- 固体、液体和气体
- 共308题
9．如图，长为h的水银柱将上端封闭的玻璃管内气体分隔成两部分，A处管内外水银面相平。将玻璃管缓慢向上提升H高度（管下端未离开水银面），上下两部分气体的压强变化分别为△p1和△p2，体积变化分别为△V1和△V2。已知水银密度为ρ，玻璃管截面积为S，则（ ）
正确答案
解析
本实验中，玻璃管内液面上方封闭了一段空气，因此，大气压=玻璃管中水银柱产生的压强+液面上方封闭空气的压强，大气压不变的情况下，向上提起一段距离，管口未离开水银面，封闭空气的体积变大，压强变小，就会有水银进入管中，导致△V2一定等于△V1，△p2与△p1之差为ρgh，△V2与△V1之和为HS
均不对，但不管什么情况，△p2与△p1的差值一直来平衡高度是h的水银重力
考查方向
解题思路
在本题的分析中，一定要抓住关键，就是大气压的大小与管内水银柱压强和封闭空气的压强相等．明确管内上方有空气而不是真空，是本题最易出错之处．
易错点
管内上方有空气而不是真空
知识点
12.如图，粗细均匀的玻璃管A和B由一橡皮管连接，一定质量的空气被水银柱封闭在A管内，初始时两管水银面等高，B管上方与大气相通。若固定A管，将B管沿竖直方向缓慢下移一小段距离H，A管内的水银面高度相应变化h，则（ ）
Ah=H
Bh<
Ch=
D
正确答案
解析
据题意，原来A、B管内的水银高度相同，有
考查方向
解题思路
封闭气体是等温变化，根据玻意耳定律，气压变大，体积缩小．最终B侧水银面比A侧水银面低
易错点
关键是明确平衡后右侧水银面比左侧低，然后列式求解
知识点
如图所示，导热性能良好的气缸A和B竖直放置，它们的底部由一细管连通（忽略细管的容积）。两气缸内各有一个活塞，质量分别为mA=3m和mB=m，活塞与气缸之间无摩擦，活塞的下方为理想气体，上方为真空。当气体处于平衡状态时，两活塞位的高度均为h。若
24.两个活塞的横截面积之比SA∶SB
25.在加热气体的过程中，气体对活塞所做的功
正确答案
3：1
解析
气缸A、B内气体的压强相等。选取两个活塞为研究对象，
由
得：
考查方向
解题思路
开始时两缸内的气压相等，从而可得出两活塞的面积关系，
易错点
该题要注意两个方面，一是根据平衡求解两活塞的面积的关系，二是当两活塞上放上相同质量的物体后，要会判断出面积小的活塞下移，直至移到底部，这是解决此题的关键．
正确答案
解析
放质量为2m的物块前，气体压强 
气体总体积
两边放质量为2m的物块后，气体全部进入气缸A
设体积变为V，压强
气体做等温变化，由
加热膨胀是等压过程：由
气体对活塞所做的功为:
考查方向
解题思路
两活塞上同时各加一质量为m的物块后，就打破了原有的平衡，面积小的活塞会下沉，直至面积小的活塞移到底部，再确定左侧气体的状态参量，整个过程是等温变化，由气体的状态方程可得出左缸气体的高度．加热的过程中气体的压强不变，温度升高，由气态方程求出末状态的体积，最后由W=FS即可求出功．
易错点
该题要注意两个方面，一是根据平衡求解两活塞的面积的关系，二是当两活塞上放上相同质量的物体后，要会判断出面积小的活塞下移，直至移到底部，这是解决此题的关键．
15.
