2013年“北约”“华约”自主招生热学部分模拟试题

12013年“北约”“华约”自主招生热学部分模拟试题2013-3-2一．选择题（以下每题中有一个或一个以上选项符合题意，每小题3分，共36分）1．一定质量的理想气体，开始时处于某一初始温度，现要使它的温度经变化后回到初始温度，下列过程中可以实现的是（）（A）等容降压后等压膨胀（B）等压膨胀后等容降压（C）等容增压后等压膨胀（D）等压膨胀后等容增压2．一高压氧气瓶内压强p＝1.3107Pa，体积V＝30L。若每天需用p1＝1.0105Pa，体积V＝400L的氧气，为保证瓶内氧气的压强p’不小于1.0106Pa，该瓶氧气能用（）（A）3天（B）6天（C）9天（D）12天3．第一次在试管里装入温度为20C的水，将试管下部浸入温度为80C的大量水中，试管里的水经过时间t1被加热到80C，第二次在试管里装入温度为80C，质量相同的水，将试管下部浸入温度为20C的大量水中，试管里的水经过时间t2被冷却到20C。设试管两次的浸入深度相同，且试管中水平面高于管外水平面，不考虑能量损失，则（）（A）t1＜t2（B）t1＝t2（C）t1＞t2（D）无法确定4．如图所示，一根下端开口的细直玻璃管竖直插入水银槽中，管内外水银面的高度差为h＝70cm。若使玻璃管绕管上任意一点转动，使它倾斜一些偏离竖直方向，且保证管口不离开水银面，则管内外水银面的高度差将（外界大气压的数值为76cmHg）（）（A）一定减小（B）可能减小（C）可能增大（D）可能不变5．如图所示，均匀玻璃管开口向上竖直放置，管内有两段水银柱封闭着两段空气柱a和b，它们的温度相同，两段空气柱长度之比La:Lb＝3:1，如果给它们缓慢均匀加热，使它们升高相同的温度双不让水银溢出，则加热后两段空气柱长度之比为（）（A）La:Lb＝3:1，（B）La:Lb＜3:1，（C）La:Lb＞3:1，（D）条件不足无法判断。6．如图所示，先将一个装有一定量水银的玻璃杯置于台秤上，再将一根装有水银的玻璃管开口端向下插入玻璃杯的水银中，并把玻璃管的封闭端挂在上端固定的弹簧测力计的挂钩上。当气温不变而气压略微降低时（）（A）台秤的读数将增大，弹簧测力计的读数将增大（B）台秤的读数将减小，弹簧测力计的读数将增大（C）台秤的读数将增大，弹簧测力计的读数将减小7．图中固定不动、导热良好的气缸开口向下，气缸内有理想气体，活塞可自由滑动且不漏气。一温度计通过缸项小孔插入缸内，插口处密封良好，活塞下挂一个沙桶，沙桶装满沙子时，活塞恰好静止，现给沙桶底部钻一个小洞，细沙慢慢漏出，外部环境温度恒定，则（）（A）气体对外做负功，内能增大，（B）外力对气体做功，温度计示数不变，（C）外力对气体做功，温度计示数减小，（D）气体对外做负功，内能不变。abh28.如图所示，有一导热板把绝热气缸分成A和B两部分，分别充满两种不同气体。在平衡态下，A和B两种气体的温度相同。当活塞缓慢运动压缩绝热气缸内的气体A时(A)A的内能增加了；(B)B的温度升高了；(C)A和B的总内能增加了；(D)A的分子运动比B的分子运动更剧烈。9．如图所示，绝热隔板K把绝热的气缸分隔成体积相等的两部分，K与气缸壁的接触是光滑的。两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b。气体分子间相互作用势能可以忽略。现通过电热丝对气体a加热一段时间后，a、b各自达到新的平衡，（）（A）a的体积增大了，压强变小了（B）b的温度升高了（C）加热后a的分子热运动比b的分子热运动更激烈（D）a增加的内能小于b增加的内能10．自行车为了夜间行驶时能被后面的机动车司机看见，其尾部安装一块透光塑料块，如图所示，塑料块内壁被制成直角三棱锥状，当有外来入射光照射时显得特别晶亮，这主要是利用了光的下述哪种现象（）（A）衍射，（B）干涉，（C）偏振，（D）全反射。11．一束光线通过一玻璃容器，容器中装有静置多时的过饱和盐溶液，则光束的传播路径为（）12．已知A原子核经一次衰变后变为B原子核，B又经一次衰变后变为C原子核，则（）（A）C原子核的中子数比A原子核的中子数少3（B）C原子核的质量数比A原子核的质量数少9（C）C原子核的质子数比A原子核的质子数少1（D）A原子核的电荷数比B原子核的电荷数少1二．填空题（每空3，共18分）13．一个如图所示的容器，两端是直径不同的两个圆筒，里面各有一个活塞，活塞横截面积分别是SA＝8cm2，SB＝24cm2，质量分别为MA＝8kg，MB＝12kg，它们之间用一质量不计的轻杆相连并保持平衡，活塞可无摩擦滑动，但不漏气，活塞B的下面和大气相通，活塞A的上面是真空。若大气压强p0＝1105Pa，则被封闭气体的压强为_____________Pa。14.实验表明：当物体中存在温度差时，热量会从温度高的地方向温度低的地方传递(即热传导现象)。比如对一长为L、横截面为S的细棒，当两端的温度维持在ΔT时，在稳态下，△t时间内从高温端向低温端的热量传递△Q满足关系式TQkStL，式中可k为细棒材料的导热系数。