五、热学试题集粹一、选择题（在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确）1 •下列说法正确的是[ ]A.温度是物体内能大小的标志C.分子间距离减小时，分子势能一定增大2•关于分子势能，下列说法正确的是[E.布朗运动反映分子无规则的运动D.分子势能最小时，分子间引力与斥力大小相等]A.分子间表现为引力时，分子间距离越小，分子势能越大E.分子间表现为斥力时，分子间距离越小，分子势能越大C.物体在热胀冷缩时，分子势能发生变化D.物体在做自由落体运动时，分子势能越来越小3•关于分子力，下列说法中正确的是[ ]A.碎玻璃不能拼合在一起，说明分子间斥力起作用E.将两块铅压紧以后能连成一块，说明分子间存在引力C.水和酒精混合后的体积小于原来体积之和，说明分子间存在的引力D.固体很难拉伸，也很难被压缩，说明分子间既有引力又有斥力4.下面关于分子间的相互作用力的说法正确的是[ ]A.分子间的相互作用力是由组成分子的原子内部的带电粒子间的相互作用而引起的E.分子间的相互作用力是引力还是斥力跟分子间的距离有关，当分子间距离较大时分子间就只有相互吸引的作用，当分子间距离较小时就只有相互推斥的作用C.分子间的引力和斥力总是同时存在的D.温度越高，分子间的相互作用力就越大5.用r表示两个分子间的距离，E 卩表示两个分子间的相互作用势能.当r = r 。
时两分子间的斥力等于引力.设两分子距离很远时E P=0 [ ]A.当r>r 。
时，E p随r的增大而增加 E.当rVr 。
时，E p随r的减小而增加C.当r>r 。
时，E P不随r而变D.当r = r 。
时，E P= 06.—定质量的理想气体，温度从0C升高到LC时，压强变化如图2-1所示，在这一过程中气体体积变化情况是[ ]图2-1A.不变 E.增大 C.减小 D.无法确定6 .如图2-2所示，0.5mol理想气体，从状态A变化到状态E，则气体在状态E时的温度为[ ]图2-2-V 图线，若其状态由a^b^c^a （ab 为等容过程，bc 为等压过程，ca 为等温过程），则气体在a 、b 、c 三个状态时121图2-3A.单位体积内气体分子数相等，即n a=n b = n cB. 气体分子的平均速度V a >V b >V cC. 气体分子在单位时间内对器壁单位面积碰撞次数N a>N b >N cD. 气体分子在单位时间内对器壁单位面积作用的总冲量Ia>I b =I c8 .一定质量的理想气体自状态A 经状态B 变化到状态C,这一过程在V -T 图中的表示如图 2-5所示,则 []A.在过程AB 中，气体压强不断变大B.在过程BC 中，气体密度不断变大C.在过程AB 中，气体对外界做功D.在过程BC 中，气体对外界放热9 •如图2-6所示，一圆柱形容器上部圆筒较细，下部的圆筒较粗且足够长•容器的底是一可沿下圆筒无 摩擦移动的活塞S,用细绳通过测力计F 将活塞提着，容器中盛水•开始时，水面与上圆筒的开口处在同 一水平面上（如图），在提着活塞的同时使活塞缓慢地下移•在这一过程中，测力计的读数[]A.先变小，然后保持不变B. —直保持不变C.先变大，然后变小D.先变小，然后变大10 •如图2-7所示，粗细均匀的U 形管，左管封闭一段空气柱，两侧水银面的高度差为h,U 型管两 管间的宽度为d ，且d<h ，现将U 形管以0点为轴顺时针旋转 90°至两个平行管水平，并保持U 形管在竖直平面内，两管内水银柱的长度分别变为h 「和h J.设温度不变，管的直径可忽略不计，则下列说 法中正确的是 []A. 273 KB. 546KC. 810 KD.不知T A 所以无法确定7.如图2-3是一定质量理想气体的p图2-6A.h 1增大，h 2减小B.h 1减小，h 2增大，静止时h i'=h 2C.h 1减小，h 2增大，静止时h 1 '>h 2 'D.h 1减小，h 2增大，静止时h 1 '<h 211•如图2-8所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立气缸的活塞，使气缸悬空而静止，设活塞与缸壁间无摩擦且可以在缸内自由移动，缸壁导热性能良好使缸内气体总能与外界大气温度相同，贝U下述结论中正确的是 [ ]A.若外界大气压增大，则弹簧将压缩一些E.若外界大气压增大，则气缸上底面距地面的高度将减小C.若气温升高，则气缸上底面距地面的高度将减小D.若气温升高，则气缸上底面距地面的高度将增大二、计算题12 .如图2-14所示，有一热气球，球的下端有一小口，使球内外的空气可以流通，以保持球内外压强相等，球内有温度调节器，以便调节球内空气的温度，使气球可以上升或下降，设气球的总体积V 0= 500 m 3（不计算壳体积），除球内空气外，气球质量180 kg•已知地球表面大气温度T o= 280 K，密度p o = 1 . 