第14章熱學章末檢測卷

第14章熱學章末檢測卷滿分100分，考試時長90分鐘一、單選題（本題一共8小題，每題4分，共32分）1．如圖所示，將一個小玻璃瓶開口向下放入密封的塑料礦泉水瓶中，小玻璃瓶中封閉一段空氣?，F(xiàn)用手擠壓礦泉水瓶，小玻璃瓶緩慢下沉到底部；適當減小擠壓礦泉水瓶的程度，使小玻璃瓶緩慢上浮。若小玻璃瓶上浮過程中其內(nèi)部的空氣溫度保持不變，忽略氣體分子個數(shù)變化，則在此過程中小玻璃瓶中的空氣（

）A．體積不變，內(nèi)能不變 B．體積減小，內(nèi)能減小C．體積增大，對外界做正功 D．對外界做正功，并放出熱量【答案】C【詳解】小玻璃瓶上浮過程中其內(nèi)部的空氣溫度保持不變，小玻璃瓶緩慢上浮壓強減小，根據(jù)可知，體積變大，對外做功，溫度不變，內(nèi)能不變，根據(jù)可知，吸收熱量，故C正確ABD錯誤。故選C。2．一定質(zhì)量的理想氣體在某過程中，從外界吸收熱量30J，同時對外界做功20J，關于該氣體在此過程中的內(nèi)能變化量U，說法正確的是（）A．U=+10J B．U=+50JC．U=–10J D．U=–50J【答案】A【詳解】根據(jù)吸收熱量使內(nèi)能增大，對外界做功使內(nèi)能減小，則故選A。3．氣溶膠微粒是懸浮在大氣中的肉眼不可見的微波顆粒，關于封閉環(huán)境中的氣溶膠微粒，下列說法下列說法正確的是（）A．氣溶膠微粒越大，運動越明顯B．溫度升高，每個氣溶膠微粒運動都會變快C．肉眼不可見的氣溶膠微粒運動實質(zhì)上就是分子的運動D．氣溶膠微粒在空氣中的無規(guī)則運動可以看作布朗運動【答案】D【詳解】A．氣溶膠微粒越大，撞擊的分子數(shù)多，不平衡性越不明顯，運動越不明顯，A錯誤；B．溫度升高，平均速度變快，不是每個微粒都變快，B錯誤；CD．氣溶膠微粒的運動屬于布朗運動，與可見或不可見無關，C錯誤，D正確。故選D。4．分子力F、分子勢能與分子間距離r的關系圖像如圖甲、乙所示（取無窮遠處分子勢能）。下列說法正確的是（）A．乙圖像為分子勢能與分子間距離的關系圖像B．當時，分子勢能為零C．隨著分子間距離的增大，分子力先減小后一直增大D．隨著分子間距離的增大，分子勢能先增大后減小【答案】A【詳解】A．當時，，最小。所以甲圖是分子力與分子間距離的關系圖像，乙圖是分子勢能與分子間距離的關系圖像，故A正確；B．如乙圖所示，當時，分子勢能為負值，不為零，故B錯誤；C．如甲圖所示，隨著分子間距離的增大，分子力先減小為零后增大再減小，故C錯誤；D．如乙圖所示，隨著分子間距離的增大，分子勢能先減小后增大，故D錯誤。故選A。5．關于以下幾幅圖中現(xiàn)象的分析，下列說法正確的是（）A．甲圖中水黽停在水面而不沉，是浮力作用的結果B．乙圖中將棉線圈中肥皂膜刺破后，擴成一個圓孔，是表面張力作用的結果C．丙圖液晶顯示器是利用液晶光學性質(zhì)具有各向同性的特點制成的D．丁圖中的醬油與左邊材料不浸潤，與右邊材料浸潤【答案】B【詳解】A．因為液體表面張力的存在，水黽才能在水面上行走自如，故A錯誤；B．將棉線圈中肥皂膜刺破后，擴成一個圓孔，是表面張力作用的結果，故B正確；C．液晶顯示器是利用液晶光學性質(zhì)具有各向異性的特點制成的，故C錯誤；D．從題圖丁中可以看出醬油與左邊材料浸潤，與右邊材料不浸潤（不浸潤液滴會因為表面張力呈球形），故D錯誤。故選B。6．一定質(zhì)量的理想氣體，先后經(jīng)歷A→B、A→C兩種變化過程，三個狀態(tài)A、B、C的部分狀態(tài)參量如圖所示，且BA延長線過原點O，A→B過程中氣體吸收的熱量為300J，A→C過程中氣體吸收的熱量為600J，下列說法正確的是（）A．