第十一章第2單元固體、液體和氣體知能演練場(chǎng)

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1、選考部分 選修33 第十一章 第2單元 固體、液體和氣體智能演練場(chǎng)如圖12-5所示,一向右開口的汽缸放置在水平地面上,活塞可無(wú)摩擦移動(dòng)且不漏氣，汽缸中間位置有小擋板.初始時(shí)，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1-26所示的pT圖象能正確反應(yīng)缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)變化情況的是 （ )解析：初始時(shí)刻，活塞緊壓小擋板，說(shuō)明汽缸中的氣體壓強(qiáng)小于外界大氣壓強(qiáng)；在緩慢升高汽缸內(nèi)氣體溫度時(shí)，氣體先做等容變化，溫度升高,壓強(qiáng)增大,當(dāng)壓強(qiáng)等于大氣壓時(shí)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(cuò)誤的.在pT圖象中，等容線為通過(guò)原點(diǎn)的直線，所以C圖是錯(cuò)誤的答案：2。（20上海

2、模擬）(1）研成粉末后的物體已無(wú)法從外形特征和物理性質(zhì)各向異性上加以判斷時(shí),可以通過(guò)_方法來(lái)判斷它是否為晶體。（2）在嚴(yán)寒的冬天,房間玻璃上往往會(huì)結(jié)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(dá)到飽和后，還有沒(méi)有液體分子從液面飛出？為什么這時(shí)看起來(lái)不再蒸發(fā)？答:_解析：(1)加熱時(shí),晶體有確定的熔點(diǎn)，而非晶體沒(méi)有確定的熔點(diǎn)，因而可以用加熱時(shí)有無(wú)確定熔點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)來(lái)判斷（2）靠近窗的溫度降低時(shí)，飽和汽壓也變小，這時(shí)會(huì)有部分水蒸氣液化變成水附著在玻璃上，故在內(nèi)側(cè)出現(xiàn)霧珠（3)還有液體分子從液面飛出，但同時(shí)也有氣體分子被碰撞飛回到液體中去，當(dāng)液體上方的蒸汽達(dá)到飽和時(shí)

3、，單位時(shí)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(dòng)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(shí)有無(wú)確定熔點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)（)內(nèi)（3)見解析(200東城模擬）如圖12所示，導(dǎo)熱的汽缸固定在水平地面 上,用活塞把一定質(zhì)量的理想氣體封閉在汽缸中（狀態(tài)）,汽缸 的內(nèi)壁光滑.現(xiàn)用水平外力作用于活塞桿，使活塞緩慢地向右移動(dòng)一段距離（狀態(tài)）,在此過(guò)程中：（）如果環(huán)境保持恒溫，下列說(shuō)法正確的是 （)A每個(gè)氣體分子的速率都不變B。氣體分子平均動(dòng)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。氣體內(nèi)能不變，卻對(duì)外做功，此過(guò)程違反熱力學(xué)第一定律，不可能實(shí)現(xiàn)G.氣體是從單一

4、熱庫(kù)吸熱，全部用來(lái)對(duì)外做功，此過(guò)程不違反熱力學(xué)第二定律(2）如果環(huán)境保持恒溫，分別用p、表示該理想氣體的壓強(qiáng)、體積、溫度.氣體從狀態(tài)變化到狀態(tài)，此過(guò)程可用圖11-28中的哪幾個(gè)圖象表示 ( ）解析：（1）溫度不變，分子平均動(dòng)能不變，分子平均速率不變,由于熱運(yùn)動(dòng)頻繁碰撞,不是每個(gè)分子的速率都不變,對(duì)，A錯(cuò)；由玻意耳定律知體積增大，壓強(qiáng)減小，活塞內(nèi)、外壓強(qiáng)差增大，水平拉力F增大,對(duì)；由溫度不變、體積增大知，氣體內(nèi)能不變，對(duì)外做功，由熱力學(xué)第一定律知，氣體一定從外界吸收熱量，D、E、F均錯(cuò)；題中氣體雖從單一熱庫(kù)吸熱，全部用來(lái)對(duì)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

5、反熱力學(xué)第二定律,G對(duì)（2）由題意知，從到，溫度不變，體積增大，壓強(qiáng)減小,所以只有、正確答案:(1）BC（2)AD4內(nèi)壁光滑的導(dǎo)熱汽缸豎直浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不計(jì)質(zhì)量的活塞封閉壓強(qiáng)為1.0105 Pa、體積為2。00 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?lái)的一半，然后將汽缸移出水槽，緩慢加熱，使氣體溫度變?yōu)?7（大氣壓強(qiáng)為1。015 Pa)（)求汽缸內(nèi)氣體的最終體積;(2)在圖1129所示的V圖上畫出整個(gè)過(guò)程中汽缸內(nèi)氣體的狀態(tài)變化解析：（）在活塞上方倒沙的全過(guò)程中溫度保持不變，即p0V0p1解得:p1p0=1。105 Pa=2.105P在緩慢加熱到127的

