- 固体、液体和气体
- 共308题
如图,绝热气缸A与导热气缸B均固定于地面,由刚性杆连接的绝热活塞与两气缸间均无摩擦。两气缸内装有处于平衡状态的理想气体,开始时体积均为、温度均为
。缓慢加热A中气体,停止加热达到稳定后,A中气体压强为原来的1.2倍。设环境温度始终保持不变,求气缸A中气体的体积
和温度
。
正确答案
解析
设初态压强为,膨胀后A,B压强相等
(1分)
B中气体始末状态温度相等
(3分)
(1分)
A部分气体满足
(4分)
(1分)
知识点
(1)如图,内壁光滑.导热良好的气缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体。当环境温度升高时,缸内气体______________。(双选,填正确答案标号)
a.内能增加
b.对外做功
c.压强增大
d.分子间的引力和斥力都增大
(2)一种水平重物打捞方法的工作原理如图所示。将一质量.体积
的重物捆绑在开口朝下的浮筒上。向浮筒内充入一定量的气体,开始时筒内液面到水面的距离
,筒内气体体积
。在拉力作用下浮筒缓慢上升,当筒内液面到水面的距离为
时,拉力减为零,此时气体体积为
,随后浮筒和重物自动上浮。求
和
。
已知大气压强,水的密度
,重力加速度的大小
。不计水温度变化,筒内气体质量不变且可视为理想气体,浮筒质量和筒壁厚度可忽略。
正确答案
(1)ab
(2)解:当F=0时,由平衡条件得
①
代入数据得
②
设筒内气体初态.末态的压强分别为P1.P2,由题意得
③
④
在此过程中筒内气体温度和质量不变,由玻意耳定律得
⑤
联立②③④⑤式,代入数据得
⑥
解析
略。
知识点
图为某同学设计的喷水装置,内部装有2L水,上部密封1atm的空气0.5L,保持阀门关闭,再充入1atm的空气0.1L,设在所有过程中空气可看作理想气体,且温度不变,下列说法正确的有
正确答案
解析
A 由pv=nRT知 当v、T不变时,n增加 p增大故A对
B 物体的温度不变,分子的平均动能就不变,故B错
C 通过公式p1v1+p2v2=pv1计算出 封闭气体压强变为1.2atm大于外界压强故打开阀门后气体就会压水把水喷出,显然气体体对外界做正功,体积变大,压强变小,当封闭气体压强变小为与外界压强相等时候,再不喷水了,故D错
知识点
如图,在水平放置的刚性气缸内用活塞封闭两部分气体A和B,质量一定的两活塞用杆连接。气缸内两活塞之间保持真空,活塞与气缸璧之间无摩擦,左侧活塞面积较大,A、B的初始温度相同。略抬高气缸左端使之倾斜,再使A、B升高相同温度,气体最终达到稳定状态。若始末状态A、B的压强变化量△pA、△pB均大于零,对活塞压力的变化量为△FA、△FB,则
正确答案
解析
以两个活塞和杆整体为研究对象,初始时刻,,将左端倾斜平衡后,由于温度升高,气体体积变大,活塞向B端移动。A项正确,B项错误;仍以两个活塞为研究对象,
;△pA<△pB,D项正确;压力的变化量:△FA<△FB,C项错误。
知识点
(1)关于固体、液体和气体,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,固体可以分为晶体和非晶体两类,非晶体和多晶体都没有确定的几何形状
B,液晶像液体一样具有流动性,而其光学性质与某些多晶体相似,具有各向同性
C,在围绕地球运行的天宫一号中,自由飘浮的水滴呈球形,这是表面张力作用的结果
D。空气的相对湿度越大,空气中水蒸气的压强越接近同一温度时水的饱和汽压
E。大量气体分子做无规则运动,速率有大有小、,但分子的速率按“中间少,两头多”的规律分布
(2)如图所示,在一辆静止的小车上,竖直固定着两端开口、内径均匀的U形管,U形管的竖直部分与水平部分的长度均为l,管内装有水银,两管内水银面距管口均为。现将U形管的左端封闭,并让小车水平向右做匀加速直线运动,运动过程中U形管两管内水银面的高度差恰好为
。已知重力加速度为g,水银的密度为ρ,大气压强为p0=ρgl,环境温度保持不变,求
(ⅰ) 左管中封闭气体的压强p;
(ⅱ)小车的加速度a。
正确答案
(1)ACD
(2)解:
(ⅰ)以左管中封闭的气体为研究对象,设U形管的横截面积为S,由玻意耳定律
3分
解得 3分
(ⅱ)以水平管内长为l的水银为研究对象,由牛顿运动定律
解得 1分
解析
略
知识点
12.(12分)【选做题】本题包括A、B、C三小题,请选定其中两小题,并在相应的答题区域内作答,若多做,则按A、B两小题评分.
