热学 能力测试题

本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。满分120分，考试用时100分钟。

第Ⅰ卷（选择题，共40分）

一、选择题：（每小题至少有一个选项是正确的，请把正确的答案填入答题卡中，每小题4分，共40分，漏选得2分，错选和不选得零分）

1．关于物体的内能，下列说法正确的是（  ）

  A．手感到冷时，搓搓手就会感到暖和，这是利用做功来改变物体的内能

  B．将物体举高或使它们的速度增大，是利用做功使物体的内能增大

  C．阳光照晒衣服，衣服的温度升高，是利用热传递来改变物体的内能

  D．用打气筒打气，筒内气体变热，是利用热传递来改变物体的内能

2．有温度和质量都相同的水、冰、水蒸汽（   ）

  A．它们的分子平均动能一样大      B．它们的分子势能一样大。

  C．它们的内能一样大              D．它们的分子数目一样多。 

3．阿伏伽德罗常数N（mol-1），铝的摩尔质量为M(kg/mol)，铝的密度为ρ(kg/m3)则下列说法正确的是（  ）

  ①1kg 铝所含原子数为ρN。   ②1m3铝所含原子数为ρN/M。

③1个铝原子的质量为M/Nkg。④1个铝原子所占的体积为M/ρN m3

  A．①②  B．②③④  C．①②④  D．③④

4．对于地面所受到的大气压强，甲说：“这个压强就是地面上每平方米面积的上方整个大气柱对地面的压力，它等于地面上方的这一大气柱的重力。”乙说：“这个压强是由地面附近那些做无规则运动的空气分子对每平方米地面的碰撞造成的。”下列判断正确的是（   ）

A．甲说的对　　　　　　　　Ｂ．乙说的对

Ｃ．甲、乙说的都对　　　　　Ｄ．甲、乙说的都不对

5．如图1所示，U形管封闭端内有一部分气体被水银封住，已知大气压力为p,封闭部分气体的压强p以汞柱为单位）为（   ）

A．                   B． 

C．             D． 

6．在某一恒温水池（温度远低于1000C ）底部有一气泡从池底缓慢上升，气泡内的气体可视为理想气体，在水泡上升的过程中，气体质量不变，则下面判断正确的是（   ）

A．气泡内气体分子 的平均动能增大

B．气泡内气体的内能增大

C．气泡内气体分子的平均距离增大

D．气泡气体向外放热

7．一个带活塞气缸内盛有一定量的气体，若此气体的温度随其内能的增大而升高，则

A．将热量传给气体，其温度必升高

B．压缩气体，其温度必升高

C．压缩气体，同时气体向外界放热，其温度必不变

D．压缩气体，同时将热量传给气体，其温度必升高

8．一根粗细均匀长1.0m的直玻璃管，上端封闭，下端开口，将它竖直地缓慢插入深水池中，直到管内水面距管上端0.50m为止。已知水的密度为1.0×103kg/m3，重力加速度为10m/s2，大气压强为1.0×105Pa，则这时管内、外水面的高度差为（　　）

Ａ.９ｍ　　　　　　Ｂ.９.５ｍ

Ｃ.１０ｍ　　　　　Ｄ.１０.５ｍ

9．一物理爱好者利用如图2所示的装置研究气体压强、体积、温度三者之间的关系，导热良好的汽缸开口向下，内有理想气体，汽缸固定不变，缸内活塞可自由移动且不漏气，一温度计通过缸底小孔插入缸内，插口处密封良好，活塞下挂一沙桶，沙桶装满沙子时活塞恰好静止。现给沙桶底部钻一个小洞，细沙缓缓漏出，外部温度恒定不变，则：（    ）

A．外界对气体做功，气体内能增大。

B．外界对气体做功，温度计示数不变

C．气体体积减小，温度计示数减小

D．外界对气体做功，温度计示数增大

10．一根粗细不均匀的水平放置的管道如图3所示，用横截面积分别为和的两个活塞封闭住一定量的气体。在两个活塞上分别施以水平力和时整个系统处于平衡。则气体作用在活塞和上的压强和以及水平力和的大小，有