请考生从第15~17题中任选二题作答。如果多做，则按所做的第一、二题计分。
[选修3-3]（12分）
（1）（4分）一定量的理想气体从状态M可以经历过程1或者过程2到达状态N，其p-V图像如图所示。在过程1中，气体始终与外界无热量交换；在过程2中，气体先经历等容变化再经历等压变化。对于这两个过程，下列说法正确的是____。（填入正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得3分，选对3个得4分，有错选的得0分）
A.气体经历过程1，其温度降低
B.气体经历过程1，其内能减少
C.气体在过程2中一直对外放热
D.气体在过程2中一直对外做功
E.气体经历过程1的内能该变量与经历过程2的相同
（2）（8分）如图，密闭汽缸两侧与一U形管的两端相连，汽缸壁导热；U形管内盛有密度为
16.【选修3-4】（12分）
（1）（4分）下列说法正确的是________________。（填入正确答案序号。选对1个得2分，选对2个得3分，选对3个得4分：有选错的得0分）
A.在同一地点，单摆做简谐振动的周期的平方与其摆长成正比
B.弹簧振子做简谐振动时，振动系统的势能与动能之和保持不变
C.在同一地点，当摆长不变时，摆球质量越大，单摆做简谐振动的周期越小
D.系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率
E.已知弹簧振子初始时刻的位置及其振动周期，就可知振子在任意时刻运动速度的方向
（2）(8分)如图，半径为R的半球形玻璃体置于水平桌面上，半球的上表面水平，球面与桌面相切于A点。一细束单色光经球心O从空气中摄入玻璃体内（入射面即纸面）
，入射角为45°，出射光线射在桌面上B点处。测得AN之间的距离为 
入射光束在纸面内向左平移，求摄入玻璃体的光线在球面上恰好发生全反射时，光束在上表面的入射点到O点的距离。不考虑光线在玻璃体内的多次反射。
17.[选修3-5]（12分）
（1）（4分）下列说法正确的是_________。（填入正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得3分，选对3个得4分；有选错的得0分）
A.爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程
B.康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量
C.波尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律
D.卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型
E．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长
（2）（8分）如图，物块A通过一不可伸长的轻绳悬挂在天花板下，初始时静止；从发射器（图中未画出）射出的物块B沿水平方向与A相撞，碰撞后两者粘连在一起运动，碰撞前B的速度的大小v及碰撞后A和B一起上升的高度h均可由传感器（图中未画出）测得。某同学以h为纵坐标，v2为横坐标，利用实验数据作直线拟合，求得该直线的斜率为k=1.92 ×10-3s2/m。已知物块A和B的质量分别为mA=0.400kg和mB=0.100kg，重力加速度大小g=9.8m/s2。
（i）若碰撞时间极短且忽略空气阻力，求h-v2直线斜率的理论值k0。
（ii）求k值的相对误差 
正确答案
15.（1）ABE（4分。选对一个给2分，选对2个给3分，选对3个给4分；有选错的给0分）
（2）（8分）
设初始状态时汽缸左气室的体积为V01，右气室的体积为V02；当活塞至汽缸中某位置时，左、右气室的压强分别为p1、p2，体积分别为V1、V2，由玻意耳定律得
p0V01=p1V1 ①
p0V02=p2V2②
依题意有
V01+V02=V1+V2③
由力的平衡条件有
p2–p1=ρgh④
联立①②③④式，并代入题给数据得
由此解得
由③⑥式和题给条件得
V1:V2=1:1⑦
评分参考：①②③④式各1分，⑤式2分，⑥⑦式各1分。
16.(1)ABD(4分。选对1个给2分，选对2个给3分，选对3个给4分；有选错的给0分)
（2）（8分）
当光线经球心O入射时，光路图如图（a）所示。设玻璃的折射率为n，由折射定律有
式中，入射角i=45°，
△OAB为直角三角形因此
