安徽省合肥市皖智高级中学2024-2025学年高二下学期物理限时练：热学

合肥皖智高级中学高二下学期物理限时练(三) 训练内容：热学 满分：100分 时间：45分钟 一、单选题（每小题6分，共42分） 1．生活中处处充满了物理知识。下列表述正确的是( ) A．布朗运动是液体分子的无规则运动 B．只有液体浸润细管壁才会形成毛细现象 C．液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点 D．蔗糖受潮后粘在一起形成的糖块没有确定的形状，因此蔗糖糖块是非晶体 2．汽缸内封闭有一定质量的气体，在某次压缩过程中，缸内气体的温度从T1迅速升高至T2。下列各图中，纵坐标f（v）表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，图线I、Ⅱ分别为缸内气体在T1、T2两种温度下的分子速率分布曲线，其中正确的是( ) A． B． C． D． 3．下列四幅图对应的说法正确的有( ) A．图甲中食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的 B．图乙是玻璃管插入水中的情形，表明水不能浸润玻璃 C．图丙中悬浮在液体中微粒的运动反映了微粒分子的无规则热运动 D．图丁中液体表面层的分子间距离大于液体内部分子间距离，是液体表面张力形成的原因 4．如图所示，一定质量的理想气体，经历a→b→c→a的循环过程，ab与纵轴平行，ac与横轴平行，cb的延长线过原点。下列说法正确的是( ) A．a→b过程，外界对气体做正功 B．b→c过程，单位体积内的气体分子数增多 C．c→a过程，气体分子的平均动能减小 D．整个过程中，气体吸收的热量大于释放的热量 5．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，橡胶塞迅速跳出，瓶内出现白雾。橡胶塞跳出过程中( ) A．瓶内气体对外界做负功 B．瓶内气体向外界放热 C．瓶内气体温度迅速下降 D．气体分子单位时间对瓶壁单位面积碰撞的个数增大 6．液体的表面张力会使液体表面总处于绷紧的状态。设想在液面上作一条分界线，张力的作用表现在，分界线两边液面以一定的拉力相互作用，的大小与分界线的长度成正比，即（为液体的表面张力系数），的方向总是与液面相切，并垂直于液面的分界线。小明设计了一个简易装置用来测量某液体的表面张力系数。如图所示，间距为的形细框上放置一细杆，两者间摩擦不计。将装置从肥皂水中取出后水平放置，会形成一水平膜（忽略膜受到的重力），甲、乙分别为俯视图和正视图，由于表面张力的缘故，膜的上、下表面会对产生水平向左的力。小明用一测力计水平向右拉住使其保持静止，测力计示数为，接着用该肥皂水吹成了球形肥皂泡，如图丙所示。当肥皂泡大小稳定时，测得其球形半径为。则小明测得肥皂水的表面张力系数和肥皂泡内外气体对右侧半球膜的压强差分别为( ) A． B． C． D． 7．活塞式真空泵的工作原理如图所示，抽气筒与被抽密闭容器通过自动阀门相连，当活塞从抽气筒的左端向右移动到右端的过程中，阀门自动开启，密闭容器内的气体流入抽气筒，待稳定后，活塞从右端向左移动到左端的过程中，阀门自动关闭，抽气筒内活塞左侧的气体被排出，即完成一次抽气过程，如此往复，密闭容器内的气体压强越来越小，若密闭容器的容积为，抽气筒的容积为，抽气过程中气体的温度不变，若第1次抽气过程中被抽出的气体质量为；第4次抽气过程中被抽出的气体质量为，则质量与之比正确的是( ) A． B． C． D． 二、多选题（每小题10分，共30分，漏选得5分） 8．如图所示，侧壁光滑的汽缸内用活塞封闭一定质量的理想气体，现缓慢地向活塞上倒一定质量的细沙，忽略环境的温度变化，在此过程中，关于汽缸内气体的状态变化，下列说法正确的是( ) A．如果汽缸、活塞导热良好，汽缸内气体的内能一定增大 B．如果汽缸、活塞导热良好，汽缸内气体一定向外放热 C．如果汽缸、活塞绝热良好，汽缸内气体分子的平均动能一定增大 D．如果汽缸、活塞绝热良好，汽缸内气体压强可能不变 9．两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0，相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是( ) A．