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专题15 热学
质量检测卷
第Ⅰ卷(选择题，共48分)
一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题
只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全
的得2分，有选错的得0分)
1.下列说法正确的是( )
A. 扩散运动是由微粒和水分子发生化学反应引起的
B. 某时刻某一气体分子向左运动，则下一时刻它一定向右运动
C. 0 ℃和100 ℃氧气分子的速率都呈现“中间多、两头少”的分布规律
D. 以上说法均错误
2．关于热学中的一些基本概念，下列说法正确的是( )
A. 物体是由大量分子组成的，分子是不可再分的最小单元
B. 分子间的斥力和引力总是同时存在，且随着分子之间距离的增大而增大
C. 分子在做永不停息的无规则热运动，布朗运动就是分子的热运动
D. 宏观物体的温度是物体内大量分子平均动能的标志
3.(2021·湖南长沙市模拟)人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的，下列说法正确的是( )
A. 晶体的物理性质都是各向异性的
B. 露珠呈现球状是由于液体表面张力的作用
C. 布朗运动是固体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动
D. 当分子间作用力表现为斥力时，分子间作用力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小
4.(2021·北京模拟)对于一定质量的理想气体，下列叙述正确的是( )
A. 当分子间平均距离变大时，气体压强一定变小
B. 当分子热运动变剧烈时，气体压强一定变大
C. 当分子热运动变剧烈且分子平均距离变小时，气体压强一定变大
D. 当分子热运动变剧烈且分子平均距离变大时，气体压强一定变大
5.(2021·江苏扬州高邮高三下学期调研)某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，且车胎体积增大。
若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，那么( )
A. 外界对胎内气体做功，气体内能减小
B. 外界对胎内气体做功，气体内能增大
C. 胎内气体对外界做功，内能减小
D. 胎内气体对外界做功，内能增大
6.(2021·河北石家庄市检测)如图所示，一根竖直弹簧支撑着一倒立汽缸的活塞，使汽缸悬空而静止。设活塞与缸壁间无摩擦，可以在缸内自由移动，缸壁导热性良好，使缸内气体的温度保持与外界大气温度相同，
则下列结论正确的是( )
A. 若外界大气压增大，则弹簧将压缩一些
B. 若外界大气压增大，则汽缸的上底面距地面的高度将增大
C. 若气温升高，则活塞距地面的高度将减小
D. 若气温升高，则汽缸的上底面距地面的高度将增大
7．大气压强为1.0×105 Pa。某容器的容积为10 L，装有压强为1.0×106 Pa的气体，如果保持气体温度不变，
把容器的开口打开，待气体达到新的平衡时，容器内剩余气体的质量与原来气体的质量之比为( )
A. 1∶9 B. 1∶10
C. 1∶11 D. 1∶20
8.(2021·陕西宝鸡中学第三次模拟)以M表示水的摩尔质量，V 表示在标准状况下水蒸气的摩尔体积，ρ为
m
在标准状况下水蒸气的密度，N 为阿伏加德罗常数，m、V分别表示每个水分子的质量和体积，有以下四
A
个关系式：①N ＝，②ρ＝，③m＝，④V＝。则下列判断正确的是( )
A
A. ①和②都是正确的 B. ①和③都是正确的
C. ②和④都是正确的 D. ①和④都是正确的
9.(2021·四川成都市第二次诊断)根据你学过的热学中的有关知识，判断下列说法正确的是( )
A. 机械能可以全部转化为内能
B. 凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量只能从高温物体传递给低温物体，而不能
从低温物体传递给高温物体
C. 制冷机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量
D. 第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，随着科技的进步和发展，第二
类永动机可以制造出来
10.(2021·河南九师联盟质检)一定质量的理想气体，经历如图所示的循环，图线由两条绝热线和两条等容线
组成，其中，a→b和c→d为绝热过程，b→c和d→a为等容过程。下列说法正确的是( )
A. a→b过程中，气体分子的平均动能不变
B. b→c过程中，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增多
C. c→d过程中，单位体积内的气体分子数减少
D. d→a过程中，气体从外界吸收热量11.女航天员王亚平——中国第一位“太空老师”，曾在太空中给全国青少年讲解了液体表面张力的作用、
微重力环境下物体运动的特点等知识，下列现象是由表面张力引起的是( )
A. 钢针浮在水面上
B. 船只浮在水面上
C. 飞船中自由漂浮的水滴呈球形
D. 布伞伞面的布料有缝隙但不漏雨水
12.(2021·山东临沂市上学期期末)甲分子固定在坐标原点O，只在两分子间作用力的作用下，乙分子沿x轴
方向运动，两分子间的分子势能E 与两分子间距离x的变化关系如图所示，设乙分子在移动过程中所具有
p
的总能量为0，则下列说法正确的是( )
A. 乙分子在P点时加速度为0
B. 乙分子在Q点时分子势能最小
C. 乙分子在Q点时处于平衡状态
D. 乙分子在P点时动能最大
第Ⅱ卷(非选择题，共52分)
二、填空题(本题共4小题，共22分。解答时写出必要的文字说明和重要的演算步骤，只写出
答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值的单位)
