高三物理单元练习D热学.docx

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高三物理单元练习D热学

热学

高考知识点：

1．物质是由大量分子组成的，分子的热运动，布朗运动，分子间的相互作用力

2．分子热运动的动能，温度是物体分子热运动平均动能的标志，物体分子间的相互作用，势能，物体的内能

3．做功和热传递是改变物体内能的两种方式，热量，能量守恒定律

4．能量的利用和能源的开发

5．气体的状态和状态参量，热力学温度

6．理想气体，理想气体状态方程，理想气体的等温、等容和等压过程，p-V图、p-T图、V-T图

说明：

1．不要求知道热力学第一定律的表达式

2．对于理想气体状态方程的应用只限于气体质量不变的情形

3．对p-V、p-T和V-T图象，只要求理解它们的物理意义，并能识别它们

练习题：

1．只要知道下列哪一组物理量，就可以估算出气体中分子间的平均距离?

A．阿伏伽德罗常数、该气体的摩尔质量和质量

B．阿伏伽德罗常数、该气体的摩尔质量和密度

C．阿伏伽德罗常数、该气体的质量和体积

D．该气体的密度、体积和摩尔质量

2．已知铜的密度为8.9×103kg/m3，铜的原子量为64，质子和中子的质量均约为1.67×10-27kg，则铜块中平均每个铜原子所占的空间体积约为________m3。

3．食盐的晶体是由钠离子和氯离子组成，食盐的摩尔质量是58.5

kg/mol，密度为2.2

kg/m3。

那么在食盐晶体中，两个距离最近的钠离子中心间的距离数值最接近于（就下面的四个数值相比）

A．3.0

cmB．3.5

cm

C．4.0

cmD．5.0

cm

4．在“利用油膜法估测分子大小”的实验中，将V=1cm3的油酸（C17H33COOH）溶于酒精，制成V'=200cm3的油酸酒精溶液。

测出1cm3溶液有n=50滴。

取一滴溶液，滴在撒有滑石粉薄层的水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成面积S=0.2m2的单分子油膜。