20 kg/m 3，如果把大气视为理想气体，它的组成和温度几乎不随高度变化.问：为使气球从地面飘起，球内气温最低必须加热到多少开？图2-1413.已知一定质量的理想气体的初始状态I的状态参量为p i>V i>T i,终了状态U的状态参量为p 2 V2>T2,且p 2>p i,V2>V i，如图2-15所示.试用玻意耳定律和查理定律推导出一定质量的理想气体状态方程•要求说明推导过程中每步的根据，最后结果的物理意义，且在p - V图上用图线表示推导中气8-2图2-7体状态的变化过程.14 .在如图2-16中，质量为m A的圆柱形气缸A位于水平地面，气缸内有一面积$= 5 . 00X 10 m 2,质量m B= 10 . 0kg的活塞E,把一定质量的气体封闭在气缸内，气体的质量比气缸的质量小得多，活塞与气缸的摩擦不计，大气压强= 1 . 00X 10' Pa.活塞B经跨过定滑轮的轻绳与质量为m c= 20. 0 kg的圆桶C相连.当活塞处于平衡时，气缸内的气柱长为L/ 4，L为气缸的深度，它比活塞的厚度大得多，现在徐徐向C桶内倒入细沙粒，若气缸A能离开地面，则气缸A的质量应满足什么条件？图2-1615.如图2-17所示，一圆柱形气缸直立在水平地面上，内有质量不计的可上下移动的活塞，在距缸底高为2H0的缸口处有固定的卡环，使活塞不会从气缸中顶岀，气缸壁和活塞都是不导热的，它们之间没有摩擦•活塞下方距缸底高为H 。
处还有一固定的可导热的隔板，将容器分为A、B两部分，A、B中各封闭同种的理想气体，开始时A、B中气体的温度均为27 C，压强等于外界大气压强p 。
，活塞距气缸底的高度为1 . 6H o，现通过B中的电热丝缓慢加热，试求：(1 )与总中气体的压强为1 . 5 p o时，活塞距缸底的高度是多少？(2)当人中气体的压强为 1 . 5 p o时，B中气体的温度是多少？16 •如图2-18所示是一个容积计，它是测量易溶于水的粉末物质的实际体积的装置，A容器的容积V A =300 cm 3 .S是通大气的阀门，C是水银槽，通过橡皮管与容器B相通•连通A、B的管道很细，容积可以忽略•下面是测量的操作过程：( 1)打开S,移动C,使B中水银面降低到与标记M相平.( 2 )关闭S，缓慢提升C，使B中水银面升到与标记N相平，量出C中水银面比标记N高h i= 25 cm.( 3 )打开S,将待测粉末装入容器A中，移动C使E内水银面降到M标记处.( 4)关闭S,提升C使E内水银面升到与N标记相平，量出C中水银面比标记N高h 2 = 75 cm.( 5 )从气压计上读得当时大气压为p 。
: 75 cmHg •设整个过程温度保持不变•试根据以上数据求出A中待测粉末的实际体积.(1)要使贮气筒中空气压强达到4atm，打气筒应该拉压几次？(2 )在贮气筒内气体压强达4atm，才打开喷嘴使其喷雾，直至内外气体压强相等，这时筒内还剩多少药液？18•如图2-25均匀薄壁U形管，左管上端封闭，右管开口且足够长，管的横截面积为S,内装密度为p 的液体•右管内有一质量为m的活塞搁在固定卡口上，卡口与左管上端等高，活塞与管壁间无摩擦且不漏气•温度为T o时，左、右管内液面高度相等，两管内空气柱长度均为L,压强均为大气压强p o•现使两边温度同时逐渐升高，求：(1)温度升高到多少时，右管活塞开始离开卡口上升？ ( 2)温度升高到多少时，左管内液面下降h?19.如图2-26所示的装置中，装有密度p =7.5 X102kg/m 3的液体的均匀U形管的右端与体积很大的密闭贮气箱相连通，左端圭寸闭着一段气体.在气温为—23C时，气柱长62 cm，右端比左端低40cm.当气温升至27C时，左管17.某种喷雾器贮液筒的总容积为液筒相连的活塞式打气筒，每次能压入7. 5 L,如图2-19所示，现打开密封盖，装入6L的药液，与贮300cm = 1 atm的空气，若以上过程温度都保持不变，则图 2 —24图 2 —25图2-18图2-19液面上升了2cm •求贮气箱内气体在—23C时的压强为多少？（g取10m/s2）20.两端开口、内表面光滑的U形管处于竖直平面内，如图 2 —27所示，质量均为m= 10kg的活塞A、E在外力作用下静止于左右管中同一高度h处，将管内空气封闭，此时管内外空气的压强均为p 0 = 1.0 X 105Pa.左管和水平管横截面积S 1= 10 cm2，右管横截面积S 2= 20 cm 2，水平管长为3 h.现撤去外力让活塞在管中下降，求两活塞稳定后所处的高度.（活塞厚度略大于水平管直径，管内气体初末状态同温，g取10m/s 2）。