第十一章第2單元固體、液體和氣體知能演練場

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1、選考部分 　選修3－3 第十一章 第2單元 固體、液體和氣體 智能演練場 １．如圖１1－2-5所示,一向右開口的汽缸放置在水平地面上,活塞可無摩擦移動且不漏氣，汽缸中間位置有小擋板.初始時，外界大氣壓為p0，活塞緊壓小擋板處,現(xiàn)緩慢升高缸內(nèi)氣體溫度，則如圖１1-2－6所示的p—T圖象能正確反應缸內(nèi)氣體壓強變化情況的是 　　 　　 ?。ā?) 解析：初始時刻，活塞緊壓小擋板，說明汽缸中的氣體壓強小于外界大氣壓強；在 緩慢升高汽缸內(nèi)氣體溫度時，氣體先做等容變化，溫度升高,壓強增大,當壓強等 于大氣壓時活塞離開小擋板，氣體做等壓變化,溫度升高，體積增大，A、D是錯誤 的.在

2、p－T圖象中，等容線為通過原點的直線，所以C圖是錯誤的． 答案：Ｂ 2。（2０１0·上海模擬）(1）研成粉末后的物體已無法從外形特征和物理性質各向異性上加以判斷時,可以通過_＿＿____＿_＿______方法來判斷它是否為晶體。 （2）在嚴寒的冬天,房間玻璃上往往會結一層霧，霧珠是在窗玻璃的____＿__＿_＿__＿_＿_表面。（填“外”或“內(nèi)”）． (3）密閉容器里液體上方的蒸汽達到飽和后，還有沒有液體分子從液面飛出？為什么這時看起來不再蒸發(fā)？ 答:_＿＿_＿____＿_＿_＿_____＿___＿＿___＿___＿_______＿＿____＿___＿______＿___＿__＿__

3、 解析：(1)加熱時,晶體有確定的熔點，而非晶體沒有確定的熔點，因而可以用加熱時有無確定熔點的實驗來判斷． （2）靠近窗的溫度降低時，飽和汽壓也變小，這時會有部分水蒸氣液化變成水附著在玻璃上，故在內(nèi)側出現(xiàn)霧珠． （3)還有液體分子從液面飛出，但同時也有氣體分子被碰撞飛回到液體中去，當液體上方的蒸汽達到飽和時，單位時間內(nèi)逸出液體表面的分子數(shù)與回到液體表面的分子數(shù)相等而呈動態(tài)平衡即飽和汽.液體不再減少，從宏觀上看好像不再蒸發(fā)了. 答案:（1)用加熱時有無確定熔點的實驗 （２)內(nèi)?。?)見解析 ３．(20１0·東城模擬）如圖1１—2—７所示，導熱的汽缸固定在水平地面 上,用活塞把

4、一定質量的理想氣體封閉在汽缸中（狀態(tài)①）,汽缸 的內(nèi)壁光滑.現(xiàn)用水平外力Ｆ作用于活塞桿，使活塞緩慢地向 右移動一段距離（狀態(tài)②）,在此過程中： （１）如果環(huán)境保持恒溫，下列說法正確的是　 　 　　 　 　　 　 　 　　 （　　) A．每個氣體分子的速率都不變 B。氣體分子平均動能不變 C．水平外力F逐漸變大 D.氣體內(nèi)能減少 E．氣體放熱 Ｆ。氣體內(nèi)能不變，卻對外做功，此過程違反熱力學第一定律，不可能實現(xiàn) G.氣體是從單一熱庫吸熱，全部用來對外做功，此過程不違反熱力學第二定律 (2）如果環(huán)境保持恒溫，分別用p、Ｖ、Ｔ表示該理想氣體的壓強、體積

5、、溫度.氣體從狀態(tài)①變化到狀態(tài)②，此過程可用圖11-2－8中的哪幾個圖象表示 　( ?。? 解析：（1）溫度不變，分子平均動能不變，分子平均速率不變,由于熱運動頻繁碰 撞,不是每個分子的速率都不變,Ｂ對，A錯；由玻意耳定律知體積增大，壓強減 小，活塞內(nèi)、外壓強差增大，水平拉力F增大,Ｃ對；由溫度不變、體積增大知， 氣體內(nèi)能不變，對外做功，由熱力學第一定律知，氣體一定從外界吸收熱量，D、 E、F均錯；題中氣體雖從單一熱庫吸熱，全部用來對外做功，但必須有外力作用 于桿并引起氣體的體積增大,因而引起了其他變化,不違反熱力學第二定律,G 對．（2）由題意知，從①到②，溫度不變，體積增

