- 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
如图,气缸左右两侧气体由绝热活塞隔开,活塞与气缸光滑接触。初始时两侧气体均处于平衡态,体积之比V1:V2=1:2,温度之比T1:T2=2:5。先保持右侧气体温度不变,升高左侧气体温度,使两侧气体体积相同;然后使活塞导热,两侧气体最后达到平衡。
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
33.请从给出的3道物理题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分。
1.【物理—选修3—3】
(1)下列说法正确的是______ (选对一个给3分,选对两个给4分,选对3个给6分。每选错一个扣3分,最低得分为0分)
A.在一定条件下物体的温度可以降到0K
B.吸收了热量的物体,其内能不一定增加
C.分子势能随着分子间距离的增大,可能先减小后增大
D.布朗运动是悬浮在液体中国体颗粒的分子无规则运动的反映
E.知道某物质的摩尔质量和阿伏伽德罗常数,可以求出该物质的分子质量
(2)汽车行驶时轮胎的胎压(胎内气体压强)太大容易造成爆胎事故,太低又造成油耗量上升。某型号的轮胎能在-33oC~87oC正常工作,须使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过3.5atm,最低胎压不低于l.6atm。现给该轮胎充气,设充气过程中轮胎体积不变,胎内气体温度恒为27oC,且充气后轮胎不漏气,试求充气后的胎压应在什么范围。(计算结果保留2位有效数字)
2.【物理—选修3—4】
(1)如图是一列向右传播的横波,波速为0.4m/s,M点的横坐标x=10m,图示时刻波传到N点,从图示时刻开始计时,经t=______ s M点第二次到达波谷,在此过程中N点经过的路程为 _________cm。
(2)如图所示,某同学为了表演“隐形的大头针”节目,在半径为r的圆形软木片中心垂直插入一枚大头针,并将其放入水中。已知水的折射率为,为了保证表演成功,需在水面上方各处均看不到大头针,求大头针末端离水面的最大距离h。
3.【物理—选修3—5】
(1)日本福岛核电站泄漏事故中释放出大量的碘131,碘l31是放射性同位素, 衰变时会辐射出射线与
射线,碘l31被人摄入后,会危害身体健康,引起了全 世界的关注。下面关于核辐射的相关知识,正确的是_______(选对一个给3分,选对两个给4分,选对3个给6分。每选错一个扣3分,最低得分为0分)
A.人类无法通过改变外部环境来改变碘l31衰变的快慢
B.碘l31的半衰期为8.3天,则4个碘原子核经16.6天后一定剩下一个碘原子核
C.射线与
射线都是电磁波,但
射线穿透本领比
射线强
D.碘l31发生衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时放出的
E.碘l31()的衰变方程是:
(2)如图所示,一质量为M的木块用不可伸长的轻细绳悬于O点。先将木块向右拉开,使伸直的绳与竖直方向成某一夹角由静止释放,木块摆至最低点时速度的大小为vl,此时恰好有一粒质量为m的子弹以水平速度击中木块后留在其中,使木块立即向右摆动,并恰好能达到释放位置。求击中木块前子弹的速度。(摆动过程中空气的阻力不计)
正确答案
正确答案
正确答案
请考生从以下三题中任选二题作答。如果多做,则按所做的第一、二题计分。
【选修3-3】(请回答22、23题)
【选修3-4】(请回答24、25题)
【选修3-5】(请回答26、27、28题)
22.(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)
23.(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形管内盛有密度为的液体。一活塞将汽缸分成左、右两个气室,开始时,左气室的体积是右气室的体积的一半,气体的压强均为
。外界温度保持不变。缓慢向右拉活塞使U形管两侧液面的高度差h=40 cm,求此时左、右两气室的体积,取重力加速度大小
,U形管中气体的体积和活塞拉杆的体积忽略不计。
24.(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)
25.(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 .现将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。
26.(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)
27.(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。
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。
28.求k值的相对误差×100%,结果保留1位有效数字。
正确答案
解析
由图像找到不变量,根据PV/T=K分析,结合热力学第一定律分析
考查方向
解题思路
图像找到不变量、热力学第一定律
易错点
不变量,
正确答案
