD.由于绝热过程中温度变化一样,即内能变化一样,根据热力学第一定律
可得两个过程中做功大小相等,由于绝热线下围的面积为该过程中做的功,则
故C错误,D正确。
故选D。
21. (2024.江苏泰州.一模).2023年5月,中国科学技术大学团队利用纳米纤维与合成云母纳米片研制出一种能适应极端环境的纤维素基纳米纸材料。如图所示为某合成云母的微观结构示意图,则该合成云母( )(2024.江苏泰州.一模)
A. 是非晶体 B. 没有规则外形
C. 有固定的熔点 D. 各向性质均相同
【答案】C
【详解】由图可知,该合成云母中所含分子在三维空间中呈规则、周期性排列,是晶体,具有一定的几何外形,具有固定的熔点、具有各向异性的特点。
故选C。
22. (2024.江苏苏州.三模).如图所示是一种儿童玩具“吡叭筒”,由竹筒和木棍组成,在竹筒的前后两端分别装上“叭子”(树果子或打湿的小纸团)。叭子密封竹筒里面的空气,迅速推动木棍,前端的叭子便会从筒口射出。则迅速推动木棍过程中(叭子尚未射出),竹筒中被密封的气体( )
A. 压强增大 B. 温度不变
C. 内能不变 D. 每个分子的动能都变大
【答案】A
【详解】迅速推动木棍过程中,竹筒中被密封的气体体积减小,则压强变大,外界对气体做正功,,由于“迅速”过程气体与外界无热交换,则,根据热力学第一定律可知,气体内能增加,,温度升高,分子平均动能增加,但不是每个分子的动能都增加。
故选A。
23. (2024.江苏兴化.调研).以下四幅图中所涉及热学知识的论述,说法正确的是( )
A. 图甲为中间有隔板的绝热容器,隔板左侧装有温度为T的理想气体,右侧为真空。现抽掉隔板,气体温度不变
B. 图乙为布朗运动示意图,悬浮在液体中的微粒越大,撞击作用的不平衡性表现得越明显
C. 图丙中,液体表面层中分子间的作用力表现为斥力
D. 图丁为同一气体在0℃和100℃两种不同情况下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线,两图线与横轴所围面积不相等
【答案】A
【详解】A.根据热力学第一定律有
右侧为真空,气体自由膨胀时没有做功对象,即做功为
因为是绝热容器,所以没有热交换,即
因此内能不变,容器内的理想气体的内能由温度决定,所以温度不变,故A正确;
B.悬浮在液体中的微粒越大,在某一瞬间跟它相撞的液体分子越多,撞击作用的平衡性表现的越不明显,故B错误;
C.液体表面层中分子间距离比液体内部分子间的距离大,液体表面层中分子间的距离r略大于,液体表面层中分子间的作用力表现为引力,故C错误;
D.由图可知,在0℃和100℃两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于100%,即两图线与横轴所围面积相等,故D错误。
故选A。
24. (2024.江苏徐州.三模).1927年,威尔逊因发明云室获诺贝尔物理学奖,如图所示,云室里封闭一定质量的气体。现迅速向下拉动活塞,则云室中的气体( )
A. 温度升高 B. 压强减小
C. 向外放出热量 D. 分子的数密度增大
【答案】B
【详解】AC.云室内封闭一定质量的气体,迅速向下拉动活塞,时间短,故看作绝热过程,Q=0,气体体积增大,对外做功,W为负值,根据热力学第一定律公式ΔU=W+Q,内能减小,故温度降低,AC错误;
B.被封气体体积增大,温度降低,由理想气体状态变化方程可知压降减小,B正确;
