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题型:简答题
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简答题 · 10 分

如图所示,上端开口的光滑圆柱形气缸竖直放置,截面积为40cm2的活塞将一定质量的气体封闭在气缸内。在气缸内距缸底60cm处设有a、b两限制装置,使活塞只能向上滑动。开始时活塞搁在a、b上,缸内气体的压强为p0(p0=1.0×105 Pa为大气压强),温度为300K。现缓慢加热汽缸内气体,当温度为330K,活塞恰好离开a、b。求:

(1)活塞的质量

(2)当温度升为360K时活塞上升的高度

正确答案

见解析

解析

p1=1.0×105 Pa, p2=   T1=300K  ,T2=330K   V1=60×40cm3 

(1)       

p2= 

mg=0.1×105×40×10-4=40N     m=4kg

(2)    T3=360K    V2=V1=60×40cm3   

等压变化            

  

Δh=65.5-60=5.5cm  

知识点

热力学第一定律
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题型:简答题
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简答题 · 8 分

(1) 下列说法中正确的有________。

A. 实验“用油膜法估测分子大小”中,油酸分子的直径等于油酸酒精溶液的体积除以相应油酸膜的面积

B. 布朗运动中,悬浮在液体中的固体颗粒越小、液体的温度越高,布朗运动越剧烈

C. 质量、温度都相同的氢气和氧气,分子平均动能不相同

D. 液晶的光学性质与某些晶体相似,具有各向异性

(2)如图所示,粗细均匀的U形管,右端封闭有一段空气柱,两管内水银面高度差为h=19 cm,封闭端空气柱长度为L1=40 cm。为了使左、右两管中的水银面相平,(设外界大气压强p0=76 cmHg, 空气柱温度保持不变)试问:

①需从左管的开口端再缓慢注入多少高度的水银柱?此时封闭端空气柱的长度是多少?

② 注入水银过程中,外界对封闭空气做________(填“正功”或“负功”或“不做功”)气体将________(填“吸热”或“放热”)。

正确答案

(1)BD

(2)①需要再注入39cm的水银柱,空气柱的长度为30cm;②正功;放热

解析

(1)略。

(2)①对空气柱  

得L2=30cm

需要再注入39cm的水银柱。

②略。

知识点

分子的热运动 布朗运动热力学第一定律液体的微观结构
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题型: 多选题
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多选题 · 4 分

如图,固定的导热气缸内用活塞密封一定质量的理想气体。现用力使活塞缓慢地向上移动。用p、V、E和分别表示封闭气体的压强、体积、内能和气体分子的平均动能,n表示单位体积内气体的分子数,图中a、d为双曲线,设环境温度不变。正确反映上述过程的是(     )

A

B

C

D

正确答案

A,B,D

解析

知识点

物体的内能 热量热力学第一定律理想气体的状态方程
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题型:简答题
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简答题 · 15 分

(1)关于热现象和热学规律,下列说法中正确的是           .(填正确答案标号.选对一个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分.每选错一个扣3分,最低得分为0分)

A.温度升高,每一个分子的热运动速度都增加

B.第二类永动机不可能制造成功的原因是因为能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,只能从一个物体转移到另一个物体,或从一种形式转化成另一种形式

C.用活塞压缩气缸里的气体,对气体做了2.0×105J的功,若气体向外界放出1.5×105J的热量,则气体内能增加了0.5×105J

D.利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机,将海水的一部分内能转化为机械能是可能的

E.内能不同的物体,它们分子热运动的平均动能可能相同

(2)一个密闭的圆柱形气缸竖直放在水平桌面上,缸内有一与底面平行的可上下滑动的活塞将汽缸隔为两部分.活塞导热性能良好,与气缸壁之间无摩擦、不漏气.活塞上方盛有1.5摩尔氢气,下方盛有1摩尔氧气,如图所示.它们的温度始终相同.已知在温度为320K时,氢气的体积是氧气的4倍.试求在温度是多少时氢气的体积是氧气的3倍.

正确答案

(1)CDE

(2)500K

解析

(1)CDE

(2)解析:①设在温度T=320K时,氢气和氧气的体只分别为,压强分别为

已知=4.