6、大，壓強減小,所以只有Ａ、Ｄ正確． 答案:(1）BCＧ?。?)AD 4．內(nèi)壁光滑的導熱汽缸豎直浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不計質量的活塞封閉壓強為1.0×105 Pa、體積為2。0×１0－３ m3的理想氣體．現(xiàn)在活塞上方緩緩倒上沙子,使封閉氣體的體積變?yōu)樵瓉淼囊话?，然后將汽缸移出水槽，緩慢加熱，使氣體溫度變?yōu)椋?7℃．（大氣壓強為1。0×1０5 Pa) 　（１)求汽缸內(nèi)氣體的最終體積; (2)在圖11－2—9所示的ｐ－V圖上畫出整個過程中汽缸內(nèi)氣體的狀態(tài)變化． 解析：（１）在活塞上方倒沙的全過程中溫度保持不變，即p0V0＝p１Ｖ1 解得:p1＝p0=×1。０×105 Pa=

7、2.０×105Pａ 在緩慢加熱到127℃的過程中壓強保持不變,則 = 所以Ｖ2=V１＝×1.0×１0—3ｍ3 ≈１。47×１0—3m3． （2)如下圖所示. 答案：（１）１.４7×1０－3m3 （2）見解析圖 5.（２009·山東高考)一定質量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C，其中A→B過程為等壓變化,B→C過程為等容變化.已知VＡ=０.3　m3,TA＝ＴＣ＝３00?。耍琓B＝400?。耍? （1)求氣體在狀態(tài)Ｂ時的體積. （2)說明B→C過程壓強變化的微觀原因． (３)設Ａ→B過程氣體吸收熱量為Ｑ１，B→C過程氣體放出熱量為Q2，比較Q1、Ｑ2的大小并說明原因．

8、解析：（1)設氣體在狀態(tài)B時的體積為VB,由蓋-呂薩克定律得= 代入數(shù)據(jù)得VB=0．４ m3 （2）微觀原因：氣體體積不變，分子密集程度不變，溫度變化（降低）,氣體分子平均動能變化（減小)，導致氣體壓強變化（減小）． （３)Q1大于Q2;因為TA=ＴC，故Ａ→B增加的內(nèi)能與B→C減少的內(nèi)能相同,而A→B過程氣體對外做正功，B→C過程氣體不做功,由熱力學第一定律可知Q1大于Q2. 答案:（１)0.4 m3　(２）見解析?。?)Q１大于Q2，原因見解析 6.某同學在夏天游玩時,看到有一些小昆蟲可以在水面上停留或能跑來 跑去而不會沉入水中，尤其是湖水中魚兒戲水時吐出小氣泡的情景, 覺得

9、很美,于是畫了一幅魚兒戲水的圖畫如圖１１—2—10所示.但旁 邊的同學考慮到上層水溫較高和壓強較小的情況，認為他的畫有不符 合物理規(guī)律之處，請根據(jù)你所掌握的物理知識指出正確的畫法(用簡 單的文字表述，不要畫圖），并指出這樣畫的物理依據(jù)． (1)正確的畫法應為：＿＿＿___＿__＿__＿____________＿. （2)物理學依據(jù)：＿___＿__＿_＿_＿__＿＿_______＿____. （3）試分析小昆蟲在水面上不會沉入水中的原因_＿＿＿_______＿___＿__＿___＿_____＿___． 解析：(1)正確的畫法應為：上面的氣泡體積比下面的氣泡體積要大。 （2）物理學