D.气体体积增大,总分子数不变,则数密度减小,D错误。
故本题选B。
25.(2024.江苏扬州.三模). 用图示的实验装置来“探究压强不变时气体体积与温度的关系”。往杯中加入适量的热水,使注射器内的空气柱位于水面之下,每隔几分钟,记录气体体积和此时温度计的示数;用表示水降低的摄氏温度,用表示注射器内气体体积的改变量。根据测量数据作出的图线是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】压强不变时,有
可得
可见当气体压强不变时,体积变化与温度的变化的关系是成正比的。
故选A。
26. (2024.江苏扬州.三模).在“研究温度不变时气体压强跟体积关系”的实验时,推动活塞,注射器内空气体积减小,多次测量得到注射器内气体的图线,如图实线是一条双曲线,虚线为实验所得图线。环境温度保持不变,发现实验所得图线与玻意耳定律明显不符,造成这一现象的可能原因是( )
A. 实验时用手握住注射器 B. 实验时缓慢推动活塞
C. 注射器没有保持水平 D. 推动活塞过程中有气体泄漏
【答案】A
【详解】由图像的特点可知压缩气体过程中p与V的乘积增大,所以造成这一现象的原因可能是实验时用手握住注射器或实验时迅速推动活塞,导致温度升高。
故选A。
27.(2024.江苏南通.三模补偿).如图所示,固定容器及可动活塞P都是绝热的,中间有一导热的固定隔板B,B的两边分别盛有气体甲和乙。现将活塞P缓慢地向B移动一段距离,则在移动P的过程中( )
A.外力对乙做功,甲的内能不变
B.外力对乙做功,乙的内能不变
C.乙传递热量给甲,乙的内能增加
D.乙的内能增加,甲的内能不变
【答案】C
【详解】将活塞P缓慢地向B移动一段距离,乙气体体积减小,外界对乙做功,其内能增加,温度升高,然后通过导热隔板将一部分热量传递给甲气体,最终二者内能都增加。
故选C。
28.(2024.江苏南通.三模补偿).如图所示,把一条细棉线的两端系在铁丝环上,棉线处于松弛状态。将铁丝环浸入肥皂液里,拿出来时环上留下一居肥皂液的薄膜,这时薄膜上的棉线仍是松弛的。用烧热的针刺破a侧的薄膜,观察到棉线的形状为( )
A.B.C. D.
【答案】D
【详解】先把个棉线圈拴在铁丝环上,再把环在肥皂液里浸一下,使环上布满肥皂液薄膜。膜中分子间的距离比液体内部大一些,分子间的相互作用表现为引力,所以产生收缩效果;用烧热的针刺破a侧的薄膜,b中的水膜能使b的面积最小。
故选D。
29.(2024.江苏南通.三模补偿).如图所示,一竖直放置开口向上质量为m的均匀玻璃管内用质量也为m水银柱封有一定质量的理想气体,水银与玻璃管间摩擦力不计,开始时玻璃管处于静止状态,当玻璃管竖直下落时,下列说法中正确的是
A.当玻璃管刚开始下落瞬时,玻璃管的加速度g
B.玻璃管最初下落的短时间内,水银的加速度在逐渐变大
C.玻璃管最初下落的短时间内,玻璃管的加速度在逐渐变大
D.玻璃管最初下落的短时间内,水银将相对玻璃管下移
【答案】B
【详解】A.当玻璃管刚开始下落瞬时,水银柱受的合力等于0,加速度为0;玻璃管受的力为重力、和管内外气体的压力差,则玻璃管受的合力等于2mg,玻璃管的加速度2g.故A错误.
BCD.玻璃管最初下落的短时间内,玻璃管向下的加速度大于水银向下的加速度,水银将相对玻璃管上移,管内气体体积增大,气体压强减小,玻璃管受到的合力减小;水银受到的合力增大,水银的加速度增大.故B项正确,CD两项错误;
故选B.