兩個過程中，氣體內(nèi)能的增加量不相同B．A→C過程中，氣體對外做功400JC．狀態(tài)B時，氣體的體積為10LD．A→C過程中，氣體增加的體積為原體積的【答案】C【詳解】A．兩個過程的初、末溫度相同，因此氣體內(nèi)能的增加量相同，A錯誤；B．BA延長線過原點，則A→B為等容變化，氣體做功為零，由熱力學第一定律可知內(nèi)能改變量A→C為等壓變化，內(nèi)能增加了300J，吸收的熱量為600J，由熱力學第一定律可知氣體對外做功為300J，B錯誤；C．等壓過程有做功的大小為聯(lián)立解得A→B為等容變化，則C正確；D．由可知則氣體增加的體積為原體積的，D錯誤。故選C。7．肺活量是指在標準大氣壓下，人盡力呼氣時呼出氣體的體積，是衡量心肺功能的重要指標。如圖所示為某同學自行設計的肺活量測量裝置，體積為的空腔通過細管與吹氣口和外部玻璃管密封連接，玻璃管內(nèi)裝有密度為的液體用來封閉氣體。測量肺活量時，被測者盡力吸足空氣，通過吹氣口將肺部的空氣盡力吹入空腔中，若此時玻璃管兩側(cè)的液面高度差設為h，大氣壓強為保持不變，重力加速度為g，忽略氣體溫度的變化，則人的肺活量為（）A． B． C． D．【答案】C【詳解】設人的肺活量為V，將空腔中的氣體和人肺部的氣體一起研究，初狀態(tài)末狀態(tài)根據(jù)壓強關系有根據(jù)玻意耳定律有聯(lián)立解得故選C。8．比賽用排球的球內(nèi)標準氣壓為1.300×105～1.425×105Pa，球內(nèi)氣體體積為5L。某次比賽時周圍環(huán)境大氣壓強為1.000×105Pa，賽前球內(nèi)氣體壓強為1.100×105Pa。當球內(nèi)氣體壓強高于外界大氣壓強時球的體積和形狀都不會發(fā)生改變。充氣筒每次能將外界0.23L的空氣充入排球，充氣過程氣體的溫度不變，空氣視為理想氣體，賽前至少充氣的次數(shù)為（）A．29次 B．28次 C．5次 D．4次【答案】C【詳解】氣體做等溫變化，有解得故賽前至少充氣的次數(shù)為5次。故選C。二、多選題（本題一共4小題，每題4分，共16分，漏選得2分，錯選得0分，全部選對得4分）9．下列說法正確的是（）A．物體所受合力的沖量越大，但合力做功不一定越大B．一個熱力學系統(tǒng)不可能把吸收的熱量全部用來對外做功C．一些昆蟲可以停在水面上，是因為昆蟲受到水的浮力等于昆蟲的重力D．狹義相對論的其中一個假設是在不同的慣性參考系中物理規(guī)律的形式都是相同的【答案】AD【詳解】A．物體所受合力的沖量越大，則動量變化量越大，動量變化可能只改變方向，故動能不一定變大，合外力做功不一定越大，故A正確；B．一定量的理想氣體在等溫膨脹過程中吸收的熱量等于對外做的功，并不違反熱力學第二定律，該過程中可能引起了其他方面的變化，故B錯誤；C．一些昆蟲可以停在水面上，是由于水表面存在表面張力的緣故，故C錯誤；D．狹義相對論的其中一個假設是在不同的慣性參考系中物理規(guī)律的形式都是相同的，故D正確。故選AD。10．一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，該過程的TV圖像如圖所示，則（）A．由A變化到B的過程中，氣體的壓強不變B．狀態(tài)A處的壓強與狀態(tài)B處的壓強之比為4：3C．由A變化到B的過程中，氣體從外界吸熱D．由A變化到B，單位時間內(nèi)單位面積上氣體分子對容器壁的撞擊次數(shù)變少【答案】BCD【詳解】AB．根據(jù)代入數(shù)據(jù)得故A錯誤，B正確；C．由A變化到B的過程中，溫度升高，內(nèi)能增大體積增大，氣體對外做功W<0根據(jù)氣體從外界吸熱，故C正確；D．