第十五章 熱學(xué)（測試）（原卷版）

學(xué)而優(yōu)教有方第十五章熱學(xué)測試卷（考試時間：90分鐘試卷滿分：100分）注意事項：1．本試卷分第I卷（選擇題）和第II卷（非選擇題）兩部分。答卷前，考生務(wù)必將自己的班級、姓名、學(xué)號填寫在試卷上。2．回答第I卷時，選出每小題答案后，將答案填在選擇題上方的答題表中。3．回答第II卷時，將答案直接寫在試卷上。第Ⅰ卷（選擇題共48分）一、選擇題（共12小題，每小題4分，共48分。在每小題給出的四個選項中，第1-8題只有一項符合題目要求，第9-12題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。）1．自嗨鍋是一種自熱火鍋，加熱時既不用火也不插電，主要利用發(fā)熱包內(nèi)的物質(zhì)與水接觸，釋放出熱量。自嗨鍋的蓋子上有一個透氣孔，如果透氣孔堵塞，容易造成爆炸，非常危險。關(guān)于這種自嗨鍋，下列說法正確的是（）A．自嗨鍋爆炸的瞬間，盒內(nèi)氣體吸收熱量B．自嗨鍋爆炸的瞬間，盒內(nèi)氣體溫度降低C．自嗨鍋爆炸的短時間內(nèi)，單位時間單位面積上撞擊容器壁的次數(shù)增多D．如果氣孔沒有堵塞，能夠聞到自嗨鍋內(nèi)食物的香味是因為分子的布朗運動2．分子力F與分子間距離r的關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是（）

A．當(dāng)r=r1時，分子勢能最大B．當(dāng)r=r2時，分子勢能最小C．當(dāng)r大于r1時，分子間距離越大，分子勢能越大D．當(dāng)r小于r2時，分子間距離減少，分子勢能增大3．2021年12月9日，在“天宮課堂”中“太空教師”王亞平往水球中注入一個氣泡，氣泡靜止在水中，如圖所示，此時（）A．氣泡內(nèi)氣體在界面處對水產(chǎn)生壓強(qiáng)B．氣泡內(nèi)分子熱運動停止C．水球外表面的水分子比水球內(nèi)的水分子密集D．水與氣泡界面處，水分子間作用力表現(xiàn)為斥力4．通電霧化玻璃能滿足玻璃的通透性和保護(hù)隱私的雙重要求，被廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域。如圖所示，通電霧化玻璃是將液體高分子晶膜固化在兩片玻璃之間，未通電時，看起來像一塊毛玻璃不透明；通電后，看起來像一塊普通玻璃，透明?？梢耘袛嘁煌婌F化玻璃中的液晶（）A．是液態(tài)的晶體B．具有光學(xué)性質(zhì)的各向同性C．不通電時，入射光在滴品層發(fā)生了全反射，導(dǎo)致光線無法通過D．通電時，入射光在通過液晶層后按原有方向傳播5．氣閘艙是載人航天器中供航天員進(jìn)入太空或由太空返回用的氣密性裝置，其原理如圖所示。座艙M與氣閘艙N之間裝有閥門K，座艙M中充滿空氣，氣閘艙N內(nèi)為真空。航天員從太空返回氣閘艙N后，打開閥門K，M中的氣體進(jìn)入N中，最終達(dá)到平衡。此過程中氣體與外界沒有熱交換，艙內(nèi)氣體可視為理想氣體，下列說法正確的是（

）A．氣體體積膨脹，對外做功，內(nèi)能減小B．氣體對外不做功，氣體內(nèi)能不變C．氣體溫度降低，體積增大，壓強(qiáng)減小D．N中氣體可以自發(fā)地全部退回到M中6．如圖所示，兩種不同的金屬組成一個回路，接觸頭1置于熱水杯中，接觸頭2置于冷水杯中，此時回路中電流計發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這是溫差電現(xiàn)象假設(shè)此過程電流做功為W，接觸頭1從熱水中吸收的熱量為Q1，冷水從接觸頭2吸收的熱量為Q2，根據(jù)熱力學(xué)第二定律可得（）A．Q1=W B．Q1>W C．Q1<Q2 D．Q1+Q2=W7．密閉在鋼瓶中的理想氣體，如圖所示是該氣體在a、b狀態(tài)時的分子速率分布圖像。下面關(guān)于氣體在a、b狀態(tài)的敘述，正確的是（

）

A．Ta>TbB．pa<pbC．圖中狀態(tài)a曲線下的面積比狀態(tài)b曲線下的面積大D．從狀態(tài)a到狀態(tài)b，氣體的內(nèi)能減小8．圖像中，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷過程又回到狀態(tài)a，圖像中的bc段與橫軸平行，ca段與縱軸平行。下列說法正確的是（

