- 气体的实验定律
- 共50题
如图所示,一定质量的理想的气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱气缸内,气缸壁导热良好,活塞可沿气缸壁无摩擦地滑动,开始时气柱高度为h,若在活塞上放上一个质量为m的砝码,再次平衡后气柱高度变为h,去掉砝码,将气缸倒转过来,再次平衡后气柱高度变为h,已知气体温度保持不变,气缸横截面积为S,重力加速度为g,求:
20.活塞的质量
21.大气压强
正确答案
解析
设大气压强为P0,活塞的质量为M,
根据玻意耳定律,有: ①(3分)
②(3分)
解得:, (3分)
考查方向
解题思路
气缸内壁导热良好,故封闭气体做等温变化,根据玻意而定律列式求解
易错点
利用活塞根据平衡求解封闭气体的压强,然后根据玻意而定律列式求解
正确答案
解析
设大气压强为P0,活塞的质量为M,
根据玻意耳定律,有: ①(3分)
②(3分)
解得:, (3分)
考查方向
解题思路
气缸内壁导热良好,故封闭气体做等温变化,根据玻意而定律列式求解
易错点
利用活塞根据平衡求解封闭气体的压强,然后根据玻意而定律列式求解
12.如图,粗细均与的玻璃管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( )
正确答案
知识点
12.【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.
材料A.[选修3−3](
(1)在高原地区烧水需要使用高压锅,水烧开后,锅内水面上方充满饱和汽,停止加热,高压锅在密封状态下缓慢冷却,在冷却过程中,锅内水蒸汽的变化情况为 ▲ .[来源:Zxxk.Com]A.压强变小B.压强不变C.一直是饱和汽D.变为未饱和汽[来源:学科网](2)如题12A−1图所示,在斯特林循环的p−V图象中,一定质量理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A,整个过程由两个等温和两个等容过程组成B→C的过程中,单位体积中的气体分子数目 ▲ (选填“增大”、“减小”或“不变”),状态A和状态D的气体分子热运动速率的统计分布图象如题12A−2图所示,则状态A对应的是 ▲ (选填“①”或“②”).学科.网
(3)如题12A-1图所示,在A→B和D→A的过程中,气体放出的热量分别为4J和30J.在B→C和C→D的过程中,气体吸收的热量分别为20J和12J.求气体完成一次循环对外界所做的功.
材料B.[选修3—4]
(1)一艘太空飞船静止时的长度为30m,他以0.6c(c为光速)的速度沿长度方向飞行经过地球,下列说法正确的是__△___.A.飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30mB.地球上的观测者测得该飞船的长度小于30mC.飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于cD.地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于c
(2)杨氏干涉实验证明光的确是一种波,一束单色光投射在两条相距很近的狭缝上,两狭缝就成了两个广元,它们发出的光波满足干涉的必要条件,则两列光的__△___相同.如图所示,在这两列光波相遇的区域中,实线表示波峰,虚线表示波谷,如果放置光屏,在__△___(选填“A”、“B”或“C”)点会出现暗条纹.
(3)在上述杨氏干涉试验中,若单色光的波长λ=5.89×10-7m,双缝间的距离d=1mm,双缝到屏的距离=2m.求第1个亮光条到第11个亮条纹的中心
材料C.[选修3-5]
(1)贝克勒尔在120年前首先发现了天然放射现象,如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用.下列属于放射性衰变的是▲ .A.B.C.D.
(2)已知光速为c,普朗克常数为h,则频率为ν的光子的动量为▲ .用该频率的光垂直照射平面镜,光被镜面全部垂直反射回去,则光子在反射前后动量改变量的大小为▲.
(3)几种金属的溢出功W0见下表:
由一束可见光照射上述金属的表面,请通过计算说明哪些能发生光电效应.已知该可见光的波长的范围为4.0×10-7~7.6×10-6 m,普朗克常数h=6.63×10-34J·s.