A．， S         B．， 

C．，           D．， 

11．一绝热隔板将一绝热长方容器隔成两部分，两边分别充满气体，隔板可无摩擦移动，开始时，左边的温度为0℃，右边的温度为20℃，隔板处于静止状态；当左边的气体加热到20℃，右边的气体加热到40℃时，则达到平衡状态时隔板的最终位置（   ）

A.保持不动            B.在初始位置右侧

C.在初始位置左侧      D.决定于加热过程

12．请据图4回答，经数小时后，U形管A、B两处的液面会出现以下哪种情况。（实验装置足以维持实验期间小白鼠的生命活动，瓶口封闭，忽略水蒸气和温度变化对实验结果的影响）

（   ）

A.A处上升，B处下降      B.A、B两处都下降

C.A处下降，B处上升      D.A、B两处都不变

第Ⅱ卷（非选择题，共80分）

二、填空题（每空６分，共18分，请把答案填写在题中横线上）

13．某同学体检时进行抽血化验和测量血压两项检查。试解答与这两项检查有关的问题。

（1）凝血是一个复杂的生理过程，需多种要素参与。下列各项中与凝血密切有关的是

A．纤维蛋白质

B．白细胞

C．维生素C

D．血小板

（2）该同学血压的收缩压是14.7kP，这个压强相当       m高的水柱产生的压强

14．有一座瀑布的高度h = 50m，流量Q = 10m3/s，在瀑布底部利用水流发电。设在瀑布顶端处水流的速率与从发电机水轮机处流出水的速率相等，发电机的效率为50％，则安装的发电机功率至少要           W（g = 10m/s2）

15．两个半球壳拼成的球形容器内部已抽成真空，球形容器的半径为R，大气压强为P，使两个半球壳沿图5中箭头方向互相分离，应施加的力F至少为       

三、计算题（本题共5小题，共62分，解答应写明必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位）

16.（10分）很多家庭都用坛子腌菜，腌菜用的坛子要求密封性良好，否则里面的菜就容易坏。怎样才能选带一个不漏气的坛子呢？在民间流行一种这样的方法：先在坛子边缘的水槽中灌上水，然后将一张点燃的纸丢进坛里，稍等片刻再合上坛子盖，如图6所示，这时槽中的水如果能被吸进坛子里面，说明坛子不漏气；如果水不能被吸进坛子里面，说明坛子漏气。试说明这种方法的原理。

17．（10分）横截面积为3dm3的圆筒内有0.6kg的水，太阳光垂直照射了2min，水温升高了1℃，设大气顶层的太阳能只有45％到达地面，试估计出太阳的全部辐射功率为多少？（保留1位有效数字，设太阳与地球之间平均距离为1.5×1011m）

18．（12分）现有的甘油被密封于体积的容器中，在某一时刻被引爆，瞬间发生剧烈的化学反应，反应的产物全是氮、氧…… 气体。假设：反应中每消耗甘油释放能量；反应产生的全部混合气体温度升高1K 所需能量；这些混合气体满足理想气体状态方程（恒量），其中恒量。已知在反应前甘油的温度，若设想在化学反应后容器尚未破裂，且反应释放的能量全部用于升高气体的温度，求器壁所受的压强。

19．（12分）在常温下，氧分子的平均速率约为500m/s,如果一个氧分子以这个速率垂直地打在容器壁上，并以相同的速率反弹回来，氧分子对容器壁的冲量是多少？如果常温下某容器内氧气的压强为1atm,请估计1s内打在1cm2面积上的氧分子个数。（假设每个氧分子都以平均速率垂直于容器壁的方向撞击器壁）。