13.（12分）分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，r＝r 时，F＝0。分子间势能由r决定，规定两
1
分子相距无穷远时分子间的势能为0。若一分子固定于原点O，另一分子从距O点很远处向O点运动，在
两分子间距减小到r 的过程中，势能________(选填“减小”“不变”或“增大”)；在间距由r 减小到r
2 2 1
的过程中，势能________ (选填“减小”“不变”或“增大”)；在间距等于r 时，势能________(选填“大
1
于”“等于”或“小于”)0。
14.如图所示是通过扫描隧道显微镜拍下的照片：48个铁原子在铜的表面排列成圆圈，构成了“量子围
栏”。为了估算铁原子直径，查到以下数据：铁的密度 ρ＝7.8×103 kg/m3，摩尔质量 M＝5.6×10－2
kg/mol，阿伏加德罗常数N ＝6.0×1023 mol－1。若将铁原子简化为球体模型，铁原子直径的表达式 D＝
A
________，铁原子直径约为________m(结果保留1位有效数字)。
15．一定质量的理想气体，在绝热情况下体积减小时，气体的内能________(选填“增大”“不变”或“减
小”)。当一定质量的理想气体从外界吸收热量，同时体积增大时，气体的内能________(选填“一定增
大”“可能不变”或“一定减小”)。可看成理想气体的1 g氢气和1 g氧气，在体积不变的情况下，从10℃升高到20 ℃时，氢气内能的增加量________(选填“大于”“等于”或“小于”)氧气内能的增加量。
16.如图所示，用带孔橡皮塞把一塑料瓶瓶口塞住，向瓶内迅速打气，在瓶塞弹出前，外界对气体做功 15
J，橡皮塞的质量为20 g，橡皮塞被弹出的速度为10 m/s，若橡皮塞增加的动能占气体对外做功的10%，瓶
内的气体可视为理想气体，则瓶内气体的内能变化量为________J，瓶内气体的温度________(选填“升
高”“不变”或“降低”)。
17.(2021·盐城模拟)油酸酒精溶液的浓度为每 1 000 mL 油酸酒精溶液中有油酸0.5 mL，用滴管向量筒内滴
50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加 1 mL。若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，
油酸在水面展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示。(以下计算结果均保留2位有效数字)
(1)若每一小方格的边长为10 mm，则油膜的面积为________m2。
(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为________m3。
(3)根据上述数据，估算出油酸分子的直径为________m。
(4)为了尽可能准确地估测出油膜分子的大小，下列措施可行的是________。
A. 油酸浓度适当大一些
B. 油酸浓度适当小一些
C. 油酸扩散后立即绘出轮廓图
D. 油酸扩散并待其收缩稳定后再绘出轮廓图
三、计算题(本题共3小题，共30分。解答时写出必要的文字说明和重要的演算步骤，只写出
答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值的单位)
18.如图所示，水平放置的汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞的质量m＝10 kg，横截面积S＝100 cm2，
活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动且不漏气，活塞到汽缸底部的距离 L ＝11 cm，到汽缸口的距离L ＝4 cm。现
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将汽缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，待稳定后对缸内气体逐渐加热，使活塞上表面刚好与汽缸口相平。
已知g＝10 m/s2，外界气温为27 ℃，大气压强为 1.0×105 Pa，活塞厚度不计，则：
(1)活塞上表面刚好与汽缸口相平时气体的温度是多少？(2)在对缸内气体加热的过程中，气体膨胀对外做功，同时吸收Q＝350 J的热量，则气体增加的内能ΔU多
大？
19.(2021·河北模考)“天问一号”的发射开启了我国探测火星的征程。设想将图中所示的粗细均匀、导热良
好、右端封闭有一定质量理想气体的U形管带往火星表面。U形管分别在地球和火星表面某时某地竖直放
置时的相关参数如表所示。
地球 火星
重力加速度 g 0.38g
环境温度 T ＝300 K T ＝280 K
地 火
p ＝76.0
地
大气压强 p
火
cmHg
l ＝56.0
火
封闭气柱长度 l ＝19.0 cm
地
cm
水银柱高度差 h ＝73.0 cm h
地 火
求：(结果保留2位有效数字)
(1)火星表面高1 m的水银柱产生的压强相当于地球表面多高水柱产生的压强(已知ρ ＝13.6×103 kg/m3，ρ
水银
＝1.0×103 kg/m3)；
水
(2)火星表面的大气压强p 。
火
20.(2021·齐齐哈尔模拟)如图甲所示，竖直放置的汽缸内壁光滑，横截面积为S＝10－3 m2，活塞的质量为m
＝2 kg，厚度不计。在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在 A、B之间运动，B下方汽缸的容积为
1.0×10－3m3 ，A、B之间的容积为 2.0×10－4 m3，外界大气压强p ＝1.0×105 Pa。开始时活塞停在B处，
0
缸内气体的压强为0.9p，温度为27 ℃，现缓慢加热缸内气体，直至 327 ℃。求：
0
(1)活塞刚离开B处时气体的温度t；
2
(2)缸内气体最后的压强；
(3)在图乙中画出整个过程中的pV图线。