正确答案
AC 不变① 8J B 频率 C 1.178×10–2 m A 纳、钾、铷
知识点
29.(8分)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)。
(1)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 K。
(2)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”)。
(3)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
29.(1)0.1;360 (2)减小(3)偏低
知识点
【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.
[选修3 – 3](请回答17-19题)
[选修3 – 4](请回答20-22题)
[选修3 – 5](请回答23-25题)
17.对下列几种固体物质的认识,正确的有 ________
18.在装有食品的包装袋中充入氮气,可以起到保持作用.某厂家为检测包装袋的密封性,在包装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”).
19.给某包装袋充入氮后密封,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.
20.一渔船向鱼群发出超声波,若鱼群正向渔船靠近,则该鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比 ________
21.用2×106Hz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是胆汁中的 _______倍.用超声波检查胆结石是因为超声波的波长较短,遇到结石时 ________(选填“容易”或“不容易”)发生衍射.
22.人造树脂是常用的眼镜镜片材料.如图所示,光线射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 = 20c——BP = 12cm,求该人造树脂的折射率n.
23.波粒二象性是微观世界的基本特征,以下说法正确的有 __________
24.核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电.U是核电站常用的核燃料.U受一个中子轰击后裂变成Ba和Kr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“小于”)临界体积.
25.取质子的质量mp = 1.6726×10 – 27kg,中子的质量mn = 1.6749×10 – 27kg,α粒子的质量mα = 6.6467×10 – 27kg,光速c = 3.0×108m/s.请计算α粒子的结合能.(计算结果保留两位有效数字)
正确答案
解析
晶体是有明确衍射图案的固体,其原子或分子在空间按一定规律周期重复地排列,食盐是晶体。只是与前面的条件没有构成必然关系
蜂蜡是非晶体
考查方向
解题思路
晶体与非晶体的认识
易错点
晶体与非晶体的区别
正确答案
(2)增大 不变
解析
加压测试过程中,气体的压强变大,故包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力变大,由热力学第一定律得包装袋内氮气的内能不变
考查方向
解题思路
加压测试时,由热力学第一定律分析
易错点
氮气的内能不变
正确答案
若不漏气,设加压后的体积为V1,由等温过程得p0V0 = p1V1
代入数据解得V1 = 0.5L
因为0.45L < 0.5L,故包装袋漏气.
解析
由等温过程得p0V0 = p1V1
代入数据解得V1 = 0.5L,对比0.45分析
考查方向
解题思路
在室温下,说明气体是等温过程,即PV一定。求解应该得到的气体体积对比实际气体体积分析
易错点
不变量
正确答案
解析
波在水中的传播速度不变,但是反射后相对距离靠近,故频率变高
考查方向
解题思路
波速与频率的决定因素
易错点
频率变高
正确答案
(2)1.5 不容易
解析
波长=波速/频率计算倍率,由于超声波的波长较短,不容易跨过结石,故不容易发生衍射
考查方向
解题思路
波长、波速、频率关系、衍射定义分析
易错点
超声波不容易发生衍射
正确答案
(3)设折射角为γ,则折射定律sin30° = nsinγ
由几何关系可知sinγ = ,且OP =
代入数据解得n = (或n ≈ 1.5)
解析
由折射定律sin30° = nsinγ和几何关系分析计算
考查方向
解题思路
折射定律、几何关系
易错点
折射角
正确答案
解析
黑体辐射的实验规律是证明光的粒子性的基本实验!因为它不能用光的波动性解释,在解释这个实验的过程中发现了光的粒子性
德布罗意波长λ=h/P,质子和电子的质量不同,故动量不同,德布罗意波长λ不同
考查方向
解题思路
光电效应、黑体辐射、德布罗意波长
易错点
原理物理的实验现象分析
正确答案
(2)3 大于
解析
写出衰变方程:U+3n=Ba+Kr,裂变物质的体积要大于临界体积.