30.(2024.江苏宜兴.三模).关于分子动理论,下列说法中正确的是( )
A. 图甲中,油酸分子直径等于一滴油酸酒精溶液的体积与它形成油膜面积的比值
B. 图乙为分子力与其间距的图像,分子间距从开始增大时,分子势能先变小后变大
C. 图丙中,对应曲线为同一气体温度较高时气体分子的速率分布图
D. 图丁为布朗运动的示意图,温度越高、微粒越大,布朗运动越明显
【答案】C
【详解】A.油酸分子的直径等于一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积与油膜面积之比,并不是油酸酒精溶液,故A错误;
B.根据分子力与分子间距的关系图,可知分子间距从增大时,分子力表现为引力,做负功,分子势能变大,故B错误;
C.由图可知,中速率大分子占据的比例较大,则说明对应的平均动能较大,对应的温度较高,故C正确;
D.布朗运动中温度越高、微粒越小,运动越明显,故D错误。
故选C。
31.(2024.江苏宜兴.三模).一定质量的理想气体从状态经状态、、回到状态,此过程气体的关系图像如图所示,其中过程为双曲线的一部分,过程平行于坐标轴。已知在状态时气体温度为,则( )
A. 在状态时气体的温度为
B. 四个过程中有两个过程吸热,两个过程放热
C. 过程气体对外做功
D. 从状态经一次循环再回到状态的过程中气体向外放热大于
【答案】D
【详解】A. 过程,由理想气体状态方程得
解得
A错误;
B. 过程,气体体积增大对外做功,压强不变,温度升高,内能增大,气体吸热; 过程,气体体积不变,压强增大,温度升高,气体吸热; 过程,气体压强不变,体积减小,外界对气体做功,温度降低,内能减小,气体向外放热; 过程气体温度不变,内能不变,体积增大对外做功,气体吸热,B错误;
C. 过程,气体对外做的功等于图像与横轴所围图形面积,由图得其小于 ,C错误;
D.在一次循环过程后,内能不变,整个过程中,外界对气体做功大于 ,根据热力学第一定律可知,在一次循环过程中气体放出的热量大于 ,D正确。
故选D。
32. (2024.江苏.二模).如图所示,取一个透明塑料瓶,向瓶内注入少量的水。将橡胶塞打孔,安装上气门嘴,再用橡胶塞把瓶口塞紧,并向瓶内打气。观察发现橡胶塞跳出时,瓶内出现白雾,下列说法正确的是( )
A. 打气过程中,瓶内气体的分子动能保持不变 B. 打气过程中,瓶内气体的压强与热力学温度成正比
C. 橡胶塞跳出后,瓶内气体迅速膨胀,温度降低 D. 橡胶塞跳出后,瓶内水迅速蒸发,出现白雾
【答案】C
【详解】A.打气过程中,外界对气体做功,气体内能增加,瓶内气体的分子动能变大,故A错误;
B.打气过程中,若瓶内气体的质量不变,则根据查理定律,瓶内气体的压强与热力学温度成正比,但打气过程中,瓶内气体的质量增加,则瓶内气体的压强与热力学温度不再成正比关系,故B错误;
CD.橡胶塞跳出后,瓶内气体迅速膨胀,瓶内气体对外做功,内能减小,温度降低,水蒸气预冷液化成小水珠,出现白雾,故C正确,D错误。
故选C。
33. (2024.江苏南通.三模补偿)如图所示,横截面积均为S的两导热汽缸A、B通过一段体积可忽略的细管相连接,在细管中间安装有一个阀门D,两汽缸中各有一个质量为m的活塞,汽缸B中的活塞与一个轻弹簧相连接。阀门D关闭时,轻弹簧处于原长,汽缸B中气柱长度恰为L,汽缸A中的活塞处于静止状态时,气柱长度为3L。已知大气压强,弹簧的劲度系数,重力加速度为g,活塞可在汽缸内无摩擦滑动但不漏气。现将一个质量为m的重物C轻轻地放到汽缸A中的活塞上,并打开阀门D,保持环境温度不变,待系统稳定后,求弹簧的形变量和汽缸A中活塞向下移动的距离。
【答案】; 。
【详解】未放重物时汽缸中气体的压强
汽缸中气体的压强
放上重物后两部分气体混合,压强为
汽缸中活塞平衡时,由平衡条件可得
解得弹簧的形变量
