1.空調(diào)的工作原理如圖所示,以下表述正確的是( )
A.空調(diào)的工作原理對應(yīng)的是熱力學(xué)第一定律的開爾文表述
B.空調(diào)的工作原理反映了熱傳導(dǎo)的方向性
C.此原理圖中的Q1=Q2
D.此原理圖說明熱量不能從低溫物體傳到高溫物體
2.[2024·金華模擬] 石墨烯中碳原子呈單層六邊形結(jié)構(gòu).南京大學(xué)的科學(xué)家將多層石墨烯疊加,得到了一種結(jié)構(gòu)規(guī)則的新材料,其中層與層間距約為六邊形邊長的兩倍.下列說法正確的是( )
A.新材料屬于非晶體
B.新材料沒有確定的熔點(diǎn)
C.低溫下新材料中碳原子停止運(yùn)動(dòng)
D.層間相鄰碳原子間作用力表現(xiàn)為引力
3.(不定項(xiàng))[2024·杭州高級中學(xué)模擬] 如圖甲所示是分子間作用力與分子間距離之間的關(guān)系,分子間作用力表現(xiàn)為斥力時(shí)為正,一般地,分子間距離大于10r0時(shí),分子間作用力就可以忽略;如圖乙所示是分子勢能與分子間距離之間的關(guān)系,a是圖線上一點(diǎn),ab是在a點(diǎn)的圖線切線.下列說法中正確的有( )
A.分子勢能選擇了無窮遠(yuǎn)處或大于10r0處為零勢能參考點(diǎn)
B.圖甲中陰影部分面積表示分子勢能差值,與零勢能點(diǎn)的選取有關(guān)
C.圖乙中Oa的斜率大小表示分子間距離在該值時(shí)的分子間作用力大小
D.圖乙中ab的斜率大小表示分子間距離在該值時(shí)的分子間作用力大小
4.我國已經(jīng)在空間站上開展過四次精彩的太空授課,在億萬中小學(xué)生心里播撒下科學(xué)的種子.“天宮課堂”的教師們曾經(jīng)做過兩個(gè)有趣實(shí)驗(yàn):一個(gè)是微重力環(huán)境下液橋演示實(shí)驗(yàn),在兩個(gè)固體表面之間可形成大尺寸液橋,如圖甲所示;另一個(gè)是微重力環(huán)境下液體顯著的“毛細(xì)現(xiàn)象”演示,把三根粗細(xì)不同的塑料管,同時(shí)放入裝滿水的培養(yǎng)皿,水在管內(nèi)不斷上升,直到管頂,如圖乙所示.對于這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理及其應(yīng)用的理解,下列說法正確的是( )
A.液體表面張力使得液橋表面形狀得以維持,而不會(huì)“垮塌”
B.分子勢能Ep和分子間距離r的關(guān)系圖像如圖丙所示,能總體上反映水表面層中水分子勢能Ep的是圖中“A”位置
C.農(nóng)民使用“松土保墑”進(jìn)行耕作,通過松土形成了土壤毛細(xì)管,使得土壤下面的水分更容易被輸送到地表
D.航天員在太空微重力環(huán)境中會(huì)因?yàn)闊o法吸墨、運(yùn)墨而寫不成毛筆字
5.[2024·臺(tái)州中學(xué)模擬] 如圖所示,兩個(gè)相通的容器P、Q間裝有閥門K,P中充滿氣體,Q為真空,整個(gè)系統(tǒng)與外界沒有熱交換.打開閥門K后,氣體進(jìn)入Q中,最終達(dá)到平衡,則( )
A.氣體體積膨脹,內(nèi)能不變
B.氣體分子勢能減少,內(nèi)能增加
C.氣體分子勢能增加,壓強(qiáng)可能不變
D.Q中氣體能自發(fā)地全部退回到P中
6.[2024·寧波模擬] 某汽缸內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的理想氣體,從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A,其V-T圖像如圖所示,則在該循環(huán)過程中,下列說法正確的是( )
A.從狀態(tài)B到C,氣體吸收熱量
B.從狀態(tài)C到D,氣體的壓強(qiáng)增大
C.從狀態(tài)D到A,單位時(shí)間內(nèi)碰撞器壁單位面積的分子數(shù)減少
D.若氣體從狀態(tài)C到D,內(nèi)能增加3 kJ,對外做功5 kJ,則氣體向外界放出熱量8 kJ
7.[2024·紹興模擬] 小明同學(xué)為測定某高原的大氣壓強(qiáng)進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn).將總長L=24 cm的玻璃管開口端向下豎直插入裝有水銀的燒杯中,并使玻璃管內(nèi)外的液面相平,如圖甲所示,測得玻璃管內(nèi)封閉空氣的長度L1=12 cm,然后將玻璃管緩慢地豎直上提,移出燒杯,如圖乙所示,測得玻璃管內(nèi)水銀柱的長度L2=10 cm,室內(nèi)溫度T1=300 K.