在r>r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小 B．在r<r0阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小 C．在r=r0时，分子引力和分子斥力不存在 D．在r>r0阶段，分子力先变大后变小 10．如图所示，带有阀门的导热储气罐甲、乙中装有同种气体（可视为理想气体），在温度为时，甲、乙罐中气体的压强分别为和。现用甲罐通过细导气管（体积可忽略）对乙罐充气，充气时甲罐在的室温中，把乙罐放在的环境中。充气完毕稳定后，关闭阀门，撤去导气管，测得乙罐中的气体在温度为时的压强达到。充气过程中甲罐中的气体温度始终不变，且各处气密性良好。下列说法正确的是( ) A．充气完毕时，甲罐中气体的压强为 B．充气完毕后，甲、乙罐中气体的质量之比为 C．进入乙罐中的气体与乙罐中原有气体的质量之比为 D．甲、乙两罐的体积之比为 三、非选择题（共28分） 11．(12分) 用如图所示装置完成“探究气体等温变化的规律”实验。 (1)关于实验下列说法正确的是________； A．实验时需要用手扶住注射器外壁，以防止注射器在实验过程中晃动 B．在活塞上涂上润滑油，保持良好的封闭性 C．实验时缓慢地向上拉或向下压柱塞，是为了尽量减小注射器与柱塞间的摩擦 D．封闭一定质量的气体时，先要摘除橡胶套，拉动柱塞使之移到适当位置后，再用橡胶套封闭注射器的注射孔 (2)封闭气体的压强缓慢增大时，封闭气体 （填“从外界吸热”或“向外界放热”）； (3)某实验小组进行了两次正确的操作，并由记录的数据作出了图像，如图1、2图线所示。若两次实验气体的质量一定，则气体温度T1 T2（填“>”、“<”或“=”）；若两次实验气体的温度不变，则气体质量m1 m2（填“>”、“<”或“=”）。 12．(16分) 如图甲所示，容积为的空玻璃瓶用橡皮塞封住瓶口，由穿过橡皮塞且两端开口的细玻璃管与大气相通，将其由室温环境转移并浸入温度为恒为的热水中，达到热平衡后，快速取出玻璃瓶并将其竖直倒置，使玻璃管下端没人室温水槽中，稳定后玻璃瓶内与水槽内水面的高度差。室内温度恒为，水的密度，外界大气压，取重力加速度，不计细玻璃管的体积，热力学温度与摄氏温度的关系为。求： (1)气体温度由升高至，玻璃瓶内减少的气体质量与温度为时瓶内气体质量的比值； (2)最终稳定时进入玻璃瓶内的水的体积。 第4页，共8页 ( 第 1 页 共 9 页 )高中物理 学科网（北京）股份有限公司 $$ 合肥皖智高级中学高二下学期物理限时练(三)参考答案 训练内容：热学 1．C 解析：布朗运动是固体颗粒的运动，间接反映了液体分子的无规则运动，故A错误；在玻璃试管中，不论液体是否浸润细管壁都能形成毛细现象，故B错误；液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点，故C正确；蔗糖是多晶体，没有固定的形状，故D错误。故选C。 2．A 解析：温度越高，分子平均动能越大，图像的峰值越靠右，两图线与横轴所围面积相等。故选A。 3．D 解析：图甲中食盐晶体是单晶体，其物理性质沿各个方向不一样，具有各向异性，故A错误；图乙是玻璃管插入水中的情形，根据图像可知，在附着层内液体分子之间呈现斥力效果，该现象是浸润，表明水能浸润玻璃，故B错误；图丙中悬浮在液体中微粒的运动是布朗运动，布朗运动反映了液体分子的无规则热运动，故C错误；图丁中液体表面层的分子间距离大于液体内部分子间距离，分子之间表现为引力效果，这是液体表面张力形成的原因，故D正确。故选D。 4．C 解析：a→b过程为等温变化，根据，可知，因此气体对外界做功，故A错误；b→c过程为等容变化，则单位体积的分子数不变，故B错误； c→a过程为等压变化，此过程温度降低，则分子平均动能减小，故C正确； a→b→c→a整个循环系统内能变化量为零，则。根据图形变化得到整个循环过程的p—V图像如图所示 根据图像可知a→b→c→a整个过程外界对系统做功，则系统向外放热，所以气体吸收的热量小于释放的热量，故D错误。 故选C。 