由A變化到B，壓強變小，體積增大，單位時間內(nèi)單位面積上氣體分子對容器壁的撞擊次數(shù)變少，故D正確。故選BCD。11．一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)A經(jīng)B、C變化到狀態(tài)D的狀態(tài)變化過程圖像如圖所示，與橫軸平行，與縱軸平行，在同一直線上。已知A狀態(tài)溫度為，從A狀態(tài)至B狀態(tài)氣體吸收了的熱量，下列說法正確的是（）A．D狀態(tài)的溫度為B．A狀態(tài)的內(nèi)能大于C狀態(tài)的內(nèi)能C．從A狀態(tài)到B狀態(tài)的過程中，氣體內(nèi)能增加了D．從B狀態(tài)到C狀態(tài)的過程中，器壁單位面積在單位時間內(nèi)受到撞擊的分子數(shù)增加【答案】AC【詳解】A．由題圖可得根據(jù)可解得故A正確；B．根據(jù)可知，由于AC兩態(tài)的pV乘積相等，則兩狀態(tài)的溫度相同，所以A狀態(tài)的內(nèi)能等于C狀態(tài)的內(nèi)能，故B錯誤；C．從A狀態(tài)到B狀態(tài)的過程中，氣體吸收了320J的熱量，同時氣體對外做功，因圖像的面積等于功，可得根據(jù)熱力學第一定律可得氣體內(nèi)能增加了240J，故C正確；D．由圖知，從B狀態(tài)到C狀態(tài)的過程中，氣體的體積不變，壓強減小，根據(jù)壓強的微觀解釋，可知器壁單位面積在單位時間內(nèi)受到撞擊的分子數(shù)減小，故D錯誤。故選AC。12．如圖所示，“奧托循環(huán)”由兩條絕熱線和兩條等容線組成，其中，a→b和c→d為絕熱過程，b→c和d→a為等容過程。下列說法正確的是（）A．a(chǎn)→b過程中，氣體對外界做功B．d→a過程中，氣體從外界吸收熱量C．b→c過程中，單位時間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)增多D．c→d過程中，單位體積內(nèi)氣體分子數(shù)減少【答案】CD【詳解】A．a(chǎn)→b過程為絕熱壓縮，外界對氣體做功，溫度升高，分子平均動增大，故A錯誤；B．d→a過程為等容變化，壓強減小，溫度降低，故氣體向外界放熱，故B錯誤；C．b→c過程為等容變化，由圖可知壓強增大，故單位時間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)增多，故C正確；D．c→d過程為絕熱膨脹，氣體對外界做功，溫度降低，體積增大，壓強減小，故單位體積內(nèi)氣體分子數(shù)減少，故D正確。故選CD。三、實驗題（本題一共1小題，每空2分，共10分）13．運用玻意耳定律可以測量小晶體的密度，實驗步驟如下：Ⅰ．取適量小晶體，用天平測出質(zhì)量，然后將小晶體裝入注射器內(nèi)；Ⅱ．緩慢推動活塞至某一位置，記錄活塞所在位置的容積刻度V1，通過壓強傳感器、數(shù)據(jù)采集器從計算機上讀取此時氣體的壓強p1；Ⅲ．重復步驟Ⅱ，記錄活塞在另一位置的容積刻度V2和讀取相應的氣體的壓強p2；Ⅳ．處理記錄的數(shù)據(jù)，算出小晶體的密度。