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
⑤
由此解得
(另一解不合题意,舍去)⑥
由③⑥式和题给条件得
V1:V2=1:1⑦
解析
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、由力的平衡条件解
考查方向
解题思路
找到不变量,由受力分析、玻意耳定律计算
易错点
平衡方程
正确答案
解析
单摆做简谐振动的周期与摆球质量无关,已知弹簧振子初始时刻的位置及其振动周期,由于不知道运动形式,故无法求振子在任意时刻运动速度的方向
考查方向
解题思路
单摆、弹簧振子振动周期
易错点
振动周期决定因素
正确答案
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
①
式中,入射角i=45°,为折射角。
△OAB为直角三角形因此
②
发生全反射时,临界角C满足
在玻璃体球面上光线恰好发生全反射时,光路图如图(b)所示。设此时光线入射点为E,折射光线射到玻璃体球面的D点。由题意有
④
在内,根据正弦定理有
⑤
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。
解析
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,由折射定律解,以及全反射和临界角的考查
考查方向
解题思路
正确做出光路图,由物理规律求解
易错点
作图
正确答案
解析
康普顿效应表明光子只具有能量,又具有动量,德布罗意指出微观粒子的动量越大,其对应的波长就越短
考查方向
解题思路
原子物理的相关概念考查
易错点
康普顿效应
正确答案
设物块A和B碰撞后共同运动的速度为,由动量守恒定律有
①
在碰撞后A和B共同上升的过程中,由机械能守恒定律有
②
联立①②式得
③
由题意得
④
代入题给数据得
⑤
解析
物块A和B碰撞后共同运动的速度为,由动量守恒定律有
①
在碰撞后A和B共同上升的过程中,由机械能守恒定律列方程求解
考查方向
解题思路
研究系统是AB,物理方法是动量守恒定律、机械能守恒定律
易错点
联系方程
正确答案
按照定义
⑥
由⑤⑥式和题给条件得
⑦
解析
k值的相对误差×100%,
考查方向
解题思路
由相对误差定义走
易错点
相对误差的计算
请考生从选考题中任选一题作答
选考题一 【物理——选修3—3】(15分)
32.下列说法中正确的是____________.(填正确答案标号。选对1个得2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)
33. 在一个横截面积为S=10cm2的圆柱形容器中,有一 个质量不计的活塞用弹簧和底部相连,容器中密闭有一定质量的理想气体,当温度为27℃时,弹簧恰好处于原长,此时外部压强为P0=1×105Pa,活塞和底面相距L=20cm.在活塞上放一质量为m=20kg的物体,活塞静止时下降10cm,温度仍为27℃,不计活塞与容器壁的摩擦,弹簧的形变在弹性限度范围内,g=10m/s2.
求:
①弹簧的劲度系数k;
②如果把活塞内气体加热到57℃并保持不变,为使活塞静止时位置距容器底面距离仍为10cm,活塞上应再加物体的质量m0.
正确答案
解析
A、小草上的露珠由于液体表面张力的作用而呈球形,故A正确;
B、布朗运动是指液体中悬浮固体小颗粒的运动,不是液体分子的运动,故B错误;
C、热量能够自发地从高温物体传导到低温物体,但不能自发地从低温物体传导到高温物体,故C错误;
D、当分子间距小于r0时,分子力表现为斥力,随着分子间距的增大,分子势能减小,故D正确;
E、根据理想气体状态方程可知,一定质量的理想气体压强不变、体积增大,温度一定升高,因此内能增加;体积增大则对外做功,根据△U=W+Q可知,气体一定吸收热量,故E正确.
考查方向
热力学第二定律;分子势能;液体的表面张力现象和毛细现象;热力学第一定律
解题思路
小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用;布朗运动是指液体中悬浮固体小颗粒的运动,是由于液体分子无规则运动时撞击的不平衡引起的;理解热力学第二定律;关键理想气体的状态方程分析气体的状态参量的变化,根据热力学第一定律分析是否吸收热量.
易错点
理解分子力做的功量度分子势能的变化.
正确答案
1000N/m;2kg
解析
①对封闭气体,由玻意耳定律得:p0LS=p2hS,
代入数据得:p2=2p0=2×105Pa
以活塞与重物组成的系统为研究对象,由平衡条件得:mg+p0S=p2S+kx,解得:k=1000N/m
②升高温度的过程中气体的体积保持不变,设温度升高后的压强为p3,则:T2=273+27=300K,T3=273+57=330K
由盖吕萨克定律:
代入数据得:p3=2.2×105Pa
设增加的质量为m0,则:m0g+mg+p0S=p3S+kx,
代入数据得:m0=2kg
考查方向
气体实验定律
解题思路
由题可知气体的温度不变,做等温变化,分别写出气体初末的状态,然后由玻意耳定律,结合共点力的平衡即可求出;第二个过程中气体的体积不变,由盖吕萨克定律即可求出.
易错点
关键由平衡条件求出气体压强、应用玻意耳定律和盖吕萨克定律解答.