发生全反射时，临界角C满足
在
联立以上各式并利用题给条件得
评分参考：①②式各1分，③式2分，④式1分，⑤式2分，⑥式1分。
17.（1）ACD(4分。选对1个得2分，选对2个得3分，选对3个得4分，有错选的得0分)
（2）（8分）
（i）设物块A和B碰撞后共同运动的速度为
在碰撞后A和B共同上升的过程中，由机械能守恒定律有
联立①②式得
由题意得
代入题给数据得
（ii）按照定义
由⑤⑥式和题给条件得
评分参考：第（i）问7分，①②式各2分，③④⑤式各1分；第（ii）问1分，⑦式1分。
知识点
请考生在三道选修题中任选二题做答。如果多做，则按所做的第一、二题计分，做答时用2B铅笔在答题卡上把选做题目题号后的方框涂黑。计算题请写出必要的文字说明、方程式和演算步骤
【模块3-3试题】（请回答20、21题）
【模块3-4试题】（请回答22、23题）
【模块3-5试题】（请回答24、25题）
20.已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R，空气平均摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为
21.如图，一底面积为S、内壁光滑的圆柱形容器竖直放置在水平地面上，开口向上，内有两个质量均
22.一列沿x轴正方向传播的简谱横波在t=0时刻的波形如图所示，质点P的x坐标为3m.。已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s。下列说法正确的是 (填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得3分，选3个得4分；每选错1个扣2分，最低得分为0分)。
23.一半径为R的半圆形玻璃砖，横截面如图所示。已知玻璃的全反射临界角r（r<
24.氢原子基态的能量为
25.运动的原子核
正确答案
解析
设大气层中气体的质量为m，由大气压强产生，
分子数
考查方向
解题思路
大气压强产生，
易错点
分子数的计算
正确答案
解析
A与B之间、B与容器底面之间的气体压强分别为
B最终与容器底面接触后，AB间的压强为P，气体体积为
因为温度失重不变，对于混合气体有
漏气前A距离底面的高度为
漏气后A距离底面的高度为
联立可得
考查方向
解题思路
在漏气前，对A由受力平衡和温度失重不变，列方程求解
易错点
变化前后的方程
正确答案
解析
任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s，则
从图像中可知
考查方向
解题思路
质点连续2次经过平衡位置的时间间隔计算周期，由波长计算波速、频率等物理量
易错点
振动质点间的空间位置关系
正确答案
解析
光路图如图所示，沿半径方向射入玻璃砖的光线，即光线①射到MN上时，根据几何知识入射角恰好等于临界角，即恰好在圆心O处发生全反射，光线①左侧的光线，经球面折射后，射到MN上的角一定大于临界角，即在MN上发生全反射，不能射出，光线①右侧的光线射到MN上的角小于临界角，可以射出，如图光线③与球面相切，入射角
根据折射定律可得
根据全反射定律
根据几何知识，底面透光部分的宽度
考查方向
解题思路
正确做出光路图，由折射定律和全反射定律和几何关系联立求解
易错点
光路图
正确答案
解析
频率最小的光子是从
频率最大的光子能量为
即
考查方向
解题思路
光的能量计算和光子频率种类的分析
易错点
频率种类
正确答案
10
解析
反应后由于存在质量亏损，所以反应前后总动能之差等于质量亏损而释放出的能量，
故根据爱因斯坦质能方程可得
反应过程中三个粒子组成的系统动量守恒，故有
联立①②可得
考查方向
解题思路
质能方程、动量守恒、能量守恒分析分析求解
易错点
各种物理等式的综合应用
求：
35.两侧气体体积相同时，左侧气体的温度与初始温度之比；
36.最后两侧气体的体积之比。
正确答案
设初始时压强为
左侧气体满足
右侧气体满足
解得
解析
分别对两侧气体由热力学定律求解
考查方向
解题思路
两侧气体的不变量不同
易错点
不变量
正确答案
活塞导热达到平衡
左侧气体满足
右侧气体满足
平衡时
解得
解析
分别对两侧气体由热力学定律求解，平衡时的温度相同
考查方向
解题思路
两侧气体关系思路相同
易错点
平衡时的温度