20．（14分）有一空间探测器对一球状行星进行探测，发现该行星上无生命存在，在其表面上，却覆盖着一层厚厚的冻结的二氧化碳（干冰）。有人建议利用化学方法把二氧化碳分解为碳和氧气而在行星上面产生大气。由于行星对大气的引力作用，行星的表面就存在一定的大气压。如果一秒钟分解可以得到106kg氧气，要使行星表面附近得到的压强至少为p=0.2atm,那么请你估计一下，至少需要多少年的时间才能完成？已知行星表面的温度较低，在此情况下，二氧化碳的蒸发可不计。探测器靠近行星表面运行的周期为2h，行星的半径r=1750km。大气层的厚度与行星的半径相比很小。结果保留两位有效数字。

参：

1．AC 2．AD  3．B 4．A 5．B  

6．C  7．D   8．C   9.B  10．B   11．B   12．C

答案解析：

1．AC 

2．AD（提示：温度相同，就是分子平均动能一样大，选项A正确。同种物质，质量相同，分子数一样多。）

3．B 4．A

5．B （提示：取最低液面为研究对象，列出平衡方程。选右边最低液面为研究对象，右边液面受到向下的大气压强p,在相同高度的左边液面受到液柱h向下的压强和液柱h上面气体向下的压强p,根据连通器原理可知：p+h=p,得：p=p-h）

6．C 

7．D （提示：做功和热传递是改变物体内能的两种物理方式，据可知气体既被压缩又吸热，则内能增加，温度必升高。）

8．C（提示：被封进管中的空气初状态，末状态  ，据玻意马定律，联立以上各式即可得：）

9．B；（提示：题中“导热良好的汽缸”和“细沙缓缓漏出”都告诉我们缸内气体温度不变，等于环境温度。所以温度计示数不变，沙漏出的过程活塞向上移动，外界对气体做功。）

10．B

11．B （提示：假设升温后气体保持不变，由查理定律可得=，则△p=  ，由于在升温前两边气体压强相等，但升温前左边温度低，可知左边升高的压强大，因此隔板向右侧移动。）

12．C  （提示：小白鼠呼吸消耗瓶中氧气，排出二氧化碳。二氧化碳又被NaOH溶液吸收而发生化学反应，致使瓶中气体质量减少，在忽略水蒸气和温度变化对实验结果的影响条件下，导致瓶中气体压强降低，从而，U形管A处液面上升）

二、填空

13． (1) A     (2) 1.5

14．2.5×106  (提示：根据题意，水流的动能不变，它的重力势能转变成机械能，机械能再转变成电能。设时间t内流入发电机的水的质量为M。M = ρQt，Mgh×50﹪ = Pt,P = ρQgh×50/100 = 2.5×106W)

15．   （提示：取半球为研究对象，大气压力的作用等效于作用在半径为R 的圆面上，其值为所以，为了使这两个半球分开，应施加的力至少应为）

三、计算题

16．解析：将点燃的纸张丢进坛中，坛子内的气体温度升高，这时再合上坛子盖，坛子内的火焰在烧完坛内的氧气后很快熄灭，坛子内的气体迅速降温，如果坛子不漏气，根据气体压强与温度的关系，随着温度下降，坛内气体的压强随之减小，使外界的大气压大于坛内气体压强，槽中的水被“吸”进坛中，如果某处漏气，则坛子内外相通，合上盖子后，内外没有压强差，水就不能被吸进去。

17．解析：水温升高1℃所吸收得热量为Q则Q = cm△t = 4.2×103×0.6×1Ｊ

设地球表面单位时间、单位面积上获得得热量为

则

太阳向地球表面单位面积上发送的能量功率为

以太阳与地球间的距离为半径的球体的表面积为：

太阳的全部辐射功率为

18．解析：化学反映完成后，甘油释放的总能量   ①

  设反应后气体的温度为T，根据题意，有   ② 

  器壁所受的压强   ③

  联立①②③ 式并代入数据得   

19．解析：对氧分子用动量定理有    

即-24 -23           

   设面积器壁受个氧分子碰撞，平均作用力为，则由动量定理t得

t    

    个

20．解析：设探测器的质量为，行星的质量为。根据牛顿定律

有

大气（氧气）的质量可以近似表示为

这里为行星表面的重力加速度，根据万有引力定律

有

联立得

由于一秒种分解可得到氧气，则分解出氧气需要时间年。