）

A．由是等溫變化過程B．由外界對氣體做的功小于氣體向外界放出的熱量C．由氣體從外界吸收的熱量小于氣體內(nèi)能的增加量D．由氣體內(nèi)能增加9．浙江大學(xué)高分子系高超教授的課題組制備出了一種超輕氣凝膠，它刷新了目前世界上最輕的固體材料的紀(jì)錄，彈性和吸油能力令人驚喜，這種被稱為“全碳?xì)饽z”的固態(tài)材料密度僅是空氣密度的。設(shè)氣凝膠的密度為（單位為），摩爾質(zhì)量為M（單位為kg/mol），阿伏加德羅常數(shù)為，則下列說法正確的是（）A．a(chǎn)千克氣凝膠所含的分子數(shù)B．氣凝膠的摩爾體積C．每個氣凝膠分子的體積D．每個氣凝膠分子的直徑10．如圖為伽利略設(shè)計的一種測溫裝置示意圖，玻璃管的上端與導(dǎo)熱良好的薄玻璃泡連通，下端插入水中，玻璃泡中封閉有一定量的理想氣體。下列關(guān)于該溫度計分析的說法正確的是（）A．若外界壓強(qiáng)不變，發(fā)現(xiàn)玻璃管內(nèi)水面上升，說明外界溫度升高B．若外界壓強(qiáng)不變，發(fā)現(xiàn)玻璃管內(nèi)水面上升，說明外界溫度降低C．若外界溫度不變，發(fā)現(xiàn)玻璃管內(nèi)水面上升，可能外界氣體壓強(qiáng)增大D．若外界溫度不變，發(fā)現(xiàn)玻璃管內(nèi)水面下降，可能外界氣體壓強(qiáng)增大11．如圖所示，水銀柱上面封閉一段氣體，管內(nèi)外水銀面高度差h=72cm，大氣壓強(qiáng)為76cmHg，下列說法正確的是（）A．將管稍上提，h變大B．將管下插至D項所述位置時，管內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)大于76cmHgC．將管下插至D項所述位置時，管內(nèi)外水銀面高度差小于70cmD．將管下插至管頂與管外水銀面高度差為70cm時，管內(nèi)外水銀面高度差也是70cm12．如圖所示，足夠深的導(dǎo)熱容器用質(zhì)量為m、橫截面積為S的導(dǎo)熱活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞下方設(shè)有兩個卡口，初態(tài)時活塞與卡口間的作用力大小為，活塞離氣缸底部的高度為h，環(huán)境溫度T?之后環(huán)境溫度逐漸升高至某一溫度T，活塞離氣缸底部的距離變?yōu)?。不計活塞與容器間的摩擦，重力加速度為g，大氣壓p。保持不變且。整個過程中，關(guān)于氣體的圖像及說法正確的是（）

A．圖甲為此過程的V-T圖像，其中B．圖乙為此過程的p-T圖像，其中C．圖丙為此過程的p-V圖像，此過程中氣體對外做功為D．圖丙為此過程的p-V圖像，封閉氣體在兩個階段升高相同溫度時，吸收的熱量相等第II卷（非選擇題共52分）二、非選擇題13．（6分）在“油膜法估測油酸分子的大小”的實驗中，通過宏觀量的測量間接計算確定微觀量。（1）本實驗利用了油酸分子易在水面上形成（選填“單層”或“多層”）分子油膜的特性。若將含有純油酸體積為V的一滴油酸酒精溶液滴到水面上，形成面積為S的油酸薄膜，則由此可估測油酸分子的直徑為d=。（2）將0.2mL的純油酸配制成的油酸酒精溶液，接著用滴管向量筒內(nèi)滴加80滴上述溶液，量筒中的溶液體積增加了。若把一滴這樣的油酸酒精溶液滴入足夠大的盛水的淺盤中（水中撒了痱子粉），由于酒精溶于水，油酸在水面展開，穩(wěn)定后形成的油膜的形狀如圖所示。已知每一小方格的邊長為，則可估算出油酸分子的直徑大小是m（計算結(jié)果保留一位有效數(shù)字）。（3）某同學(xué)將實驗中得到的計算結(jié)果和實際值比較，發(fā)現(xiàn)計算結(jié)果偏大，可能的原因是。A．水面上痱子粉撒得過多，油酸未完全散開B．求每滴溶液中純油酸的體積時，溶液的滴數(shù)多記了10滴C．計算油膜面積時，只數(shù)了完整的方格數(shù)D．油酸酒精溶液長時間放置，酒精揮發(fā)使溶液的濃度增大14．（8分）用氣體壓強(qiáng)傳感器做“探究氣體等溫變化的規(guī)律”實驗，實驗裝置如圖甲所示。