考查方向
解题思路
由方程两边两个守恒分析即可
易错点
中子个数
正确答案
(3)组成α粒子的核子与α粒子的质量差Δm = (2mp + 2mn) - mα
结合能ΔE =Δmc2
代入数据得ΔE = 4.3×10 – 12J
解析
同理写出核反应方程,有质能亏损计算释放能量
考查方向
解题思路
核反应方程与质能亏损计算
易错点
结合能的计算
24.两端封闭的粗细均匀玻璃管内有两部分气体A和B,中间用一段水银隔开,当水平放置且处于平衡时,温度均为27℃,如图a所示.现先将玻璃管缓慢转至竖直方向(A在下方),再将整根玻璃管置于温度为87℃的热水中,如图b所示,气体最终达到稳定状态,则稳定后与图a中的状态相比,气体A的长度_____________(选填“增大”,“减小”或“不变”);若图a中A、B空气柱的长度分别为LA=20cm,LB=10cm,它们的压强均为75cmHg,水银柱长为L=25cm,则最终两部分气体A、B的体积之比VA:VB=_____________.
正确答案
减小,3:2
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
30.如图所示,竖直放置、开口向上的圆柱形气缸内有a、b两个质量均为m的活塞,可以沿气缸壁无摩擦上、下滑动.a是等厚活塞,b是楔形活塞,其上表面与水平面夹角θ.两活塞现封闭着初始温度T0的A、B两部分气体并保持静止,此时A气体体积VA=2V0,B气体体积VB=V0.已知图中气缸横截面积S,外界大气压p0.
求:
(1)此时A、B两部分气体的压强?
(2)缓慢升高A、B两部分气体温度,求温度升高△T过程中,a活塞移动的距离?
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
8.如图所示,一气缸固定在水平地面上,质量为1 kg的重物P通过滑轮与活塞相连,活塞下面封闭有温度为27°C的理想气体,已知大气压强为1.0×105 Pa,活塞面积为10 cm2,活塞离汽缸底的高度为30 cm,不计活塞重及一切摩擦,当气体温度升高到177°C时( )
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
17.粗细均匀的细直玻璃管,上端封闭,竖直插入一大汞槽中.管内封有一定质量的理想气体,玻璃管上端离开汞槽液面的高度为H,汞柱高度为h,如图所示.保持玻璃管上端离开汞槽液面的高度H不变,而使玻璃管发生倾斜(没有气体溢出),则( )
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
31.一足够高的直立气缸上端开口,用一个厚度不计的活塞封闭了一段高为80cm的气柱,活塞的横截面积为0.01m2,活塞与气缸间的摩擦不计,气缸侧壁通过一个支口与U形管相连,支口离气缸底部的高度为70cm,支口内及U形管内的气体体积忽略不计。已知图示状态时气体的温度为7℃,U形管内水银面的高度差h1为5cm,大气压强p0=1.0×105Pa保持不变,水银的密度ρ=13.6×103kg/m3。
求:
(1)活塞的重力
(2)现在活塞上添加沙粒,同时对气缸内的气体加热,始终保持活塞的高度不变,此过程缓慢进行,当气体的温度升高到37℃时,U形管内水银面的高度差变为多少?
(3)保持上题中的沙粒质量不变,让气缸内的气体逐渐冷却,那么当气体的温度至少降为多少时,U形管内的水银面变为一样高?
正确答案
(1)p0+= p0+ρgh1 .
G活塞=ρghS=13.6×103×10×0.05×0.01N=68(N)
(2)因为活塞的位置保持不变,所以气缸内的气体作等容变化。
由=可得:
h2=0.134m
(3)气体温度下降时,气体的体积会减小,当活塞向下移动到支口下方时,U形管的两臂均与大气相通,两侧液面变为一样高,在此之前气缸内的气体作等压变化。
根据可得:
t3= -1.75℃
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
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