6、過(guò)程中壓強(qiáng)保持不變,則=所以2=V1.0033。4703m3（2)如下圖所示.答案：（）.713m3 （2）見解析圖5.（009山東高考)一定質(zhì)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AB過(guò)程為等壓變化,BC過(guò)程為等容變化.已知V=.3m3,TA00，TB400（1)求氣體在狀態(tài)時(shí)的體積.（2)說(shuō)明BC過(guò)程壓強(qiáng)變化的微觀原因()設(shè)B過(guò)程氣體吸收熱量為，BC過(guò)程氣體放出熱量為Q2，比較Q1、2的大小并說(shuō)明原因解析：（1)設(shè)氣體在狀態(tài)B時(shí)的體積為VB,由蓋呂薩克定律得=代入數(shù)據(jù)得VB=0 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(dòng)能變化（減小)，導(dǎo)致氣

7、體壓強(qiáng)變化（減?。?Q1大于Q2;因?yàn)門A=C，故B增加的內(nèi)能與BC減少的內(nèi)能相同,而AB過(guò)程氣體對(duì)外做正功，BC過(guò)程氣體不做功,由熱力學(xué)第一定律可知Q1大于Q2.答案:（)0.4 m3(）見解析（3)Q大于Q2，原因見解析6.某同學(xué)在夏天游玩時(shí),看到有一些小昆蟲可以在水面上停留或能跑來(lái)跑去而不會(huì)沉入水中，尤其是湖水中魚兒戲水時(shí)吐出小氣泡的情景,覺得很美,于是畫了一幅魚兒戲水的圖畫如圖210所示.但旁邊的同學(xué)考慮到上層水溫較高和壓強(qiáng)較小的情況，認(rèn)為他的畫有不符合物理規(guī)律之處，請(qǐng)根據(jù)你所掌握的物理知識(shí)指出正確的畫法(用簡(jiǎn)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(yīng)為：_.

8、（2)物理學(xué)依據(jù)：_.（3）試分析小昆蟲在水面上不會(huì)沉入水中的原因_解析：(1)正確的畫法應(yīng)為：上面的氣泡體積比下面的氣泡體積要大。（2）物理學(xué)依據(jù):由理想氣體狀態(tài)方程得V2V1。因?yàn)閜p2，T21,所以V2V1（3）由于水的表面張力作用，當(dāng)昆蟲在水面上時(shí)，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(lái)跑去而不會(huì)沉入水中。答案：見解析7。（209上海高考）如圖11-21所示，粗細(xì)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(zhǎng)為39 cm，中管內(nèi)水銀面與管口A之間氣柱長(zhǎng)為40 cm先將B端封閉,再將左管豎直插入水銀槽,設(shè)整個(gè)過(guò)程溫

9、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:()穩(wěn)定后右管內(nèi)的氣體壓強(qiáng)p；（2）左管A端插入水銀槽的深度h.（大氣壓強(qiáng)p076 cmHg)解析：（1）設(shè)均勻玻璃管的橫截面積為S，插入水銀槽后對(duì)右管內(nèi)氣體,由玻意耳定律得：p0l0Sp（lh/2)，所以=78 cmg(2）插入水銀槽后左管內(nèi)氣體壓強(qiáng)：ppgh80cmHg,左管內(nèi)、外水銀面高度差h1=4 cm，對(duì)中、左管內(nèi)氣體有p0lS=p,得=38 cm,左管插入水銀槽深度=lh/2l+1=7cm。答案:（1）78cH (2)7 m8。有人設(shè)計(jì)了一種測(cè)溫裝置,其結(jié)構(gòu)如圖121所示.玻璃泡A內(nèi)封有一定量氣體,與管A相連的管插在水銀槽中

10、,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(shè)B管的體積與A泡的體積相比可略去不計(jì)（)B管刻度線是在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下制作的(1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓相當(dāng)于6 cm水銀柱的壓強(qiáng))已知當(dāng)溫度t=時(shí)的刻度線在=1 處，問(wèn)0的刻度線在x為多少厘米處？（2）若大氣壓已變?yōu)橄喈?dāng)于7cm水銀柱的壓強(qiáng)，利用該測(cè)溫裝置測(cè)量溫度時(shí)所得讀數(shù)仍為27，問(wèn)此時(shí)實(shí)際溫度為多少？解析:()A中氣體為等容過(guò)程，有pp1把p1761=6 （cmHg），1=2727300 (K），T=23 K代入上式得:p=0 cmH。6 cx(764。6）=214 （2)此時(shí)A泡內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p=75-165（mH）而

11、體積未變，由查理定律:T=T130 K=5 K22。答案：(1)2。4 c （2）229如圖123所示，一圓柱形容器豎直放置，通過(guò)活塞封閉著攝氏溫度為t的理想氣體活塞的質(zhì)量為m，橫截面積為，與容器底部相距h現(xiàn)通過(guò)電熱絲給氣體加熱一段時(shí)間,結(jié)果活塞緩慢上升了h,若這段時(shí)間內(nèi)氣體吸收的熱量為Q,已知大氣壓強(qiáng)為0，重力加速度為，不計(jì)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(qiáng)；（）這段時(shí)間內(nèi)氣體的內(nèi)能增加了多少？(3）這段時(shí)間內(nèi)氣體的溫度升高了多少？解析:(）pp0（2）氣體對(duì)外做功為Wh(0+)h(pSmg)h由熱力學(xué)第一定律得：U=Q-W=Q(p0+mg）h(3)由蓋呂薩克定律得：解得：t=273+tt-t=273+t。答案:見解析不足之處，敬請(qǐng)諒解6 / 6