(1)玻璃管緩慢上提過程中,封閉氣體 (選填“吸收”或“釋放”)熱量.
(2)求高原的大氣壓強(qiáng).
(3)若將玻璃管轉(zhuǎn)置開口向上,并加熱使水銀柱剛好移到管口,如圖丙所示,求此時(shí)管內(nèi)氣體的溫度;若要將水銀全部溢出,需要將管內(nèi)氣體加熱到多高溫度?

8.[2024·廣東卷] 差壓閥可控制氣體進(jìn)行單向流動(dòng),廣泛應(yīng)用于減震系統(tǒng).如圖所示,A、B兩個(gè)導(dǎo)熱良好的汽缸通過差壓閥連接,A內(nèi)輕質(zhì)活塞的上方與大氣連通,B的體積不變.當(dāng)A內(nèi)氣體壓強(qiáng)減去B內(nèi)氣體壓強(qiáng)大于Δp時(shí)差壓閥打開,A內(nèi)氣體緩慢進(jìn)入B中;當(dāng)該差值小于或等于Δp時(shí)差壓閥關(guān)閉.當(dāng)環(huán)境溫度T1=300 K時(shí),A內(nèi)氣體體積VA1=4.0×10-2 m3;B內(nèi)氣體壓強(qiáng)pB1等于大氣壓強(qiáng)p0.已知活塞的橫截面積S=0.10m2,Δp=0.11p0,p0=1.0×105 Pa.重力加速度大小g取10 m/s2.A、B內(nèi)的氣體可視為理想氣體,忽略活塞與汽缸間的摩擦,差壓閥與連接管道內(nèi)的氣體體積不計(jì).當(dāng)環(huán)境溫度降低到T2=270 K時(shí):
(1)求B內(nèi)氣體壓強(qiáng)pB2;
(2)求A內(nèi)氣體體積VA2;
(3)在活塞上緩慢倒入鐵砂,若B內(nèi)氣體壓強(qiáng)回到p0并保持不變,求已倒入鐵砂的質(zhì)量m.
9.[2024·湖州模擬] 當(dāng)暴雨降臨,路面水井蓋因排氣孔(如圖甲)堵塞可能會(huì)造成井蓋移位而存在安全隱患.如圖乙所示,水位以50 mm/h的速度上漲,質(zhì)量為m=36 kg的某井蓋排氣孔被堵塞且與地面不粘連,圓柱形豎直井內(nèi)水面面積為S=0.4 m2,水面與井蓋之間的距離為h=2.018 m時(shí)開始計(jì)時(shí),此時(shí)井內(nèi)密封空氣的壓強(qiáng)恰好等于大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105 Pa,空氣可視為理想氣體,溫度始終不變,g取10 m/s2.
(1)若在井蓋被頂起前外界對井內(nèi)密封空氣做了650 J的功,則該氣體 (選填“吸收”或“放出”)的熱量為 J;
(2)求密閉空氣的壓強(qiáng)為多大時(shí)井蓋剛好被頂起;
(3)求從圖示位置時(shí)刻起,井蓋會(huì)被頂起所需的時(shí)間.

參考答案與詳細(xì)解析
1.B [解析] 空調(diào)的工作原理對應(yīng)的是熱力學(xué)第二定律的開爾文表述,A錯(cuò)誤;空調(diào)的工作原理反映了熱傳導(dǎo)的方向性,熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳導(dǎo)給高溫物體,但在其他條件干預(yù)下,可以從低溫物體傳導(dǎo)給高溫物體,B正確;此原理圖中的Q1=Q2+W,C錯(cuò)誤;此原理圖說明在外界干預(yù)下,熱量能從低溫物體傳到高溫物體,D錯(cuò)誤.
2.D [解析] 新材料由多層石墨烯疊加而成且結(jié)構(gòu)規(guī)則,所以新材料為晶體,晶體具有確定的熔點(diǎn),故A、B錯(cuò)誤;由分子動(dòng)理論可知,分子做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤;層與層間距約為六邊形邊長的兩倍,遠(yuǎn)大于分子間距離,由分子力的特點(diǎn)可知,層間相鄰碳原子間作用力表現(xiàn)為引力,故D正確.