由此可估算出油酸分子的长度为__________。

5．如图所示是观察布朗运动的记录，图中只画出每过30秒观察到的微粒的位置，用直线依次把它们连起来，则这个图所描述的是

A．液体分子无规则运动的轨迹

B．微粒分子无规则运动的轨迹

C．微粒无规则运动的轨迹

D．以上三项都错

6．关于布朗运动，下列论述正确的是

A．它是液体分子的运动

B．它是液体中微粒分子的运动

C．运动的快慢由液体的温度和微粒的大小决定

D．它反映了分子的运动是永不停息的

7．甲、乙两个分子相距较远，若把甲固定，使乙分子逐渐向甲移动，直到不能再靠拢为止，在这一过程中，有关分子力对乙做功的说法中正确的是

A．分子力对乙总做正功

B．分子力对乙总做负功

C．先是乙克服分子力做功，然后分子力对乙做正功

D．先是分子力对乙做正功，然后乙克服分子力做功

8．两个分子相距较远时，可以忽略它们之间的分子力，若规定此时它们的分子势能为零，当分子间距离逐渐减小到不能再靠近的过程中

A．分子势能逐渐减小，其值总是负的

B．分子势能逐渐增大，其值总是正的

C．分子势能先减小后增大，其值先为负后为正

D．分子势能先增大后减小，其值先为正后为负

9．当两个分子间距离r=r0时，它们之间的引力和斥力相等。

设两分子相距很远时，两分子间相互作用的势能EP=0。

则下列说法正确的是

A．分子势能随分子间距离的增大而减小

B．当两分子间的距离r>r0时，分子势能为负值

C．当两分子间的距离r=r0时，分子势能最小

D．两分子间相互作用的引力和斥力总是同时存在的

10．下列说法中正确的是

A．分子的动能与分子的势能之和叫做这个分子的内能

B．物体内部分子的势能由物体的温度和体积决定

C．物体的速度加大时，物体的内的分子动能加大

D．物体的速度减小时，物体的内能有可能增加

11．从宏观上看决定物体内能的物理量为

A．摩尔质量、压强、体积B．摩尔数、压强、温度

C．质量、摩尔质量、体积、温度D．体积、压强、温度

12．关于热传递，下列说法中正确的是

A．热量总是从内能多的物体传递给内能少的物体

B．热量总是从分子平均动能大的物体传递给分子平均动能小的物体

C．热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体

D．热传递实质上是内能在物体间的转移

13．一杯10℃的水和一盆10℃的水，下列说法中正确的是

A．一盆水的热量比一杯水的热量多

B．一盆水的内能比一杯水的内能多

C．它们的分子平均动能相同

D．若它们降低同样的温度，一盆水的内能减少得多

14．100℃的水完全变成100℃的水蒸气的过程中

A．水分子的内能增加

B．水的内能增加

C．水所增加的内能小于所吸收的热量

D．水所增加的内能等于所吸收的热量

15．一定质量的空气，从外界吸收了2000J的热量，同时在2个大气压的恒定压强下，体积由10L增大到14L，空气的内能增加了

A．880JB．1192JC．2000JD．2080J

16．在光滑的水平面上运动的物体，其温度与环境温度相同，在它受到一个与速度同方向的推力作用的过程中，Q表示物体吸收的热量，ΔE表示内能的变化，ΔEK表示动能变化，则下列结论正确的是

A．用热力学第一定律（W+Q=ΔE）分析，得出W=0，Q=0，ΔE=0

B．用热力学第一定律（W+Q=ΔE）分析，得出W>0，Q=0，ΔE>0

C．用动能定理（ΣW=ΔEK）分析，得出ΣW>0，ΔEK>0

D．用动能定理（ΣW=ΔEK）分析，得出ΣW=0，ΔEK=0

17．金属制成的气缸中装有柴油与空气的混合物，有可能使气缸中柴油达到燃点的过程是

A．迅速向里推活塞B．迅速向外拉活塞

C．缓慢向里推活塞D．缓慢向外拉活塞

18．图中活塞将气缸分成甲、乙两气室，气缸、活塞（连同拉杆）是绝热的，且不漏气。

以E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向外拉的过程中

A．E甲不变，E乙减小B．E甲增大，E乙不变

C．E甲增大，E乙减小D．E甲不变，E乙不变

19．一滴雨水从h=50m高处，由静止开始下落，若落地后有η=20%的机械能转化为雨滴的内能。

则雨滴的温度升高了________。

（g取10m/s2）

20．质量为Mkg的铅块固定不动，质量为mkg的铅弹以一定的速度击中铅块并留在其中，它们的温度升高了12℃。

若把铅块置于光滑的水平面上，同样的铅弹以同样的速度击中它并留在其中，它们的温度升高了11℃。

假定铅弹击中铅块时热量没有损失，铅块与铅弹的温度始终相同，求铅弹与铅块的质量之比。

21．如图所示，一个横截面积为S的圆筒形容器竖直放置，金属圆板A的上表面是水平的，下表面是倾斜的，下表面与水平面的夹角为θ，圆板的质量为M。

不计圆板与容器内壁之间的摩擦。

若大气压强为p0，则被圆板封闭在容器中的气体的压强p等于

A．p0+Mgcosθ/S

B．p0/cosθ+Mg/（Scosθ）

C．p0+Mgcos2θ/S

D．p0+Mg/S

22．如图所示，一根均匀的玻璃管中装有一段16cm长的水银柱，水平放置时被封气柱的长度为8cm。

玻璃管放在斜面上匀加速下滑，它与斜面的摩擦系数为

，斜面的倾角为30°，大气压为76cmHg。

求管下滑时气柱的长度。

23．水平放置的直玻璃管长为L，一端封闭，管口处有一个质量为m的薄活塞，将管中的空气与外界隔开，薄活塞可在管中移动，与管壁的摩擦不计。

当直玻璃管绕过管口的竖直轴以角速度ω转动时，管中的活塞恰好位于管中央，如上图所示。

如果将转动的角速度提高到2ω，则薄活塞将在管中移动的距离是_______。

24．如图所示，一个上下都与大气相通的直圆筒，内部横截面的面积S=0.01m2，中间有两个活塞A与B封住一定质量的理想气体，AB都可沿圆筒无摩擦地上下滑动，但不漏气，A的质量可不计，B的质量为M，并与一倔强系数k=5×103N/m的较长弹簧相连。