測量次數(shù)物理量1234p/105PaV/105m3（1）為了減小實驗誤差，現(xiàn)采用作直線圖像的方法來處理表格中的實驗數(shù)據(jù)。按此要求，方格圖的縱坐標應標明的物理量是，橫坐標則應標明，根據(jù)表格數(shù)據(jù)在方格圖中畫出相應圖線；（2）如果圖線的斜率用k表示，則注射器內(nèi)小晶體的體積V0與容積刻度V、氣體的壓強p的關系表達式為：V0=；（3）實驗測得這些小晶體的質(zhì)量為6.48×103kg，則小晶體的密度為kg/m3?！敬鸢浮縑見解析2.4×103【詳解】（1）[1][2][3]根據(jù)玻意耳定律，有pV=C要作直線圖像，故作圖像，即方格圖的縱坐標應標明的物理量是V，橫坐標則應標明，圖像如圖所示。（2）[4]注射器中的氣體發(fā)生的是等溫變化，根據(jù)玻意耳定律pV=C可知氣體體積趨向于0時，p趨向于無窮大。從圖像知，縱軸截距表示小晶體的體積，故有解得（3）[5]由上面分析可得小晶體的體積為V0=0.27×105m3小晶體的密度四、解答題本題一共4小題，共42分）14．（8分）如圖所示，導熱良好的固定直立圓筒內(nèi)用面積的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞能無摩擦滑動。圓筒內(nèi)氣體的熱力學溫度，平衡時圓筒內(nèi)氣體的體積，壓強。大氣壓強，取重力加速度大小。（1）求活塞的質(zhì)量m；（2）緩慢推動活塞使氣體的體積，固定活塞，緩慢升高筒內(nèi)氣體的溫度，使氣體的熱力學溫度，求此時筒內(nèi)氣體的壓強。【答案】（1）；（2）【詳解】（1）對活塞，根據(jù)平衡條件有代入數(shù)據(jù)解得（2）由氣體狀態(tài)方程有解得15．（8分）氣調(diào)保鮮技術可人為控制氣調(diào)保鮮庫中氣體中氮氣、氧氣、二氧化碳等成分的比例，氣體的濕度、溫度及氣壓，通過抑制儲藏物細胞的呼吸量來延緩其新陳代謝過程，使之處于近休眠狀態(tài)，從而達到長期保鮮的效果。已知裝有某水果的保鮮盒中氣體體積為V，溫度為12℃，外界大氣壓強為p0，可認為盒內(nèi)氣體壓強與外界大氣壓強相等，盒內(nèi)氣體可視為理想氣體，由于保鮮盒上部為柔性材料，則氣體體積可膨脹或被壓縮。（1）若當?shù)丨h(huán)境溫度升高到27℃，求盒內(nèi)氣體的體積。p0，溫度變?yōu)?℃，若放出一部分氣體使氣體體積恢復到原體積，求放出氣體質(zhì)量與放氣前盒內(nèi)氣體質(zhì)量的比值。【答案】（1）；（2）?！驹斀狻浚?）保鮮盒上部為柔性材料，則發(fā)生等壓變化解得盒內(nèi)氣體的體積p0，溫度變?yōu)?℃，此時體積變?yōu)榻獾梅懦鲆徊糠謿怏w使氣體體積恢復到原體積，求放出氣體質(zhì)量與放氣前盒內(nèi)氣體質(zhì)量的比值16．（10分）如圖所示，U形管左端封口右端開口與大氣連通，左端橫截面積為，右端為，內(nèi)封有一段水銀柱，初態(tài)時，左端水銀柱上的氣柱長為l，水銀柱兩端高度差為h，已知大氣壓強為，環(huán)境溫度為，水銀密度為，重力加速度為g。（1）求初態(tài)時，左端氣體壓強p；（2）現(xiàn)在加熱左端氣體，當水銀柱兩端高度相等時停止加熱，求此時左端氣體溫度T?！敬鸢浮浚?）；（2）【詳解】（1）左端氣體壓強（2）水銀兩端高度相等時，設左側(cè)氣體長度增加，則右側(cè)水銀液面高度上升則有，則由理想氣體狀態(tài)方程得解得17．（16分）卡諾循環(huán)（Carnotcycle）是由法國工程師薩迪·卡諾于1824年提出的，以分析熱機的工作過程。卡諾循環(huán)包括四個步驟：等溫膨脹，絕熱膨脹，等溫壓縮，絕熱壓縮。如圖所示，熱機汽缸內(nèi)的理想氣體先從壓強為、體積為、溫度為的狀態(tài)A等溫膨脹到體積為、壓強為的狀態(tài)B，然后從狀態(tài)B絕熱膨脹到體積為、壓強為、溫度為的狀態(tài)C，之后再經(jīng)過等溫壓縮，壓縮過程回到初始狀態(tài)A，整個循環(huán)