两部分气体混合后的总长度设为,由平衡条件可得
解得
由几何关系知汽缸中的活塞向下移动的距离为
代入整理得
34. (2024.江苏扬州.二模).内壁光滑的导热汽缸固定在水平面上,用质量为的活塞密封一段长度为的气体,活塞的横截面积为。给活塞一个向左的初速度,活塞向左移动了,此时速度减为零.已知大气压强为,不计密封气体温度的变化。求:
(1)活塞速度为零时,密封气体的压强;
(2)该过程放出的热量。
【答案】(1);(2)
【详解】(1)根据玻意耳定律
解得
(2)设该活塞对气体做功为,吸收的热量为,根据热力学第一定律
由题意知
,
对活塞,根据动能定理
解得
35. (2024.江苏苏州南航附中.二模).如图甲所示,型活塞固定在水平面上,一定质量的理想气体被封闭在导热性能良好的、质量为的汽缸中,活塞截面积为,活塞与汽海内壁无摩擦且不漏气,大气压强为。重力加速度为,改变环境温度,缸内气体体积随温度变化如图乙所示,求:
(1)状态的温度;
(2)在状态时,活塞对卡口的作用力多大。
【答案】(1);(2)
【详解】(1)从状态A到状态B,封闭气体的压强不变,由等压变化可得
代入图乙中数据,解得
(2)从状态B到状态C,封闭气体的体积不变,根据等容变化
代入图乙中数据,解得
状态B,活塞受力平衡,根据平衡条件
状态C,设活塞对卡口的作用力为F,活塞受力平衡,根据平衡条件
解得
36. (2024.江苏苏州.三模).某款气压式升降椅,它通过活塞上下运动来控制椅子的升降,其核心部件模型工作原理简图如图所示。圆筒形导热汽缸,开口向上竖直放置在水平地面上,筒长、内部横截面积。横截面积的圆柱形活塞插在汽缸内,在卡环(可使活塞向下运动而不能向上运动,且当活塞运动时与活塞间无力)的作用下保持静止。开始时活塞有的长度伸入汽缸,缸内封闭气体压强。已知活塞与椅面的总质量,大气压强,缸内气体视为理想气体,装置不漏气,环境温度保持不变,不计摩擦。
(1)椅面缓慢下降,若活塞对气体做功32J,则缸内气体____________(选填“吸热”、“放热”),其数值为____________;
(2)某同学先虚坐在椅面上(与椅面间恰无作用力),然后逐渐减小脚对地面的压力,使活塞缓慢下降后脚刚好完全离开地面,并保持稳定。求稳定后气体压强和该同学的质量M。
【答案】(1) ①. 放热 ②.
(2),
【详解】【小问1详解】
[1][2]椅面缓慢下降,若活塞对气体做功32J,由于环境温度保持不变,可知气体温度不变,气体内能不变,根据热力学第一定律可得
可得
可知缸内气体放热,其数值为。
【小问2详解】
以密封气体为对象,初态有
,
使活塞缓慢下降后脚刚好完全离开地面,并保持稳定,则稳定后气体体积为
根据玻意耳定律可得
解得稳定后气体压强为
根据受力平衡可得
解得该同学的质量为
37.(2024.江苏南京临江.三模). 2023年12月21日,神舟十七号航天组完成了天和核心舱太阳翼修复任务。如图所示,气闸舱有两个气闸门,内闸门A与核心舱连接,外闸门B与外太空连接。气闸舱容积,核心舱容积,开始气闸舱和核心舱的气压都为p0(标准大气压)。航天员要到舱外太空行走,需先进入气闸舱。为节省气体,用抽气机缓慢将气闸舱内的气体抽到核心舱内,当气闸舱气压降到和外太空气压相同时才能打开外闸门B,该过程中两舱温度不变,不考虑漏气、新气体产生、航天员进出舱对气体的影响。求:
(1)内闸门A的表面积是S,每次抽气的体积为,缓慢抽气过程中,抽气机内气体压强与气闸舱内剩余气体压强始终相等。第1次抽气到核心舱后,两舱气体对内闸门A的压力差ΔF大小;
(2)每次抽气的体积还是,抽气几次后气闸舱内压强小于。
【答案】(1);(2)4次
【详解】(1)第1次对气闸舱抽气后气闸舱气压变为p1,由玻意耳定律有
解得
第1次对核心舱充气后,核心舱气压变为p2,则有
解得
所以两舱气体对内闸门A的压力差为