已知大气压强p0=1×105Pa，平衡时两活塞间的距离l0=0.6m。

现用力压A，使之缓慢向下移动一定距离后，保持平衡，此时，用于压A的力F=5×102N。

求活塞A向下移的距离。

（温度不变）

25．如图所示，可沿气缸壁自由活动的活塞将密闭的圆筒形气缸分隔成A、B两部分，活塞与气缸顶部有一弹簧相连，当活塞位于气缸底部时弹簧恰好无形变。

开始时B内充有一定量的气体，A内是真空，B部分高度为L1=0.10m，此时活塞受到的弹簧作用力与重力的大小相等。

现将整个装置倒置，达到新的平衡后B部分的高度L2等于多少？

设温度不变。

26．图示粗细均匀的U形管，右臂上端封闭，左臂中有一活塞，开始时用手握住活塞，使它与封闭端位于同一高度，这时两臂液面位于同一水平面内，管内液体的密度为ρ。

液体上方各有一定质量的理想气体，气柱长均为h。

今将活塞由图示位置向上移动，移动的距离为2h，这时两臂液面的高度差为h。

设整个过程中气体温度不变，问：

活塞移动前，左右两臂液面上方气体的压强各为多少？

27．活塞把密闭气缸分成左、右两个气室，每室各与U形管压强计的一臂相连。

压强计的两臂截面处处相同。

U形管内盛有密度为ρ=7.5×102kg/m3的液体。

开始时左、右两气室的体积都为V0=1.2×10-2m3，气压都为p0=4.0×103Pa，且液体的液面处在同一高度，如图所示。

现缓缓向左推进

活塞，直到液体在U形管中的高度差h=40cm。

求

此时左、右气室的体积V1、V2。

假定两气室的温度

保持不变。

计算时可以不计U形管和连接管道中气

体的体积。

取g=10m/s2。

28．如图所示，一圆筒形气缸静置于地面上。

气缸筒的质量为M，活塞（连同手柄）的质量为m，气缸内部的横截面积为S，大气压强为p0，平衡时气缸内的容积为V。

现用手握住活塞手柄缓慢向上提，设气缸足够长，在整个上提过程中气体温度保持不变，并不计气缸内气体的质量及活塞与气缸壁间的摩擦。

求将气缸刚提离地面时活塞上升的距离。

29．如图所示，固定在地面上的容器内封有压强为p0、密度为ρ的空气，且在容器内放有一个体积为V（V不随压强改变）、质量为m0的空心小球，活塞面积为S，可以在容器内无摩擦滑动而不漏气。