选考题:共45分。请考生从给出的3道物理题、3道化学题、2道生物题中每科任选一题做答,并用2B铅笔在答题卡上把所选题目对应题号后的方框涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致,在答题卡选答区域指定位置答题。如果多做,则每学科按所做的第一题计分。
【物理一选修3-3】(1 5分)
19.(5分)健身球是一个充满气体的大皮球,现把健身球放在水平地面上。若在人体压向健身球的过程中球内气体温度保持不变,则_______。(填正确答案标号,全部选对得5分,部分选对得2分,错选得0分)
A.气体分子的平均动能增大
B.气体的密度增大
C.气体从外界吸收热量
D.外界对气体做功
20.(10分)如图所示,固定在水平地面上的气缸,用一个不漏气的活塞封闭了一定质量理想气体,活塞可以无摩擦地移动,活塞的面积S=100 cm2。活塞与在另一水平平台上的物块A用水平轻杆连接,在平台上有另一物块B,A、B的质量均为m=12.5 kg,物块与平台间的动摩擦因数
,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。两物块间距d=5 c m。开始时活塞距缸底L1=10cm,缸内气体压强Pl等于外界大气压强P0,
温度t1=27℃。现对气缸内的气体缓慢加热。(P0=1.0×105Pa,g=10 m/s2)
求①使物块A刚开始移动时,气缸内的温度为多少K;②使物块B刚开始移动时,气缸内的温度为多少K。
正确答案
BD
解析
在人压向球的过程中,外界对球做功,气体的体积减小,故气体的密度增大;气体温度不变,故气体分子的平均动能不变;
由于外界对气体做功,但气体温度不变,故内能不变;由热力学第一定律可知,气体对外放热;故AC错误,BD正确;
考查方向
热力学第一定律
解题思路
根据人对气体所做功及气球的形状的变化,确定出气体密度变化;由温度不变可知,内能不变;由热力学第一定律可知气体是否吸热.
易错点
关键理解对于理想气体分子势能是忽略不计,所以温度不变时,内能不变.
正确答案
①330K;
②540K;
解析
①气体的初状态参量:p1=p0=1.0×105Pa,V1=L1S,T1=273+27=300K,物体A开始移动前气体做等容变化,此时气体的压强:,由查理定律得:
,解得:T2=330K;
②物块B刚要移动时气体压强:,气体体积:V3=(L1+d)S,由理想气体状态方程得:
,解得:T3=540K;
考查方向
理想气体状态方程
解题思路
①根据题意求出气体的状态参量,应用查理定律可以求出气体的温度;
②根据题意求出气体的状态参量,应用理想气体状态变化过程可以求出气体的温度.
易错点
分析清楚气体的状态变化过程,确定出气体初末状态参量是解题的关键.
20.(5分)下列说法中正确的是( )(填正确答案标号,选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)(选做题)
正确答案
解析
A、悬浮在液体中的固体颗粒越小,同一时刻撞击颗粒的液体分子数越少,液体分子对颗粒撞击的冲力越不平衡,合力越大,布朗运动越明显,故A正确;
B、用气筒给自行车打气时,越打越费劲,是要克服活塞内外的压强差带来的压力,不是因为气体间的分子力表现为斥力,故B错误;
C、当分子力表现为引力时,分子力随分子间距离的增大而先增大,后减小;分子势能随分子间距离的增大而增大,故C错误;
D、一定质量的理想气体,温度升高,体积减小,由理想气体的状态方程,可以知道,气体的压强一定增大,故D正确;
E、热机的效率不可能提高到100%,因为它违背了热力学第二定律,所以内能全部转化为机械能的热机是不可能制成的,故E正确;
考查方向
分子的热运动 布朗运动;分子间的相互作用力;分子势能;理想气体的状态方程;热力学第二定律
解题思路
悬浮在液体中的固体颗粒越小,温度越高,布朗运动就越明显;给自行车打气时,要克服活塞上下的压强差带来的压力来压活塞; 牢记分子力随距离变化的关系;一定质量的理想气体状态变化时遵守气态方程.热机的效率不可能提高到100%,是因为它违背了热力学第二定律;
易错点
关键理解布朗运动的概念,即悬浮微粒永不停息地做无规则运动的现象叫做布朗运动.
教师点评
本题考查了分子的热运动 布朗运动;分子间的相互作用力;分子势能;理想气体的状态方程;热力学第二定律等知识点,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与物体的内能、热量、热力学第一定律等知识点交汇命题.
知识点
选考题:请考生从给出的3道物理题中任选一道作答,并用2B铅笔在答题卡上把所选题目题号后的方框涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致,在答题卡选答区域指定位置答题。如果多做,则每学科按所做的第一题计分。
【物理——选修3—3】(15分)
18. (5分)下列说法正确的是__________.(填正确答案标号.全部选对得5分,选对但不全得3分,有选错的得0分)
19.如图所示,上端有卡口的绝热气缸开口向上放置,气缸内用两个轻活塞M、N封闭两部分气体A、B,活塞M绝热,活塞N导热良好,活塞与缸壁无摩擦.气缸的总容积为V0,开始时A、B气体体积均为,气体A、B和外界环境温度均为300K.现用电热丝缓慢加热气体A.求:
①当活塞N恰好到达气缸顶部时,A气体的温度;
②当A气体的温度升高到900K时,A气体的体积.
