题目列表(包括答案和解析)
11.图甲是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的V-T图象.已知气体在状态A时的压强是1.5×105Pa.
(1)说出A→B过程中压强变化的情形,并根据图象提供的信息,计算图中TA的值;
(2)请在图乙坐标系中,作出由状态A经过状态B变为状态C的p-T图象,并在图线相应位置上标出字母A、B、C.如果需要计算才能确定有关坐标值,请写出计算过程.
[答案] (1)200K (2)见解析
[解析] 从A到B是等压变化,从B到C是等容变化.
(1)由题图甲可以看出,A与B的连线的延长线过原点O,所以A→B是等压变化,即pA=pB.
根据盖-吕萨克定律可得=,
所以TA=·TB=×300K=200K.
(2)如题图甲所示,由B→C是等容变化,根据查理定律得:=.
所以pC=·pB=·pB=·pA=×1.5×105Pa=2.0×105Pa.
则可画出由状态A→B→C的p-T图象如答图所示.
10.一容器有一小孔与外界相通,温度为27℃时容器中气体的质量为m,若使温度升高到127℃,容器中气体的质量为多少?
[答案] m
[解析] 容器容积一定,内部气体的质量m=ρ·V,质量之比就等于内部气体密度之比.利用=求得密度之比,便可解得答案.
容器内气体p1=p2,T1=300K,T2=400K.
据=得==,而m=ρ·V,
m2=ρ2V=ρ1·V=m.所以容器内气体质量还剩m.
9.一电炉的功率P=200W,将质量m=240g的固体样品放在炉内,通电后的电炉内的温度变化如图所示.设全部电能转化为热能并全部被样品吸收,试问:该固体样品的熔点和熔化热为多大?
[答案] 60℃ 1×105J/kg
[解析] 由熔化曲线上温度不变的部分可找出熔点.
根据熔化时间和电炉功率可知电流做功的多少,这些功全部转化为热并全部用于样品的熔化.
样品的熔点为60℃,熔化时间t=2min,电流做功W=Pt.
设样品的熔化热为λ,样品熔化过程中共吸收热量Q=λm.
由W=Q,即Pt=λm,得
λ==J/kg=1×105J/kg
8.一定量的理想气体与两种实际气体Ⅰ、Ⅱ在标准大气压下做等压变化时的V-T关系如图(a)所示,图中=.用三份上述理想气体作为测温物质制成三个相同的温度计,然后将其中两个温度计中的理想气体分别换成上述实际气体Ⅰ、Ⅱ.在标准大气压下,当环境温度为T0时,三个温度计的示数各不相同,如图(b)所示,温度(ⅱ)中的测温物质应为实际气体________(图中活塞质量忽略不计);若此时温度计(ⅱ)和(ⅲ)的示数分别为21℃和24℃,则此时温度计(ⅰ)的示数为________℃;可见以实际气体作为测温物质时,会产生误差.为减小在T1-T2范围内的测量误差,现对T0进行修正,制成如图(c)所示的复合气体温度计,图中无摩擦导热活塞将容器分成两部分,在温度为T1时分别装入适量气体Ⅰ和Ⅱ,则两种气体体积之比VⅠ?VⅡ应为________.
[答案] Ⅱ 23 2:1
[解析] 本实验是在教材探索性实验的基础上,考查考生综合运用所学知识分析、处理实验数据等能力,从而突出了对创新能力的考查.从V-T图像可看出,温度为T1时,气体的体积相同;温度为T0时,Ⅱ的体积较小,所以温度计ⅱ中的测温物质应为实际气体Ⅱ,在温度为T0时,Tⅱ=21℃,Tⅲ=24℃,由于==,代入数据可得T0=23℃,对T0校正,在温度T1时装入气体体积比为2?1.
7.某同学在夏天游玩时,看到有一些小昆虫可以在水面上停留或能跑来跑去而不会沉入水中,尤其是湖水中鱼儿戏水时吐出小气泡的情景,觉得很美,于是画了一张鱼儿戏水的图画如图,但旁边的同学考虑到上层水温较高和压强较小的情况,认为他的画有不符合物理规律之处,请根据你所掌握的物理知识指出正确的画法(用简单的文字表述,不要画图),并指出这样画的物理依据.
