高中物理必修一必修3第3讲12.docx
《高中物理必修一必修3第3讲12.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中物理必修一必修3第3讲12.docx(13页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
高中物理必修一必修3第3讲12
高效作业 知能提升
一、选择题
1.下列说法错误的是( )
A.晶体具有天然规则的几何形状,是因为物质微粒是规则排列的
B.有的物质能够生成种类不同的几种晶体,因为它们的物质微粒能够形成不同的空间结构
C.凡各向同性的物质一定是非晶体
D.晶体的各向异性是由晶体内部结构决定的
解析:
晶体的外形、物理性质都是由晶体的微观结构决定的,A、B、D正确.各向同性的物质不一定是非晶体,多晶体也具有这样的性质,C错误.
答案:
C
2.下列哪些现象中,表面张力起了作用( )
A.身体纤细的小虫在平静的水面上自由活动
B.小船浮在水面上
C.毛笔插入水中,笔毛散开,拿出水面,笔毛合拢在一起
D.打湿的鞋袜不容易脱下来
答案:
AC
3.下面的表格是北京地区1~7月份气温与气压的对照表
月份
1
2
3
4
5
6
7
平均最高
气温/℃
1.4
3.9
10.7
19.6
26.7
30.2
30.8
平均大气压
/(105Pa)
1.021
1.019
1.014
1.008
1.003
0.9984
0.9960
7月份与1月份相比较( )
A.空气分子无规则热运动的情况几乎不变
B.空气分子无规则热运动增强了
C.单位时间内空气分子对地面的撞击次数增多了
D.单位时间内空气分子对地面的撞击次数减少了
解析:
气体分子无规则热运动情况只与温度有关,由表可知,7月份温度高于1月份,故空气分子无规则热运动更加剧烈了,选项B正确;因为气体压强是由于气体分子对器壁的频繁撞击而产生的,由表可知,7月份单位时间内气体分子对地面撞击次数减少,D选项正确.
答案:
BD
4.(2010·高考广东卷)如图1-2-8所示,某种自动洗衣机进水时,与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气,通过压力传感器感知管中的空气压力,从而控制进水量.设温度不变,洗衣缸内水位升高,则细管中被封闭的空气( )
图1-2-8
A.体积不变,压强变小
B.体积变小,压强变大
C.体积不变,压强变大
D.体积变小,压强变小
解析:
本题考查气体的体积、压强、温度的关系.以细管中封闭气体为研究对象,当洗衣缸内水位升高时,细管中封闭气体压强变大,而气体温度不变,则由玻意耳定律知,气体体积变小,故B项正确.
答案:
B
5.图1-2-9为竖直放置的上细下粗的密闭细管,水银柱将气体分隔成A、B两部分,初始温度相同.使A、B升高相同温度达到稳定后,体积变化量为ΔVA、ΔVB,压强变化量为ΔpA、ΔpB,对液面压力的变化量为ΔFA、ΔFB,则( )
图1-2-9
A.水银柱向上移动了一段距离
B.ΔVA<ΔVB
C.ΔpA>ΔpB
D.ΔFA=ΔFB
解析:
首先假设液柱不动,则A、B两部分气体发生等容变化,由查理定律,对气体A:
=
;对气体B:
=
,又初始状态满足pA=pB+h,可见使A、B升高相同温度,p′A=
pA=
·(pB+h),p′B=
pB,因此ΔpA>ΔpB,液柱将向上移动,A、C正确;由ΔF=Δps得ΔFA>ΔFB,C正确,D错误;由于气体的总体积不变,因此ΔVA=ΔVB,所以B错误.
答案:
AC
6.封闭在汽缸内一定质量的气体,如果保持气体体积不变,当温度升高时,以下说法正确的是( )
A.气体的密度增大
B.气体的压强增大
C.气体分子的平均动能减小
D.每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多
解析:
体积不变,则单位体积内的分子数不变,温度升高,分子的平均动能增大,每个分子对器壁的撞击力增大,同时每秒撞击到单位面积器壁的分子数也增多,压强将增大,因此本题选B、D.