正确答案
解析
A.压缩气体费力是因为气体压强的原因,不能说明分子间有斥力,故A错误;
B.无论是单晶体还是多晶体都具有固定的熔点,而非晶体没有固定的熔点,所以区别晶体和非晶体的方法,可以只看有无确定的熔点,故B正确;
C.干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度,是因为湿泡外纱布中的水蒸发吸热,故C正确;
D.饱和汽压:在一定温度下,饱和汽的分子数密度一定,饱和汽的压强也是一定的,这个压强叫这种液体的饱和汽压,饱和汽压仅指此蒸汽的气压,与其他气体压强无关,如与大气压无关,故D错误.
考查方向
晶体和非晶体;饱和汽、未饱和汽和饱和气压;相对湿度
解题思路
晶体与非晶体的重要的区别在于晶体由固定的熔点和凝固点;湿温度计下端包有湿纱布,湿纱布上的水分要蒸发,蒸发是一种汽化现象,汽化要吸热,所以湿温度计的示数较低;在一定温度下,饱和汽压与大气压无关;
易错点
关键掌握晶体的物理性质,干湿泡温度计工作原理.
正确答案
①600K
②
解析
①设温度为T1 时活塞N恰好到达气缸顶部,此时A中气体的压强为p0 ,体积为
由盖吕萨克定律得:,解得T1 =600K
②当温度T2=900K时活塞N已经与顶部发生相互挤压,
设此时A中气体的体积为V2,压强为P.
对A中的气体由理想气体的状态方程可得:
对B中的气体由玻意耳定律得
故
考查方向
理想气体的状态方程
解题思路
对A中气体根据盖吕萨克定律求活塞N恰好到达顶部时的温度B部分气体发生等温变化; 根据玻意耳定律列式,A中气体根据理想气体状态方程列式联立求解.
易错点
关键是判断两部分气体各做何种变化过程,选择合适的气体实验定律或理想气体状态方程列式求解.
下列关于酶性质、功能的叙述,正确的是
A.生物体内的无机催化剂
B.催化活性都需要特异的辅酶
C.对底物都有绝对专一性
D.能显著地降低反应活化能
E.在体内发挥催化作用时,不受任何调控
正确答案
D
解析
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选考题,请选择其中一道大题作答
选考题一
【物理—选修3-3】
30.下列说法中正确的是___________。(填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对三个得5分;每选错1个扣3分.最低得分为0分)
31.某理想气体在温度为0℃时,压强为2P0(P0为一个标准大气压),体积为0.5L,已知1mol理想气体在标准状况下的体积为22.4L,阿伏加德罗常数NA=6.0×1023
mol-1。求:
(1)标准状况下该气体的体积
(2)该气体的分子数(计算结果保留一位有效数字)
正确答案
解析
A.分子a从远处靠近固定不动的分子b,当a只在b的分子力作用下到达所受的分子力为零的位置时,分子之间的引力一直做正功,所以a的动能一定最大;此后分子之间的斥力做负功,动能减小,故A正确;
B.微粒越大,撞击微粒的液化分子数量越多,微粒的受力越趋向平衡,布朗运动越不明显,故B错误;
C.液体表面表现为张力,是由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离引起的,即分子间表现为引力,故C正确;
D.气体的压强与单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数以及分子对器壁的平均撞击力有关,若温度升高,分子对器壁的平均撞击力增大,单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数减少,气体的压强不一定减小.故D错误.
E.一定质量的理想气体的内能只与气体的温度有关,与气体的体积无关,故E正确;
考查方向
分子间的相互作用力;分子势能;分子的热运动 布朗运动; 物体的内能 热量
解题思路
分子之间的距离等于平衡距离时,分子势能最小;液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离,液面分子间表现为引力;微粒越大,温度越低,布朗运动越不明显;压强是大量气体分子持续撞击器壁产生的.
易错点
关键要理解理想气体这个模型,不考虑分子间的作用力,一定质量理想气体的内能只与温度有关.
正确答案
①1L; (6分)
②气体分子数: (4分)
解析
①由题意可知,气体的状态参量:p1=2P0,V1=0.5L, p2=P0,V2=?
气体发生等温变化,由玻意耳定律得:p1V1=p2V2,即
2P0×0.5L=P0×V2,解得:V2=1L;
②气体分子数:
考查方向
气体实验定律;阿伏加德罗常数
解题思路
(1)由气体实验定律可以求出气体在标准状况下的体积.
(2)求出气体物质的量,然后求出气体分子数.
易错点
关键确定出所研究气体的初末状态参量.
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