将氢气和氧气都看作理想气体,有

· = 1.5 RT    · =  RT

设在温度为T´时,氢气的体积为氧气的体积的3倍,  = 3,用分别表示此时氢气和氧气的压强,

则有  ·=1.5RT´    · =RT´

因为总体积不变,所以     += +

因为活塞的质量不变,所以   -=-

可解得      T´=500(开)

知识点

热力学第一定律热力学第二定律
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题型:简答题
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简答题 · 10 分

如图所示,内壁光滑的圆柱形玻璃缸竖直放置,缸上端有一抽气孔,缸壁正中央有一卡口C,缸内下部被活塞封住一定质量的理想气体。已知起初气体温度为T1,活塞上方的压强达到p0,此时活塞下方气体的体积为V1,活塞上方缸的容积为2.6V1,活塞因重力而产生的压强为0.5p0。现将活塞上方的气体缓慢抽出(整个抽气过程中缸内气体温度保持不变),活塞上方抽成真空后密封,然后将下方气体缓慢加热。求:

(1)活塞刚到卡口时下方气体的压强p 2

(2)当下方气体压强为1.6p0时达到的温度T2

正确答案

见解析

解析

(1)由题意可知,等温过程小水作品

由波义耳定律得:

代入数据 

(2)由题意可知,等容过程

由查理定律得:

代入数据得:

知识点

热力学第一定律
1
题型:简答题
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简答题 · 10 分

气缸长为L=1m ( 气缸的厚度可忽略不计),开口向上固定在水平面上,气缸中有横截面积为S=100cm2的光滑活塞,活塞质量m=10kg,活塞封闭了一定质量的理想气体,此时气柱长度为L1=0.4 m。已知大气压为p0=1×105Pa。现缓慢拉动活塞,拉力最大值为F=600N,试通过计算判断:保持温度不变,能否将活塞从气缸中拉出? ( 取重力加速度g=10m/ s2)

正确答案

见解析

解析

 Pa     

当拉力达到最大时,

 Pa     

根据波义耳定律:  

即:不能将活塞从气缸中拉出  

知识点

热力学第一定律理想气体的状态方程
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

(1)下列说法正确的是

A.气体对容器的压强是大量气体分子对容器的碰撞引起的,它跟气体分子的密集程度以及气体分子的平均动能有关

B.在绕地球飞行的宇宙飞船中,自由飘浮的水滴呈球形,这是表面张力作用的结果

C.液晶显示器是利用了液晶对光具有各向同性的特点

D.当两分子间距离大于平衡位置的间距r0时,分子间的距离越大,分子势能越小

(2)如图所示的导热气缸固定于水平面上,缸内用活塞密封一定质量的理想气体,外界大气压强保持不变。现使气缸内气体温度从27 ℃缓慢升高到87 ℃,此过程中气体对活塞做功240 J,内能增加了60 J。活塞与气缸间无摩擦、不漏气,且不计气体的重力,活塞可以缓慢自由滑动。

①求缸内气体从外界吸收的热量。

② 升温后缸内气体体积是升温前气体体积的多少倍?

正确答案

(1)AB

(2)1.2倍

解析

(1)略。

(2)①根据热力学第一定律:△E=W+Q  得

Q=△E-W=60J+240J=300J

②根据查理定律:  得      

      

知识点

热力学第一定律液晶液体的表面张力
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题型:简答题
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简答题 · 10 分

如图所示,底面积S= 40cm2的圆柱形气缸C开口向上放置在水平地面上,内有一可自由移动的活塞封闭了一定质量的理想气体,不可伸长的细线一端系在质量为 2kg活塞上,另一端跨过两个定滑轮提着质量为10kg的物体A。开始时,温度t1=7℃,活塞到缸底的距离l1=10cm,物体A的底部离地h1=4cm。已知外界大气压p0=1.0×105Pa不变,现对气缸内的气体缓慢加热直到A物体触地,试问:(重力加速度g=l0m/s2

(1)开始时气体的压强为多少Pa?