3.AD [解析] 綜合題設(shè)及題圖信息可知,分子勢能選擇了無窮遠(yuǎn)處或大于10r0處為零勢能參考點(diǎn),故A正確;圖甲中陰影部分面積表示分子勢能差值,勢能差值與零勢能點(diǎn)的選取無關(guān),故B錯(cuò)誤;分子勢能與分子間距離的關(guān)系圖像中,圖線切線的斜率大小表示分子間作用力大小,故C錯(cuò)誤,D正確.
4.A [解析] 液體表面張力使得液橋表面形狀得以維持,而不會(huì)“垮塌”,故A正確;分子勢能Ep和分子間距離r的關(guān)系圖像如圖丙所示,水表面層中水分子間距離較大,大于r0,能總體上反映水表面層中水分子勢能Ep的是圖中“C”位置,故B錯(cuò)誤;農(nóng)民使用“松土保墑”進(jìn)行耕作,通過松土阻斷了土壤毛細(xì)管,使得土壤下面的水分不容易被輸送到地表,故C錯(cuò)誤;毛筆書寫過程中,在毛細(xì)現(xiàn)象作用下,墨汁與可以被浸潤的毛筆材料發(fā)生相互作用力,于是墨汁便被吸入毛筆材料中,并牢牢“困”在毛筆內(nèi)部,而當(dāng)毛筆尖與紙張接觸時(shí),留在毛筆表面的墨汁,同樣在毛細(xì)作用下,被吸附到紙上,其間根本無須重力作用,故D錯(cuò)誤.
5.A [解析] 氣體向真空中膨脹過程,氣體對外不做功,因整個(gè)系統(tǒng)與外界沒有熱交換,由熱力學(xué)第一定律可得,氣體的內(nèi)能不變,故A正確,B錯(cuò)誤;假若氣體分子勢能增加,由于氣體的內(nèi)能不變,故氣體分子平均動(dòng)能減小,因氣體體積增大,則氣體分子的數(shù)密度也減小,由氣體壓強(qiáng)的微觀解釋可知?dú)怏w的壓強(qiáng)減小,故C錯(cuò)誤;由熱力學(xué)第二定律可知,Q中的氣體不可能自發(fā)地全部退回到P中,故D錯(cuò)誤.
6.C [解析] 從狀態(tài)B到C過程氣體發(fā)生等溫變化,內(nèi)能不變,體積減小,外界對氣體做功,由熱力學(xué)第一定律可知,氣體放出熱量,A錯(cuò)誤;由V=CpT知,從C到D過程氣體發(fā)生等壓變化,B錯(cuò)誤;從D到A過程中,氣體溫度不變,則單個(gè)氣體分子碰撞器壁的力不變,壓強(qiáng)減小,則單位時(shí)間內(nèi)碰撞器壁單位面積的分子數(shù)減少,C正確;由ΔU=W+Q得Q=8 kJ,氣體從外界吸收8 kg熱量,D錯(cuò)誤.
7.(1)吸收 (2)70 cmHg (3)400 K 600 K
[解析] (1)玻璃管緩慢上提過程中,管內(nèi)氣體溫度不變,體積增大,氣體對外做功,根據(jù)熱力學(xué)第一定律
ΔU=Q+W
可知,此過程中氣體吸收熱量.
(2)設(shè)高原大氣壓強(qiáng)為h1厘米水銀柱高,玻璃管緩慢上提過程為等溫過程,由玻意耳定律有p1V1=p2V2
即有ρgh1L1S=ρg(h1-L2)(L-L2)S
解得h1=70 cm
則可知,高原的大氣壓強(qiáng)為70 cmHg.
(3)設(shè)玻璃管轉(zhuǎn)置后加熱到T2時(shí)水銀柱剛好移到管口,此過程為等容過程,由查理定律得
p2T1=p3T2
即ρg?1-L2T1=ρg?1+L2T2
可得T2=400 K
可知,此時(shí)管內(nèi)氣體的溫度為400 K.設(shè)將管內(nèi)氣體加熱到溫度T3使水銀全部溢出,由理想氣體狀態(tài)方程得
p3V3T2=p4V4T3
即ρg?1+L2L-L2ST2=ρg?1LST3
解得T3=600 K
可知,要將水銀全部溢出,需要將管內(nèi)氣體加熱到600 K.
8.(1)9×104 Pa (2)3.6×10-2 m3 (3)110 kg
[解析] (1)當(dāng)環(huán)境溫度降低到T2=270 K時(shí),B內(nèi)氣體壓強(qiáng)降低.若此時(shí)差壓閥沒打開,設(shè)pB2'為差壓閥未打開時(shí)B內(nèi)氣體的壓強(qiáng),B內(nèi)氣體體積不變,由查理定律得
p0T1=pB2'T2
解得pB2'=9×104 Pa
由于A、B內(nèi)氣體壓強(qiáng)差p0-pB2'

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