某同学制作了一个结构如图A.所示的温度计。一端封闭的轻质细管可绕封闭端O自由转动，管长0.5m。将一量程足够大的力传感器调零，细管的开口端通过细线挂于力传感器挂钩上，使细管保持水平、细线沿竖直方向。在气体温度为270K时，用一段水银将长度为0.3m的气柱封闭在管内。实验时改变气体温度，测得封闭气柱长度l和力传感器读数F之间的关系如图B.所示（实验中大气压强不变）。
33.管内水银柱长度为 m，为保证水银不溢出，该温度计能测得的最高温度为 
34.若气柱初始长度大于0.3m，该温度计能测量的最高温度将 （选填：“增大”，“不变”或“减小”）。
35.若实验中大气压强略有升高，则用该温度计测出的温度将 （选填：“偏高”，“不变”或“偏低”）。
正确答案
0.1；360
解析
设管内水银柱长度为l，管子长度为L，水银柱的重力为G．
由图知：气柱长度为 l1=0.31m时，力传感器读数 F1=0.36N；气柱长度为 l2=0.35m时，力传感器读数 F2=0.40N
以O点为支点，根据力矩平衡得：
G（l1+
G（l2+
两式相除得：
代入解得 l=0.1m
所以水银不溢出时，气柱最大长度为 Lm=L﹣l=0.5m﹣0.1m=0.4m
设该温度计能测得的最高温度为Tm．根据盖•吕萨克定律得：
可得 Tm=
考查方向
解题思路
由图读出l=0.31m和0.35m时F对应的值．以O点为支点，对两种情况，分别根据力矩平衡条件列式，可求得水银柱长度．当水银柱移动管口时温度计测得的温度最高．由于气体发生等压变化，根据盖•吕萨克定律求温度计能测得的最高温度．
易错点
求封闭气体的压强要注意以及力矩平衡方程列式求解
正确答案
减小
解析
若气柱初始长度大于0.3m，由Tm=
考查方向
解题思路
根据盖•吕萨克定律分析温度计能测量的最高温度如何变化．
易错点
理想气体状态方程的运用
正确答案
偏低
解析
若实验中大气压强略有升高，封闭气体的压强略增大，由气态方程
考查方向
解题思路
根据大气压强的变化，分析气柱移动距离的变化，判断测出的温度如何变化．
易错点
理想气体状态方程的运用
如图，两端封闭的直玻璃管竖直放置，一段水银将管内气体分隔为上下两部分A和B，上下两部分气体初温度相等，且体积VA＞VB。
36.若A、B两部分气体同时升高相同的温度，水银柱将如何移动？
某同学解答如下：
设两部分气体压强不变，由
上述解答是否正确？若正确，请写出完整的解答；若不正确，请说明理由并给出正确的解答。
37.在上下两部分气体升高相同温度的过程中，水银柱位置发生变化，最后稳定在新的平衡位置，A、B两部分气体始末状态压强的变化量分别为ΔpA和ΔpB，分析并比较二者的大小关系。
正确答案
不正确 水银柱向上移动
解析
不正确。
水银柱移动的原因是升温后，由于压强变化造成受力平衡被破坏，因此应该假设气体体积不变，由压强变化判断移动方向。
正确解法：设升温后上下部分气体体积不变，则由查理定律可得
因为
考查方向
解题思路
分别以两部分气体为研究对象，明确水银柱移动的原因是因为压强变化，不是因为体积的变化；故应设体积不变，根据查理定律进行分析；
易错点
理想气体状态方程的运用
正确答案
解析
升温前有pB=pA+ph（ph为汞柱压强）
升温后同样有pB' =pA'+ph
两式相减可得
考查方向
解题思路
根据平衡条件分别对改变温度前后两部分气体间的压强关系列式，联立即可比较压强的变化量．
易错点
理想气体状态方程的运用
如图所示气缸内，活塞A封闭了一定质量的理想气体，活塞通过转轴与一个曲轴连杆机构连接，气体对活塞产生的推力通过曲轴连杆机构转化为对转轴O的力矩。已知连杆长AB=10cm，曲轴长BO=6cm，活塞面积20cm2, 当转至曲轴与AO垂直时，气缸的体积为400mL，气体的压强为1.5×105 Pa，则此时活塞推力对O点的力矩为_______ N·m；保持气体温度不变，当曲轴顺时针转过90º，转至OBA在一直线上时，气缸内压强为______Pa，（外界大气压P0=1.0×105pa）
正确答案
6N·m， 2.5×105 Pa
解析
略
知识点
24.如图所示，在光滑水平面上有一个内外壁都光滑质量为M的气缸，气缸内有一横截面积为s质量为m的活塞密封了质量远小于气缸及活塞质量的气体。现对气缸施加一水平向左的拉力F1,对活塞施加一水平向右的拉力F2,且F1<F2o已知大气压强为P0,不计活塞与气缸壁间的摩擦，求活塞相对气缸静止时被密封气体的压强P。
正确答案
解析
解析已在路上飞奔，马上就到！
知识点
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