(2)当物体A刚触地时,气体的温度为多少℃?

正确答案

见解析

解析

(1)活塞受力平衡:P0S+mg=P1S+T;T=mAg

封闭气体压强P1=P0=0.8×105Pa

(2)(初状态:V1=l1s,T1=280K

末状态:V2=(l1+h1)s,T2=?

等压变化,,代入数据,得T2=392K,即t2=119℃

知识点

热力学第一定律
1
题型:简答题
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简答题 · 12 分

(1)下列说法中正确的是

A. 布朗运动就是在显微镜中看到的液体分子的无规则运动

B. 在热机中,燃气的内能不可能全部转化为机械能

C. 一切与热现象有关的宏观自然过程都是有方向的

D. 大颗粒的盐粒磨成细盐,就变成了非晶体

(2)一气缸竖直放置,其横截面积为S=20cm2,气缸内有一个质量不计的活塞,活塞下封闭着一定质量的理想气体,活塞到气缸底的距离L=21 cm,气体的温度t1=7℃,外界大气压强P0=1.0105Pa。不计活塞与气缸间的摩擦,取g=10m/s2。求:

①在活塞上放一个质量m=0.1kg的砝码,保持气体的温度t1不变,平衡后活塞到气缸底的距离。

②在上述过程中,气体放出的热量。

③保持砝码的质量不变,对气体加热,使其温度升高到t2=77℃,此时活塞到气缸底的距离。

正确答案

(1)BC

(2)①20cm;②2.1J;③25cm

解析

(1)略。

(2)①被封闭气体的初状态为: p1= p0=1.0×105Pa,V1=LS=21S

末态为p2=p0=1.05×105Pa ,V2=L2S

根据玻意耳定律,有p1V1=p2V2,即p1L1=p2L2

=20cm

②由热力学第一定律Q=W=p2S(L2-L1)= 2.1J

③对气体加热后,气体的状态变为:V3=L3S,T3=350K

根据盖·吕萨克定律,有,即

=25cm

知识点

分子的热运动 布朗运动热力学第一定律晶体和非晶体
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题型:简答题
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简答题 · 15 分

(1)关于热学规律,下列说法正确的是          。(填正确答案标号。选对1个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)

A,热量可以自发地从高温物体向低温物体传递,但要从低温物体向高温物体传递,必须有第三者介入

B,如果用Q表示物体吸收的能量,用W表示物体对外界所做的功,ΔU表示物体内能的增加,那么热力学第一定律可以表达为

C,蒸发的快慢与空气的湿度有关,与气温无关

D,摄氏温度是国际单位制中七个基本物理量之一,摄氏温度t 与热力学温度T的关系是:T=t+273.15K

E,在用油膜法估测分子的直径的实验中,主要是解决两个问题:一是获得很小的一滴油酸并测出其体积,二是测量这滴油酸在水面上形成的油膜面积

(2)用如图所示的装置测量某种矿物质的密度,操作步骤和实验数据如下:

a。打开阀门K,使管A、容器C、容器B和大气相通。上下移动D,使水银面与刻度n对齐;

b。关闭K,向上举D,使水银面达到刻度m处。这时测得B、D两管内水银面高度差h1=19.0cm;

c。打开K,把m=400g的矿物质投入C中,使水银面重新与n对齐,然后关闭K;

d。向上举D,使水银面重新到达刻度m处,这时测得B、D两管内水银面高度差h2=20.6cm。

已知容器C 和管A的总体积为VC=1000cm3,求该矿物质的密度。

正确答案

见解析

解析

(1)ABE

(2)解:设水银的密度为ρ,大气压强为p0,容器B体积为VB,矿物体积V。

以C、A、B中封闭的气体为研究对象,以封闭时水银面处于n处为初状态,以水银面调至m处为末状态。根据玻意耳定律有

                            (3分)

以C中装入矿物质后C、A、B中气体为研究对象,以封闭时水银面处于n处为初状态,以水银面调至m处为末状态。根据玻意耳定律有

                  (3分)

                                             (1分)

解得 

知识点

热力学第一定律热力学第二定律
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