答案:
BD
7.如图1-2-10所示,竖直圆筒是固定不动的,粗筒横截面积是细筒的3倍,细筒足够长,粗筒中A、B两轻质活塞间封有空气,气柱长L=20cm.活塞A上方的水银深H=10cm,两活塞与筒壁间的摩擦不计,用外力向上托住活塞B,使之处于平衡状态,水银面与粗筒上端相平.现使活塞B缓慢上移,直至水银的一半被推入细筒中,若大气压强p0相当于75cm高的水银柱产生的压强,则此时气体的压强为( )
图1-2-10
A.100cmHg B.85cmHg
C.95cmHgD.75cmHg
解析:
当有一半的水银推入细筒中时,由于粗筒截面积是细筒截面积的3倍,因此,细筒中水银高度为
×3=15cm,活塞A上方水银柱的总高度为h=15cm+
=20cm,因活塞A的重力不计,所以气体的压强p=p0+h=95cmHg,C正确.
答案:
C
二、非选择题
8.为了测试某种安全阀在外界环境为一个大气压时,所能承受的最大内部压强,某同学自行设计制作了一个简易的测试装置.该装置是一个装有电加热器和温度传感器的可密闭容器.测试过程可分为如下操作步骤:
a.记录密闭容器内空气的初始温度t1;
b.当安全阀开始漏气时,记录容器内空气的温度t2;
c.用电加热器加热容器内的空气;
d.将待测安全阀安装在容器盖上;
e.盖紧装有安全阀的容器盖,将一定量空气密闭在容器内.
(1)将每一步骤前的字母按正确的操作顺序填写:
__________;
(2)若测得的温度分别为t1=27℃,t2=87℃,已知大气压强为1.0×105Pa,则测试结果是:
这个安全阀能承受的最大内部压强是__________.
解析:
(1)将安全阀安装在容器盖上,然后密封空气,记录其初始温度t1,然后加热密封空气,待漏气时记录容器内空气温度t2,故正确操作顺序为deacb.
(2)已知T1=300K,T2=360K,p0=1.0×105Pa,由于密封空气的体积不变,由查理定律可得:
=
,p=
=
Pa=1.2×105Pa.
答案:
(1)deacb
(2)1.2×105Pa
9.如图1-2-11,粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口,管内有一段水银柱,右管内气柱长为39cm,中管内水银面与管口A之间气柱长为40cm.先将口B封闭,再将左管竖直插入水银槽中,设整个过程温度不变,稳定后右管内水银面比中管内水银面高2cm,求:
图1-2-11
(1)稳定后右管内的气体压强p;
(2)左管A端插入水银槽的深度h.(大气压强p0=76cmHg)
解析:
(1)插入水银槽后右管内气体:
由玻意耳定律得:
p0l0S=p(l0-Δh/2)S,所以p=78cmHg.
(2)插入水银槽后左管压强:
p′=p+Δh=80cmHg,左管内外水银面高度差h1=
=4cm,中、左管内气体p0l=p′l′,l′=38cm,
左管插入水银槽深度h=l+Δh/2-l′+h1=7cm.
答案:
(1)78cmHg
(2)7cm
10.
(1)带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体.气体开始处于状态a,然后经过过程ab到达状态b或经过过程ac到达状态c,b、c状态温度相同,如图1-2-12所示.设气体在状态b和状态c的压强分别为pb和pc,在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac,则__________.(填入选项前的字母)
图1-2-12
A.pb>pc,Qab>QacB.pb>pc,Qab<Qac
C.pb<pc,Qab>QacD.pb<pc,Qab<Qac
(2)图1-2-13中系统由左右两个侧壁绝热、底部导热、截面均为S的容器组成.左容器足够高,上端敞开,右容器上端由导热材料封闭,两个容器的下端由可忽略容积的细管连通.