5．C 解析：橡胶塞迅速跳出，瓶内气体膨胀，推动橡胶塞运动，瓶内气体对外界做功，做的是正功，故A错误；瓶内气体膨胀对外做功，在这个过程中时间很短，可近似认为没有热传递，即Q=0，并不是向外界放热，故B错误；根据热力学第一定律，由于Q=0，气体对外做功W<0，所以气体内能，内能减小，温度迅速下降，故C正确；瓶内气体温度下降，分子平均动能减小，同时气体体积膨胀，分子数密度减小，所以气体分子单位时间对瓶壁单位面积碰撞的个数减小，故D错误。 故选C。 6．B 解析：肥皂水上下两个表面都存在表面张力，故有 得到肥皂水的表面张力系数为 右侧半球膜受到膜内、外气体的压力和膜边缘的表面张力，如图 根据受力平衡可知 因肥皂泡的内外表面都存在表面张力，故肥皂泡内外气体对右侧半球膜的压力差为 故压强差为，故选B。 7．C 解析：第1次抽气过程，根据玻意耳定律可得： 同理，第2次抽气过程，有 第3次抽气过程，有 第4次抽气过程，有，根据 每次被抽出的气体的体积、温度都相同，则第1次抽气过程中被抽出的气体质量与第4次抽气过程中被抽出的气体质量的比值为，故选C。 8．BC 解析：如果汽缸、活塞导热良好，由于环境温度不变，则气体温度不变，则汽缸内气体的内能一定不变，故A错误；如果汽缸、活塞导热良好，缓慢地向活塞上倒一定质量的细沙，活塞下移，外界对气体做功，结合上述，气体内能不变，根据热力学第一定律可知，气体向外界放热，故B正确；如果汽缸、活塞绝热良好，则有 ，气体体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体内能增大，则气体温度升高，可知，汽缸内气体分子的平均动能一定增大，故C正确；对活塞与活塞上侧的细沙进行分析有：，解得：，缓慢地向活塞上倒一定质量的细沙，m增大，则气体压强一定增大，故D错误。故选BC。 9．AD 解析：在r>r0阶段，分子之间为引力作用，互相靠近时引力做正功，分子动能增加，分子势能减小，故A正确；在r<r0阶段，分子之间为斥力作用，互相靠近时引力做负功，分子动能减小，分子势能增加，故B错误；在r=r0时，分子引力和分子斥力相等，故C错误；由图可知，在r>r0阶段，分子力先变大后变小，故D正确。 故选AD。 10．AC 解析：充气完毕时，乙罐中气体的压强为，充气完毕后，乙罐中的气体发生等容变化，则，求得：，此时甲罐中气体的压强也为，故A正确；对甲、乙罐中气体组成的整体，充气后温度都为27℃，有，解得：则甲、乙两罐的体积之比，故D错误；充气完毕后，对甲罐中的气体，有，解得：，则充气完毕后，甲、乙罐中气体的质量之比，故B错误；根据，解得：，则充入乙罐中的气体与乙罐中原有气体的质量之比，故C正确。故选AC。 11．(12分) (1)BD (2)向外界放热 (3) 解析：(1)从实验要求可知，实验前将注射器固定好就可以防止实验过程中注射器晃动，用手扶住注射器外壁会导致封闭气体的温度升高，故A错误；在活塞上适量涂上润滑油，可减少摩擦并保证密封性，防止漏气，故B正确；实验时缓慢地向上拉或向下压柱塞，是为了防止动作过快导致封闭气体的温度升高，故C错误；封闭一定质量的气体时，先要摘除橡胶套，拉动柱塞使之移到适当位置后，再用橡胶套封闭注射器的注射孔，故D正确。故选BD。 (2)若封闭气体的压强缓慢增大，则外界对气体做功使气体的体积减小，，为了保证气体温度保持不变，则，根据热力学第一定律可知 故封闭气体向外界放热。 (1)若两次实验气体的质量一定，根据理想气体状态方程可知可得 故图像的斜率为，由于，所以；两次实验气体的温度不变，气体分子对器壁的平均撞击力相同，由图可知在气体体积相同时，，说明第一次实验时气体的分子数密度更大些，所以气体的分子数更多些，所以 12．(16分) (1) (2) 0.07L 解析：（1）环境与热水的热力学温度分别记为、，以放人热水前玻璃瓶内气体为研究对象，根据等压变化规律 瓶内减少的气体质量与瓶内室温时气体的质量之比： 解得： (2)浸入热水并达到热平衡后，以此时玻璃瓶内气体为研究对象。倒置于水槽后，设吸人瓶中水的体积为，体积为： 此时瓶内气体压强为： 根据理想气体状态方程有： 解得： 第4页，共8页 ( 第 1 页 共 9 页 )高中物理 学科网（北京）股份有限公司 $$