（1）關(guān)于該實驗下列說法正確的是。A．為保證封閉氣體的氣密性，應(yīng)在柱塞與注射器壁間涂上潤滑油B．為方便推拉柱塞，應(yīng)用手握住注射器C．為節(jié)約時間，實驗時應(yīng)快速推拉柱塞和讀取數(shù)據(jù)D．實驗中氣體的壓強(qiáng)和體積都可以通過數(shù)據(jù)采集器獲得（2）A組同學(xué)在操作規(guī)范、不漏氣的前提下，測得多組壓強(qiáng)p和體積V的數(shù)據(jù)并作出圖線，發(fā)現(xiàn)圖線不通過坐標(biāo)原點，如圖丙所示；圖中縱截距代表的物理含義是；實驗中出現(xiàn)的誤差屬于（選填“系統(tǒng)誤差”或“偶然誤差”）。（3）若A組同學(xué)利用所得實驗數(shù)據(jù)作出的圖線，應(yīng)該是。A．

B．

C．

D．

（4）B組同學(xué)測得多組壓強(qiáng)p和體積V的數(shù)據(jù)后，在坐標(biāo)平面上描點作圖，因壓縮氣體過程中注射器漏氣，則作出的圖線應(yīng)為圖中（選填“①”或“②”）。

15．（8分）如圖所示，水平面上靜止放置著一根左端封閉右端開口且粗細(xì)均勻、導(dǎo)熱性良好的細(xì)玻璃管，玻璃管的橫截面積為S，管中有一段長為d的水銀柱，左側(cè)封閉著一段長為的空氣（視為理想氣體）柱。已知重力加速度大小為g，水銀的密度為，環(huán)境的熱力學(xué)溫度為，不計任何阻力。（1）現(xiàn)使玻璃管以大小為a的加速度水平向右加速運動，穩(wěn)定后管內(nèi)空氣柱長為，求大氣壓強(qiáng)；（2）若將玻璃管右側(cè)緩慢抬起至豎直，并緩慢升高管內(nèi)氣體的溫度，使玻璃管內(nèi)空氣柱的長度仍為，求玻璃管內(nèi)空氣柱的熱力學(xué)溫度T。

16．（8分）如圖1所示，導(dǎo)熱性能良好、內(nèi)壁光滑的汽缸開口向上放置，其上端口裝有固定卡環(huán)。質(zhì)量為、面積為的活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在缸內(nèi)，開始時缸內(nèi)封閉氣體的體積為?，F(xiàn)緩慢升高環(huán)境溫度，使氣體從狀態(tài)變化到狀態(tài)，缸內(nèi)氣體體積隨溫度變化的圖像如圖2所示，氣體質(zhì)量保持不變，已知大氣壓強(qiáng)為，重力加速度取。求：（1）開始時環(huán)境的溫度多高；氣體變化到狀態(tài)時氣體的壓強(qiáng)多大（壓強(qiáng)保留2位小數(shù)）；（2）若氣體在整個過程中吸收的熱量為，則整個過程缸內(nèi)氣體內(nèi)能的增加量為多少。

17．（10分）如圖所示，體積為的氣缸內(nèi)儲存有壓強(qiáng)為的理想氣體，充氣泵每次可以將體積為，壓強(qiáng)為的理想氣體充入氣缸內(nèi)，抽氣筒每次可以從氣缸中抽出氣體，且抽出氣體的壓強(qiáng)和抽氣完畢后氣缸內(nèi)的氣體壓強(qiáng)相等。充氣時只打開進(jìn)氣閥門，抽氣時只打開排氣閥門，缸內(nèi)氣體的溫度為，充入氣體的溫度與缸內(nèi)氣體的溫度相同，且充氣和抽氣的過程中氣體的溫度保持不變。（1）若只用充氣泵對初始狀態(tài)的氣缸充氣5次，求充氣后缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p'和充入氣體的質(zhì)量與氣缸內(nèi)原有氣體的質(zhì)量之比；（2）若只用抽氣筒對初始狀態(tài)的氣缸抽氣2次，為使抽氣后氣缸內(nèi)的壓強(qiáng)與初始狀態(tài)相同，需將氣缸內(nèi)的溫度變?yōu)槎嗌伲?/p>

18．（12分）汽缸A、B如圖放置，A、B汽缸質(zhì)量分別為