10、依據(jù):由理想氣體狀態(tài)方程得V2＝V1。 因為p１＞p2，T2＞Ｔ1,所以V2>V1． （3）由于水的表面張力作用，當昆蟲在水面上時，水的表面向下凹，像張緊的橡皮膜，小昆蟲受到向上的彈力與重力平衡,所以昆蟲可以在水面上停留或能跑來跑去而不會沉入水中。 答案：見解析 7。（20０9·上海高考）如圖11-2－１1所示，粗細均勻的彎曲玻璃管A、B 兩端開口．管內(nèi)有一段水銀柱,右管內(nèi)氣柱長為39 cm，中管內(nèi)水銀 面與管口A之間氣柱長為40 cm．先將B端封閉,再將左管豎直插入水 銀槽,設整個過程溫度不變，穩(wěn)定后右管內(nèi)水銀面比中管內(nèi)水銀面高 2 cm。求: (１)穩(wěn)定后右管內(nèi)

11、的氣體壓強p； （2）左管A端插入水銀槽的深度h.（大氣壓強p0＝76 cmHg) 解析：（1）設均勻玻璃管的橫截面積為S，插入水銀槽后對右管內(nèi)氣體,由玻意耳定律得： p0l0S＝p（l０－Δh/2)Ｓ， 所以ｐ=78 cmＨg． (2）插入水銀槽后左管內(nèi)氣體壓強： p′＝p＋ρgΔh＝80　cmHg, 左管內(nèi)、外水銀面高度差h1==4 cm， 對中、左管內(nèi)氣體有p0lS=p′ｌ′Ｓ, 得ｌ′=38 cm, 左管插入水銀槽深度 ｈ=l＋Δh/2－l′+ｈ1=7　cm。 答案:（1）78　cｍHｇ (2)7 ｃm 8。有人設計了一種測溫裝置,其結構如圖1１—2—1２所示

12、.玻璃泡A內(nèi)封有一定量氣體,與管A相連的Ｂ管插在水銀槽中,管內(nèi)水銀面的高度x即可反映泡內(nèi)氣體的溫度,即環(huán)境溫度，并可由B管上的刻度直接讀出。設B管的體積與A泡的體積相比可略去不計． （１)B管刻度線是在1標準大氣壓下制作的(1標準大氣壓相當于７6 cm水銀柱的壓強)．已知當溫度t=２７℃時的刻度線在ｘ=1６ ｃｍ處， 問ｔ＝0℃的刻度線在x為多少厘米處？ （2）若大氣壓已變?yōu)橄喈斢?５　cm水銀柱的壓強，利用該測溫裝置測量溫度時所得讀數(shù) 仍為27℃，問此時實際溫度為多少？ 解析:(１)A中氣體為等容過程， 有p＝p1 把p1＝76－1６=6０ （cmHg）， Ｔ1=27３＋

13、27＝300 (K）， T=2７3 K代入上式得: p=×６0 cmHｇ＝５４。6 cｍＨｇ x＝(76—５4。6）?。悖?21．4 ｃｍ （2)此時A泡內(nèi)氣體壓強為 ｐ′＝p０′—ｘ=75-16＝5９?。ǎ鉳Hｇ） 而體積未變，由查理定律: T′=T1＝×3０0 K=２９5 K＝22℃。 答案：(1)2１。4 cｍ （2）22℃ 9．如圖１1—2－１3所示，一圓柱形容器豎直放置，通過活塞封閉著 攝氏溫度為t的理想氣體．活塞的質量為m，橫截面積為Ｓ，與容 器底部相距h．現(xiàn)通過電熱絲給氣體加熱一段時間,結果活塞緩慢 上升了h,若這段時間內(nèi)氣體吸收的熱量為Q,已知大氣壓強為 ｐ0，重力加速度為ｇ，不計器壁向外散失的熱量及活塞與器壁間的 摩擦,求: （1）氣體的壓強； （２）這段時間內(nèi)氣體的內(nèi)能增加了多少？ (3）這段時間內(nèi)氣體的溫度升高了多少？ 解析:(１）p＝p0＋ （2）氣體對外做功為 W＝ｐＳh＝(ｐ0+)Ｓh＝(p０S＋mg)h 由熱力學第一定律得： ΔU=Q-W=Q－(p0Ｓ+mg）h (3)由蓋-呂薩克定律得：＝ ＝ 解得：t′=273+２t Δt＝ｔ′-t=273+t。 答案:見解析 ` 不足之處，敬請諒解 6 / 6