现用力F从左向右推活塞。

求F多大时，小球对容器壁的压力刚好为零？

（大气压为p0，温度不变）

30．容积为20L的钢瓶充满氧气后压强为20atm，现把它分装到容积为5L的小瓶中。

小瓶原来是真空的，分装后小瓶中的压强为2atm，在分装中没有漏气，温度保持不变，能够分装的最多瓶数是________瓶。

31．甲乙两个容器的容积之比为1∶2，内装温度相同的同种气体，压强分别为20atm和80atm。

用细导管将两个容器连通，并保持温度不变，当两部分气体混合后，气体的压强为

A．33.3atmB．50atmC．60atmD．70atm

32．活塞式抽气机的气缸容积为V，用它给容积为2V的容器抽气。

抽气机动作两次，容器中剩余气体的压强是原来的

A．1/4B．1/2C．4/9D．5/9

33．一定质量的理想气体在体积不变的情况下，温度从1℃升高到5℃时，压强增加了2000帕，以下答案正确的是

A．当气体温度从5℃升高到10℃时，压强增加2000帕

B．当气体温度从10℃升高到15℃时，压强增加2500帕

C．0℃时气体的压强约为1.4

105帕

D．温度每升高1℃，压强增加原来的1/273倍

34．一定质量的理想气体在等容变化过程中，温度由15℃降到14℃，它的压强减小量等于它在20℃时压强的

A．1/273B．1/293C．273/293D．293/273

35．如图所示，在一只烧瓶上连一根玻璃管，把它跟一个水银压强计连在一起。

烧瓶里封闭着一定质量理想气体，开始时水银气压计U型管两端水银面一样高，在下列情况中，为使U型管两端水银面一样高，可动管A移动方向是：

A．如果把烧瓶浸在热水中，应把A向下移

B．如果把烧瓶浸在热水中，应把A向上移

C．如果把烧瓶浸在冰水中，应把A向下移

D．如果把烧瓶浸在冰水中，应把A向上移

36．在U形管中装入水银时，不慎有一小段气体被封在了右边管中，如图所示，下面一段水银柱左右液面的高度差为h，下列说法正确的是

A．在气体质量忽略不计的情况下，右边上段水银柱的高也为h

B．在左边管中滴入一小滴水银，两边水银面的高度差不变

C．在右边管中滴入一小滴水银，两边水银面的高度差不变

D．在左边管中滴入一小滴水银，被封气柱的长度变短

37．如图所示，U形管内分别由水银封闭着L1、L2两部分气体，若水银和管的热膨胀不计，则下列说法中错误的是

A．只对气柱L1加热，则h变小，气柱L2的长度减小

B．只对气柱L2加热，则h不变，气柱L2的长度增加

C．若在右管中再注入一些水银，h将增大

D．使气柱L1、L2同时升高相同的温度，则气柱L1、L2

的长度都增大，h减小（开口端无水银溢出）

38．一圆筒形气缸静置于地面上，如图所示，活塞质量为1kg，气缸内部横截面积为10cm2，将活塞轻轻缓慢放入气缸内，活塞静止时，封闭的气体温度为27℃，体积为100cm3，此时活塞受到的摩擦力为最大静摩擦力f=5N，且方向向上。

则当气体温度升高到37℃时，气体的体积为__________；若将气体温度升高到127℃，气体的体积又为__________。

（大气压强p0=105Pa、g取10m/s2）

39．一个质量可不计的活塞将一定量的理想气体封闭在上端开口的直立圆筒形气缸内，活塞上堆放着铁砂，如图所示。

最初活塞搁置在气缸内壁的固定卡环上，气体柱的高度为H0，压强等于大气压强P0。

现对气体缓慢加热，当气体温度升高了ΔT=60K时，活塞（及铁砂）开始离开卡环而上升。

继续加热直到气柱高度为H1=1.5H0。

此后，在维持温度不变的条件下逐渐取走铁砂，直到铁砂全部取走时，气柱高度变为H2=1.8H0。

求此时气体的温度。

（不计活塞与气缸之间的摩擦）

40．在粗细均匀、内径较小、两端开口的U形管内有两段水银柱封闭了一段空气柱，空气柱温度为0℃，各部分长度如图，单位均为cm，大气压为76cmHg，当空气柱温度从0℃上升到273℃时（水银不溢出），下列判断正确的是