如图所示，长度分别为L1、L2，导热系数分别为k1、k2的两个横截面相等的细棒在D处对接。两细棒的两端分别与温度为T1、T2的两个恒温热源有良好的接触。则在稳定状态下，两个细棒对接处D的温度T=＿＿＿＿＿＿。ApBp0aKb（A）（B）（C）（D）315．一个大热气球的容积为2.1104m3，气球本身和负载质量共4.5103kg，若其外部空气温度为20C，要想使气球上升，其内部空气温度至少为_____________C。（空气密度为1.29kg/m3）16.一根粗细均匀的玻璃管，形状如图所示，管两端都是开口的，右边的U形管内盛有水银，两边水银液面是平齐的。设此时U形管左侧水银面到A端的空气柱总长度为L0=40cm。若把左侧开口向下的玻璃管竖直插入水银槽中，使管口A在水银面下8cm，这时进入左管中水银柱高为___________。(设大气压为p0=76cmHg，空气温度保持不变)17.如图所示，竖直放置的U形管的横截面积均为S，内装密度为的液体，g＝0.1atm/m。右侧管与大气连通且足够长，且管内有一质量为m的活塞搁在固定卡口上，卡口位置与右管上端等高。开始时，左、右管内液面高度相等，两管内空气柱长度均为l0＝1.0m，压强均为大气压强p0＝1atm。现使两边气体升高相同的温度，平衡时左侧管内液面下降h＝0.1m，此时右侧管内气体长度为_______________。（已知：mg/S＝0.01atm）18.在如图所示的大容器中盛有密度为1的液体，其中有盛满密度为2的液体的小容器。在小容器的底部开有半径为r的圆孔。若有一半径正好也为r的小球放到该圆孔处，小球的中心处于小容器的底部平面上，则小球受到的浮力为_____________。19.如图所示，一定量的理想气体由初始状态a沿直线ab经历一系列的平衡状态到达末状态b，图中p0、V0为已知量，且已知系统的初始温度为T0，则在系统状态变化的过程中，最低温度Tmin=____________，最高温度Tmax=____________。20．一伞状太阳灶的半径为R，使用时调节到正对着太阳光的方向，已知太阳的辐射功率（太阳每秒辐射出的能量）为P，太阳中心到地面的距离为L，由于大气层的反射和吸收，太阳能只有1/k到达地面。设太阳光的频率为，普朗克常量为h，则这个太阳灶每秒钟可接收个_____________光子。三．计算题（每小题8分，共40分）21．如图所示，在竖直摆放的气缸内有水和水蒸气，水蒸气上方由质量为M＝60kg的可以自由上下移动的活塞封闭系统，活塞上方为真空。当水中加热器功率为P1＝100W时，活塞以v1＝0.01m/s缓慢上升，当加热器功率为P2＝200W时，活塞以v2＝0.025m/s缓慢上升，若在加热水的过程中容器的温度不变，求系统散热速率（即单位时间内热量散失量）。h21pa(V0,3p0)b(3V0,p0)0VM422.一容积为11.210－3m3的真空系统已被抽到1.3310－3Pa的真空。为了提高其真空度，将系统放在300C的烘箱内烘烤，使器壁释放出所吸附的气体分子。若烘烤后压强增为1.33Pa，则器壁释放了多少个分子？（气体普适恒量R＝8.31J/（molK），阿伏伽德罗常数NA＝6.021023/mol）23.图中有一个装有进水孔a和排水孔b的铁制水箱，水箱铁壳质量为840kg，容积为1m3。此箱不慎沉入湖底，但与湖底间有间隙。箱内充满了水，湖底的水温为7C，排水孔b与湖面相距10m。今采用充气法打捞水箱，先将管子与进水孔a连接，用压气机把空气打进箱内，使箱内的水排出。设湖面空气压强为1105Pa、温度为27C，且空气质量、水箱铁壳本身的体积、水的密度随湖深度的变化均可忽略。试问要打进多少体积湖面的空气，水箱才开始上浮？湖面10m铁水箱ab524.一热气球具有不变的容积VB＝1.1m3，气球外层材料的质量m=0.187kg，其体积与VB相比可忽略不计。此时外界地面的大气密度ρ1＝1.2kg／m３，大气温度t１＝20ºＣ，大气压强p１＝1.013×105Pa。求：（1）气球内部热空气的温度t2为多高时，气球刚好能浮起。（2）使气球内部空气的温度升高到t3＝110˚Ｃ，并始终保持不变。再把气球下端与大气相通的阀门关闭，使气球内部的空气密度也保持恒定。求气球上升到多高才能处于平衡状态。已知当离地面的高度h远小于地球半径时，高h处大气密度ρh与地面大气密度ρ1的关系为)1(111pghh。25．把上端A封闭，下端B开口的玻璃管插入水中，放掉部分空气后放手，玻璃管可以竖直地浮在水中（如图），设玻璃管的质量m＝40g，横截面积S＝2cm2，水面以上部分的长度b＝1cm，大气压强p0＝105Pa，玻璃管厚度和管内空气质量不计，g取10m/s2，（1）求玻璃管内空气柱的长度，（2）用手拿住玻璃管缓慢地压入水中，当管的A端在水下超过某一深度H时，放手后玻璃管不再浮起，求H，（3）若玻璃管A端在水中的深度超过H，放手后玻璃管位置将怎样变化？AbB