容器内两个绝热的活塞A、B下方封有氮气,B上方封有氢气.大气的压强为p0,温度为T0=273K,两个活塞因自身重量对下方气体产生的附加压强均为0.1p0.系统平衡时,各气柱的高度如图1-2-13所示.现将系统的底部浸入恒温热水槽中,再次平衡时,A上升了一定的高度.用外力将A缓慢推回第一次平衡时的位置并固定,第三次达到平衡后,氢气柱高度为0.8h.氮气和氢气均可视为理想气体.求:
图1-2-13
①第二次平衡时氮气的体积;
②水的温度.
解析:
(1)C
(2)①考虑氢气的等温过程.该过程的初态压强为p0,体积为hS,末态体积为0.8hS.
设末态的压强为p,由玻意耳定律得p=
=1.25p0
活塞A从最高点被推回第一次平衡时位置的过程是等温过程.该过程的初态压强为1.1p0,体积为V;末态的压强为p′,体积为V′,则p′=p+0.1p0=1.35p0
V′=2.2hS
由玻意耳定律得V=
×2.2hS=2.7hS.
②活塞A从最初位置升到最高点的过程为等压过程.该过程的初态体积和温度分别为2hS和T0=273K,末态体积为2.7hS.设末态温度为T,由盖—吕萨克定律得T=
T0=368.55K.
答案:
(1)C
(2)①2.7hS ②368.55K
11.一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C,其中A→B过程为等压变化,B→C过程为等容变化.已知VA=0.3m3,TA=TC=300K,TB=400K.
(1)求气体在状态B时的体积;
(2)说明B→C过程压强变化的微观原因;
(3)设A→B过程气体吸收热量为Q1,B→C过程气体放出热量为Q2,比较Q1、Q2的大小并说明原因.
解析:
(1)设气体在B状态时的体积为VB,由盖—吕萨克定律得
=
,代入数据得VB=0.4m3.
(2)微观原因:
气体体积不变,分子密集程度不变,温度降低,气体分子平均动能减小,导致气体压强减小.
(3)Q1大于Q2;因为TA=TC,故A→B增加的内能与B→C减小的内能相同,而A→B过程气体对外做正功,B→C过程气体不做功,由热力学第一定律可知Q1大于Q2.
答案:
(1)0.4m3
(2)见解析 (3)Q1>Q2,理由见解析
12.
(1)下列说法正确的是________.
A.气体的内能是分子热运动的动能和分子间的势能之和;
B.气体的温度变化时,其分子平均动能和分子间势能也随之改变;
C.功可以全部转化为热,但热量不能全部转化为功;
D.热量能够自发地从高温物体传递到低温物体,但不能自发地从低温物体传递到高温物体;
E.一定量的气体,在体积不变时,分子每秒平均碰撞次数随着温度降低而减小;
F.一定量的气体,在压强不变时,分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加.
(2)一气象探测气球,在充有压强为1.00atm(即76.0cmHg)、温度为27.0℃的氦气时,体积为3.50m3.在上升至海拔6.50km高空的过程中,气球内氦气逐渐减小到此高度上的大气压36.0cmHg,气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不变.此后停止加热,保持高度不变.已知在这一海拔高度气温为-48.0℃.求:
①氦气在停止加热前的体积;
②氦气在停止加热较长一段时间后的体积.
解析:
(1)ADEF
(2)①在气球上升至海拔6.50km高空的过程中,气球内氦气经历一等温过程.
根据玻意耳定律有p1V1=p2V2,
式中,p1=76.0cmHg,V1=3.50m3,p2=36.0cmHg,V2是在此等温过程末氦气的体积.解得V2=7.39m3.
②在停止加热较长一段时间后,氦气的温度逐渐从T1=300K下降到与外界气体温度相同,即T2=225K.这是一等压过程,根据盖—吕萨克定律有
=
,
式中,V3是在此等压过程末氦气的体积.解得V3=5.54m3.
答案:
(1)ADEF
(2)①7.39m3 ②5.54m3