(1)正确画法______________________________________________________________
(2)物理依据_________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(3)试分析小昆虫在水面上不会沉入水中的原因.
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
[答案] 见解析
[解析] (1)气泡体积由下向上要逐渐增大.
(2)由理想气体状态方程=,V2=V1
∵p1>p2,T2>T1,∴V2>V1
(3)由于昆虫受表面张力作用,当昆虫在水面上时,液体表面下凹,像张紧的橡皮膜,液体由于表面张力作用,对昆虫施加向上的作用力,该力与重力平衡,所以昆虫不会沉入水中.
6.如图所示,一根竖直的弹簧支持着一倒立汽缸的活塞,使汽缸悬空而静止.设活塞和缸壁间无摩擦且可以在缸内自由移动,缸壁导热性能良好.使缸内气体温度总能与外界大气的温度相同,则下列结论中正确的是 ( )
A.若外界大气压强增大,则弹簧将压缩一些
B.若外界大气压强增大,则汽缸的上底面距地面的高度将增大
C.若气温升高,则活塞距地面的高度将减小
D.若气温升高,则汽缸的上底面距地面的高度将增大
[答案] D
[解析] 取活塞及汽缸为研究对象,其重力和弹簧弹力平衡,无论气体怎样变化,弹力不变,其长度不变,A错;p气=p0+,大气压强p0增大,气体压强变大,温度不变.由玻意耳定律知气柱变短,即汽缸上底面离地高度变小,B错;气体压强不变,温度升高,根据盖-吕萨克定律知体积增大,气柱变长,知C错,D对.
5.(2009·西安五校联考)如图所示是氧气分子在不同温度(0℃和100℃)下的速率分布,由图可得信息 ( )
A.同一温度下,氧气分子的速率呈现出“中间多,两头少”的分布规律
B.随着温度的升高,每一个氧气分子的速率都增大
C.随着温度的升高,氧气分子中速率小的分子所占的比例升高
D.随着温度的升高,氧气分子的平均速率增大
[答案] AD
[解析] 由题图可知,氧气分子的速率呈现出“中间多,两头少”的分布规律,A正确;这是一个统计规律,不能说随着温度的升高,每一个氧气分子的速率都增大,B错误;随着温度的升高,氧气分子中速率小的分子所占的比例降低,氧气分子的平均速率增大,C错误、D正确.
4.(2009·东营一中考试)在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡,由烧热的针接触其上一点,蜡熔化的范围如图甲乙丙所示,而甲、乙、丙三种液体在熔解过程中温度随加热时间变化的关系如图丁所示 ( )
A.甲、乙为非晶体,丙是晶体
B.甲、丙为晶体,乙是非晶体
C.甲、丙为非晶体,丙是晶体
D.甲为多晶体,乙为非晶体,丙为单晶体
[答案] BD
[解析] 由图甲乙丙可知:甲、乙各向同性,丙各向异性;由图丁可知:甲、丙有固定熔点,乙无固定熔点,所以甲、丙为晶体,乙是非晶体.其中甲为多晶体,丙为单晶体.
3.由饱和汽和饱和汽压的概念,选出下列结论中哪些是正确的 ( )
A.饱和汽和液体之间的动态平衡,是指汽化和液化同时进行的过程中,且进行的速率相等
B.一定温度饱和汽的密度为一定值,温度升高,饱和汽的密度增大
C.一定温度下的饱和汽压,随饱和汽的体积增大而增大
D.饱和汽压跟绝对温度成正比
[答案] AB
[解析] 由动态平衡概念可知A正确;在一定温度下,饱和汽的密度是一定的,它随着温度升高而增大,故B正确;一定温度下的饱和汽压与体积无关,C错误.饱和汽压随温度升高而增大,原因是:温度升高时,饱和汽的密度增大;温度升高时,气体分子平均速率增大.理想气体状态方程不适用于饱和汽,饱和汽压和绝对温度的关系不成正比,饱和汽压随温度的升高增大得比线性关系更快,D错误.
2.(2009·江苏模拟)玻璃烧杯中盛有少许水银,在太空轨道上运行的宇宙飞船内,水银在烧杯中呈怎样的形状(如图所示) ( )
[答案] D
[解析] 因为水银不浸润玻璃,所以在完全失重的情况下,其形状由表面张力决定.在表面张力作用下表面要收缩至最小,因而最终水银成球形.
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