A、【选修3-3】(12分)
(1)对下列几种固体物质的认识,正确的有________.
A.食盐熔化过程中,温度保持不变,说明食盐是晶体
B.烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面,熔化的蜂蜡呈椭圆形,说明蜂蜡时晶体
C.天然石英表现为各向异性,是由于该物质的微粒在空间的排列不规则
D.石墨和金刚石的物理性质不同,是由于组成它们的物质微粒排列结构不同
(2)在装有食品的包装袋中充入氮气,可以起到保质作用.某厂家为检测包装袋的密封性,在包装袋中充满一定量的氮气,然后密封进行加压测试,测试时,对包装袋缓慢地施加压力,将袋内的氮气视为理想气体,则加压测试过程中,包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力_________(选填“增大”、“减小”或“不变”),包装袋内氮气的内能_________(选填“增大”、“减小”或“不变”).
(3)给某包装袋充入氮气后密封,在室温下,袋中气体压强为1个标准大气压、体积为1L。将其缓慢压缩到压强为2个标准大气压时,气体的体积变为0.45L。请通过计算判断该包装袋是否漏气.
B、【选修3-4】(12分)
(1)一渔船向鱼群发出超声波,若鱼群正向渔船靠近,则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比_________.
A.波速变大 B.波速不变 C.频率变高 D.频率不变
(2)用的超声波检查胆结石,该超声波在结石和胆汁中的波速分别为2250m/s和1500m/s,则该超声波在结石中的波长时胆汁中的______倍。用超声波检查胆结石是因为超声波的波长短,遇到结石时_______(选填“容易”或者“不容易”)发生衍射
(3)人造树脂时常用的眼镜片材料,如图所示,光线射在一人造树脂立方体上,经折射后,射在桌面上的P点,已知光线的入射角为30°,OA=5cm,AB=20cm,BP=12cm,求该人造树脂材料的折射率n
C.【选修3-5】(12分)
(1)波粒二象性时微观世界的基本特征,以下说法正确的有_______.
A.光电效应现象揭示了光的粒子性
B.热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性
C.黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释
D.动能相等的质子和电子,它们的德布罗意波长也相等
(2)核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电,是常用的核燃料。
受一个中子轰击后裂变成
和
两部分,并产生_____个中子。要使链式反应发生,裂变物质的体积要_________(选填“大于”或者“小于”)它的临界体积。
(3)取质子的质量,中子的质量
,
粒子的质量
,光速
,请计算
粒子的结合能,(计算结果保留两位有效数字)
正确答案
12A、
(1)AD
(2)增大 不变
(3)若不漏气,设加压后的体积为,由等温过程得
代入数据得
因为0.45L∠0.5L,故包装袋漏气.