A．当温度上升到358K之后，空气柱将发生等压变化

B．当温度上升到430K之后，空气柱将发生等压变化

C．当右臂中的水银柱长度由24cm变为34cm之后，

空气柱将发生等压变化

D．当温度由0℃上升到273℃的过程中，空气柱根本不会发生等压变化

41．如图所示，粗细均匀的玻璃管AB的长度为L=100cm，下端封闭，上端开口竖直放置。

在开口端有一段长度h=25cm的水银柱把管内的空气柱封住，水银柱的上表面与管口齐平。

当时大气压p=75cmHg，环境温度为27℃。

现使管内空气温度缓慢升高，在不把水银全部排掉的情况下能够达到的最高温度是多少？

这时水银柱的长度是多少？

42．如图所示，用一个绝热活塞把一个封闭圆筒隔成容积相等的两部分，这两部分分别装有温度为27℃，压强为1个大气压的氧气和氢气。

现将氧气加热到57℃，氢气的温度保持不变，设半个圆筒的长为42cm，不计摩擦。

求活塞移动的距离和后来两边的压强。

43．如图所示，直径不同的两个气缸，通过活塞杆连在一起，其中大活塞的面积SA=300cm2，小活塞的面积SB=100cm2。

开始时两气缸内气体的压强均为1atm，温度均为27℃。

两活塞距缸底皆为10cm，活塞处于平衡状态。

令B缸的温度保持不变，对A缸进行加热，活塞开始向右移动，不计活塞和气缸间的摩擦，求活塞向右移动6cm时A缸的温度。

44．一直立的气缸，由截面积不同的两圆筒连接而成。

活塞AB用一长为2l的不可伸长的细线连接，它们可在筒内无摩擦地上下滑动。

AB的截面积分别为SA=20cm2，SB=10cm2，AB之间有一定质量的理想气体，A的上方和B的下方都是大气，大气压强始终保持为1.0×105Pa。

（1）当气缸内气体温度为600K，压强为1.2×105Pa时，活塞AB的平衡位置如图所示。

已知活塞B的质量为mB=1kg，求活塞A的质量mA。

（2）已知当气缸内气体温度由600K缓慢降低时，活塞A和B之间的距离保持不变，并一起向下缓慢移动（要认为活塞仍处于平衡状态），直到活塞A和B之间的距离开始小于2l为止。

试分析在降温的整个过程中，气缸内气体压强的变化情况，并求出气体的最低温度。

45．如图所示，a、b两点表示一定质量理想气体的p、T关系。

由图中可知，a、b两点所对应的理想气体的密度之比ρa︰ρb应为

A．3︰1

B．1︰3

C．9︰2

D．2︰9

46．两个密闭的容器中装有同种气体。

在同一坐标系中分别做出它们的p-t图象，如图中

和

。

由图象可以看出

A．气体

比

的体积大

B．气体

比

的质量大

C．气体

比

的密度小

D．气体

比

的摩尔数小

47．如图所示，图中所给的是质量相等的A、B两部分同种气体的等压变化图线。

根据图中所给的数据可知，当温度t=273℃时，气体A的体积比气体B的体积大______m3，它们的压强之比是_______。

48．要使一定质量的理想气体由某一状态经过一系列状态变化，最后回到初始状态。

下列各过程可能实现这个要求的是

A．先等容放热，再等压升温，最后再等温放热

B．先等温膨胀，再等压升温，最后再等容吸热

C．先等容吸热，再等温膨胀，最后再等压降温

D．先等压升温，再等容吸热，最后再等温放热

49．如图所示，一定质量的理想气体完成由状态A到B的变化或完成由状态A到C的变化。

图中的两条曲线是等温线，比较发生的两个过程，下列说法正确的是

A．A到C比A到B放热多

B．A到C比A到B放热少

C．A到C比A到B外界对气体做功多

D．A到B比A到C气体内能变化大

50．如图所示，a、b、c表示一定质量的理想气体状态变化过程中的三个状态，图中ac线平行于横坐标轴，bc线垂直于横坐标轴，ab线的延长线通过原点O。

以下说法中正确的是

A．由状态a到b是等温变化，气体内能不变

B．由状态b到c是等容变化，气体内能不变

C．由状态c到a是等压变化，气体内能增加

D．由状态c到a是等压变化，气体内能减小

51．如图所示，p-T图中a、b、c、d表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态。

图中ab线和cd线平行于横坐标轴，bc线垂直于横坐标轴，ad线的延长线通过原点。

下列判断中正确的是

A．由b到c气体不吸热也不放热

B．由a到b气体对外做功

C．由c到d气体一定放热

D．由d到a气体一定吸热

52．如图所示，四个两端封闭的粗细均匀的玻璃管，管内的空气被一段水银柱隔开，按图中标明的条件，当玻璃管水平放置时，水银柱处于静止状态。

如果管内两端的空气都升高相同的温度，则水银柱向左移动的是

53．两端封闭的粗细均匀的细玻璃管内有一段水银柱，将管内的空气分隔成A、B两部分，当管竖直放置时，A端空气柱的长度大于B端空气柱的长度，如图所示。

现将其完全插入温度高于室温的热水中去，仍使其处于竖直位置，则水银柱将

A．向B端移动B．向A端移动

C．不移动D．以上三种情况都有可能

54．如图所示，两端封闭的U形管置于竖直平面内，管内空气被水银柱分为A、B两部分。

为了使两侧的水银面的高度差h增大。

可采取的措施是

A．加热两部分气体，使之升高相同的温度

B．让U形管自由下落

C．把U形管由竖直放为水平

D．让U形管水平向右加速运动

55．如图所示，圆柱形气缸开口向上，被两光滑活塞封闭着两部分同样温度的空气柱，体积之比为V1:

V2=2:

1，现将气缸加热，使两段气柱升高同样的温度，体积分别为V1'和V2'，则

A．V1'=2V2'B．V1'>2V2'C．V1'<2V2'D．V1'=V2'

56．如图所示，A、B是两个一样的固定气缸，气缸中分别盛有等质量的同种气体，温度也相同。

A、B气缸的活塞（重力不计）分别通过滑轮系统挂一重物mA和mB，并且mA

若不计活塞和滑轮系统的摩擦，当它们的温度都升高10℃后，则

A．mA、mB下降的高度一样大

B．mA下降的高度比mB大

C．A和B气缸内气体的压强相等

D．A和B气缸内气体的压强不变

57．如图所示为一气压式保温瓶，瓶内密封空气体积为V，瓶内水面与出水口的高度差为h。

设水的密度为ρ，大气压强为p0。

欲使水从出水口流出，瓶内空气体积压缩量ΔV至少应为多少？

58．有人设计了一种测温装置，其结构如图所示。

玻璃泡A内封有一定量气体，与A相连的B管插在水银槽中，管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由B管上的刻度直接读出。

设B管的体积与A泡的体积相比可略去不计。

（1）在标准大气压下对B管进行温度刻度（1标准大气压相当于76cmHg的压强）。

已知当温度t1=27℃时，管内水银面高度x1=16cm，此高度即为27℃的刻度线。

问t=0℃的刻度线在x为多少厘米处？

（2）若大气压已变为相当于75cmHg的压强，利用该测温装置测量温度时所得读数仍为27℃，问此时实际温度为多少？

59．在对某一容器E抽气后，需要测量该容器的真空度。

如图所示就是用来测量E内稀薄气体的真空计，其中K1、K2是手动阀门，球形容器C的容积为200cm3，与之相通的K1A管是内腔截面积为1.00mm2、长约几十厘米的均匀细管。

BK2也是内径很小的细管，对E抽气前打开阀门K1、K2，然后开动抽气机，随着E及C内气压的降低，水银槽内的水银通过K2上升，当水银即将进入C球时，将K2关闭，再继续抽气，抽气结束时先关闭K1，再打开K2，则水银充满C球后将继续上升到K1A管中的某点D。

只要测出K1D的长度l及D点到水银槽液面的高度差HD，并在另一气压计上读出当时的大气压强，即可算出E中的气压（设整个过程中气体的温度保持不变）。

（1）在某次测量时，大气压强p0=75.0cmHg，l=20.0cm，HD=62.5cm，求E内气体的压强。

（2）试说明C球所起的作用，并简述理由

60．用如图所示的容积计测量某矿物的密度，操作步骤和实验数据如下：

（1）打开活栓K，使管A和罩C与大气相通。

上下移动D，使左管水银面与刻度n对齐。

刻度n与球型容器B下端开口平齐。

（2）关闭K往上举D，使左管水银面达到刻度m处。

刻度m与球型容器B上端开口平齐。

这时测得B、D两管内水银面的高度差h1=12.5cm。

（3）打开K，把400g的矿物投入C中使左管水银面重新与n对齐，关闭K。

（4）往上举D，使左管水银面重新达到m处，这时测得B、D两管内水银面的高度差h2=23.7cm。

已知罩C和A管的容积共为1000cm3，求矿物的密度，操作过程中温度不变。

61．在一密封的啤酒瓶中，下方为溶有CO2的啤酒，上方为纯CO2气体。

在20℃时，溶于啤酒中的的CO2的质量为mA=1.05010-3kg，上方气体状态CO2的质量mB=0.13710-3kg，压强为p0=1标准大气压。

当温度升高到40℃时，啤酒中溶解的CO2的质量有所减少，变为mA'=mA-Δm，瓶中气体CO2的压强上升到p1。

已知：

，啤酒的体积不因溶入CO2而变化，且不考虑容器体积和啤酒体积随温度的变化。

又知对同种气体，在体积不变的情况下

与m成正比。

试计算p1等于多少标准大气压（结果