(2)根据题意,第1次对气闸舱抽气后气闸舱气压变为
第2次对气闸舱抽气,有
所以
第n次对气闸舱抽气,有
解得
由此可知,抽气4次后气闸舱内压强小于0.7p0。
38.(2024.江苏南京.三模补偿).水枪是一种常见的小玩具,一般的气压式水枪储水罐示意图如图,从储水罐充气口充入气体,达到一定压强后,关闭充气口,扣动扳机将阀门K打开,水即从枪口喷出。若初始时水枪内气体压强为120kPa,气体体积1L,现从储水罐充气口压入气体,压入气体的压强为100kPa,压气过程中水枪内气体温度等于环境温度27℃,并保持不变,压气完成后玩具水枪内气体体积还为1L,气体的压强为240kPa,气体可看作理想气体。求:
(1)压入气体的体积;
(2)压气后,当环境温度降为7℃,经过足够长的时间,内部气体压强为多少。
【答案】(1);(2)
【详解】(1)枪内原有气体压强
体积
压入气体压强
设压入气体体积为V2,最终枪内气体压强
体积
温度不变,可得
解得
(2)枪内气体温度降低,做等容变化
其中
得
39. (2024.江苏南京、盐城.三模).如图所示,某老师用封闭着一定质量理想气体、横截面积注射器提起质量的桶装水,此时注射器内气柱长度。已知大气压强,环境温度,注射器内气柱最大长度为8cm,g取,注射器和水桶质量可以忽略,不计一切阻力,注射器密封良好。求:
(1)当放下桶装水时,注射器内气柱的长度;
(2)当环境温度变为37℃时,注射器最多能提起桶装水的质量(结果保留三位有效数字)。
【答案】(1);(2)
【详解】(1)根据题意,受力分析有
解得
气体发生等温变化,有
解得
(2)根据理想气体状态方程有
解得
又有
解得
40. (2024.江苏连云港.三模).玉龙雪山位于云南省丽江市,是我国最南的雪山,也备受旅行爱好者的关注,由于玉龙雪山的海拔比较高,旅行者登山时,往往会带上几个氧气袋。已知某储存有氧气的容器容积为,开始时封闭的氧气压强为,用该容器向容积为的真空氧气瓶充入氧气,假设氧气可视为理想气体,充气过程中氧气不泄漏,假设氧气瓶的容积和环境的温度恒定。求:
(1)若每个氧气瓶充满气体后压强均为,则可以分装多少个氧气瓶?
(2)若每次给氧气瓶充满气体后两容器内封闭气体的压强相同,则充满10个氧气瓶后容器内剩余的气体的压强与开始时气体的压强之比为多少?
【答案】(1);(2)
【详解】(1)设能分装n个氧气瓶,则以容器内开始的气体为研究对象,由玻意耳定律得
代入数据解得
(2)第1个氧气瓶充满气体后,由玻意耳定律
得
同理,第2个氧气瓶充满气体后,由玻意耳定律
得
同理,第3个氧气瓶充满气体后,由玻意耳定律
得
由此可推出第10个氧气瓶充满气体后,由玻意耳定律
得
则
代人数据解得
41. (2024.江苏姜堰中学、如东中学等三校.二模).某压力锅结构如图所示,厨师将食材放进锅内后盖上密封锅盖,并将压力阀套在出气孔上开始加热烹煮。当加热至锅内压强为1.27atm时,压力阀刚要被顶起而发出嘶响声;继续加热,当锅内温度为117℃时达到沸点,停止加热。设压力阀刚要被顶起到达到沸点的过程,锅内压强不变。已知加热前锅内温度为27℃,压强为1atm,忽略加热过程水蒸气和食材(包括水)导致的气体体积变化,气体可视为理想气体。求:
(1)压力阀刚要被顶起时锅内温度;
(2)停止加热时放出气体的质量与加热前锅内气体质量的比值。
【答案】(1)或;(2)
【详解】(1)设加热前锅内温度为,压强为,当加热至锅内庄强为时,压力阀刚要被顶起,由查理定律得
得
(或)
(2)设压力阀刚要被顶起时锅内气体体积为,温度达到沸点时温度为,从压力阀刚要被顶起到达到沸点的过程,锅内压强不变,由盖-吕萨克定律有
得
停止加热时放出气体的质量与加热前锅内气体质量的比为
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