12B、
(1)BC
(2)1.5 不容易
(3)设折射角为,由折射定律
=
由几何关系知,且
代入数据解得(或
)
12C、
(1)AB
(2)3 大于
(3)组成粒子的核子与
粒子的质量差
结合能
代入数据得
解析
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知识点
(1)如图,横坐标v表示分子速率,纵坐标f(v)表示各等间隔速率区间的分子数占总分子数的百分比。途中曲线能正确表示某一温度下气体分子麦克斯韦速率分布规律的是 _______。(填选项前的字母)
A. 曲线①
B. 曲线②
C. 曲线③
D. 曲线④
(2)图为一定质量理想气体的压强p与体积V关系图像,它由状态A经等容过程到状态B,再经等压过程到状态CO设A、B、C状态对应的温度分别为TA、TB、TC,则下列关系式中正确的是_______。(填选项前的字母)
A. TA<TB,TB<TC
B. TA>TB,TB=TC
C. TA>TB,TB<TC
D. TA=TB,TB>TC
正确答案
解析
(1)速率较大或较小的分子占少数,接近平均速率的分子占多数,分子速率不可能为0,也不可能为无穷大,因此只有曲线④符合要求。
(2)一定质量的理想气体,由状态A经等容过程到状态B有,由于pA>pB,所以 TA>TB;由状态B经等压过程到状态C有
, 由于VB<VC,所以TB<TC。故C项正确。
知识点
(1)人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程。以下说法正确的是_______。
a. 液体的分子势能与体积有关
b. 晶体的物理性质都是各向异性的
c. 温度升高,每个分子的动能都增大
d. 露珠呈球状是由于液体表面张力的作用
(2)气体温度计结构如图所示。玻璃测温泡A内充有理想气体,通过细玻璃管B和水银压强计相连。开始时A处于冰水混合物中,左管C中水银面在O点处,右管D中水银面高出O点h1=14cm。后将A放入待测恒温槽中,上下移动D,使C中水银面仍在O点处,测得D中水银面高出O点h2=44cm。(已知外界大气压为1个标准大气压,1标准大气压相当于76cmHg)
①求恒温槽的温度。
②此过程A内气体内能_______填“增大”或“减小”),气体不对外做功,气体将_______(填“吸热”或“放热”)。
正确答案
(1)a、d
(2)①364K ②增大;吸热
解析
(1)物体体积变化时,分子间的距离将发生改变,分子势能随之改变,所以分子势能与体积有关,a正确。晶体分为单晶体和多晶体,单晶体的物理性质各向异性,多晶体的物理性质各向同性,b错误。温度是分子平均动能的标志,具有统计的意义,c错误。液体表面的张力具有使液体表面收缩到最小的趋势,d正确。
(2)①设恒温槽的温度为,由题意知
A内气体发生等容变化
由查理定律得①
②
③
联立①②③式解得 ④
②理想气体的内能只由温度决定,A气体的温度升高,所以内能增大。
由热力学第一定律知,气体不对外做功,气体将吸热。
知识点
(1)一定量的理想气体从状态a开始,经历三个过程ab.bc.ca回到原状态,其P-T图像如图所示。下列判断正确的是 。
A,过程ab中气体一定吸热
B,过程bc中气体既不吸热也不放热
C,过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热
D,a.b.和c三个状态中,状态a分子的平均动能最小
E,b和c两个状态中,容器壁单位面积时间内受到气体分子撞击的次数不同
(2)一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形气缸内,气缸壁导热良好,活塞可沿气缸壁无摩擦地滑动。开始时气体压强为P,活塞下表面相对于气缸底部的高度为h,外界的温度为T。现取质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面,沙子倒完时,活塞下降了h/4.若此后外界温度变为T,求重新达到平衡后气体的体积。已知外界大气的压强始终保持不变,重力加速度大小为g。
正确答案
(1) ADE
(2)解:设气缸的横截面积为S,沙子倒在活塞上后,对气体产生的压强为p,由玻意耳定律得
①
解得
②
外界的温度变为T后,设活塞距底面的高度为h'。根据盖一吕萨克定律,得
③
解得
h'= ④
根据题意可得
p=
⑤
气体最后的体积为
⑥
联立②④⑤⑥式得
⑦
解析
略
知识点
(1)重庆出租车常以天然气作为燃料,加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中,若储气罐内气体体积及质量均不变,则罐内气体(可视为理想气体)
a,压强增大,内能减小
b,吸收热量,内能增大
c,压强减小,分子平均动能增大
d,对外做功,分子平均动能减小
(2)题10图为一种减震垫,上面布满了圆柱状薄膜气泡,每个气泡内充满体积为V0,压强为P0的气体。当平板状物品平放在气泡上时,气泡被压缩。若气泡内气体可视为理想气体,其温度保持不变。当体积压缩到V时气泡与物品接触面的边界为S。求此时每个气泡内气体对接触面处薄膜的压力。
正确答案
答案:b;
解析
略
知识点
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