人教版选择性必修第三册课件第二章气体固体和液体单元素养评价2.ppt

1、单元素养评价(二)(第二章)(90分钟100分)一、单项选择题一、单项选择题:本题共本题共8 8小题小题,每小题每小题3 3分分,共共2424分。在每小题给出的四个选项中分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。只有一项是符合题目要求的。1.1.下列说法正确的是下列说法正确的是()A.A.状态参量是描述系统状态的物理量状态参量是描述系统状态的物理量,故当系统的状态变化时故当系统的状态变化时,其各个状态参量其各个状态参量都会改变都会改变B.B.当系统不受外界影响当系统不受外界影响,且经过足够长的时间且经过足够长的时间,其内部各部分状态参量将会达到其内部各部分状态参量将会达到稳定稳定

2、C.C.只有处于平衡态的系统才有状态参量只有处于平衡态的系统才有状态参量D.D.达到平衡态的两个系统具有相同的内能达到平衡态的两个系统具有相同的内能【解析解析】选选B B。由于描述系统的各种性质需要不同的物理量。由于描述系统的各种性质需要不同的物理量,只要其中某个量变只要其中某个量变化化,系统的状态就会发生变化系统的状态就会发生变化,不一定各个状态参量都发生变化不一定各个状态参量都发生变化,选项选项A A错误错误;当系当系统不受外界影响时统不受外界影响时,系统总要趋于平衡系统总要趋于平衡,其内部各部分状态参量趋于稳定其内部各部分状态参量趋于稳定,选项选项B B正确正确;系统处于平衡态或非平衡态

3、系统处于平衡态或非平衡态,只是状态参量有无变化只是状态参量有无变化,因而选项因而选项C C错误错误;两个两个物体发生热传递时物体发生热传递时,达到平衡态时达到平衡态时,两个系统具有相同的温度两个系统具有相同的温度,故选项故选项D D错误。错误。2.2.如图所示如图所示,活塞质量为活塞质量为m,m,缸套质量为缸套质量为M,M,通过弹簧吊放在地上通过弹簧吊放在地上,汽缸内封住一定汽缸内封住一定质量的空气质量的空气,缸套与活塞无摩擦缸套与活塞无摩擦,活塞截面积为活塞截面积为S,S,大气压强为大气压强为p p0 0,则则()A.A.汽缸内空气的压强等于汽缸内空气的压强等于p p0 0+B.B.汽缸内空

4、气的压强等于汽缸内空气的压强等于p p0 0-C.C.内外空气对缸套的作用力为内外空气对缸套的作用力为(M+m)g(M+m)gD.D.内外空气对活塞的作用力为内外空气对活塞的作用力为mgmgMgSmgS【解析解析】选选A A。对缸套受力分析如图所示。对缸套受力分析如图所示 由力的平衡由力的平衡:pS=p:pS=p0 0S+Mg,S+Mg,所以所以p=pp=p0 0+,A+,A正确正确,B,B错误错误;内外空气对缸套和活塞的内外空气对缸套和活塞的作用力为作用力为pS-ppS-p0 0S=Mg,S=Mg,所以所以C C、D D均错。均错。MgS3.3.对一定量的理想气体对一定量的理想气体,下列说法

5、正确的是下列说法正确的是()A.A.气体体积是指所有气体分子的体积之和气体体积是指所有气体分子的体积之和B.B.体积不变体积不变,压强增大时压强增大时,气体分子的平均动能一定增大气体分子的平均动能一定增大C.C.当气体膨胀时当气体膨胀时,气体的分子势能减小气体的分子势能减小,因而气体的内能一定减少因而气体的内能一定减少D.D.压强不变压强不变,温度降低时温度降低时,气体分子的密度一定减小气体分子的密度一定减小【解析解析】选选B B。由于气体分子间的距离较大。由于气体分子间的距离较大,分子间距离不能忽略分子间距离不能忽略,所以气体体积所以气体体积要比所有气体分子的体积之和要大要比所有气体分子的体

6、积之和要大,A,A错误错误;体积不变体积不变,压强增大时压强增大时,温度上升温度上升,气气体分子的平均动能一定增大体分子的平均动能一定增大,B,B正确正确;理想气体的内能只与气体的温度有关理想气体的内能只与气体的温度有关,只要只要气体的温度不变气体的温度不变,则内能不变则内能不变,C,C错误错误;压强不变时压强不变时,温度降低温度降低,分子的平均动能减分子的平均动能减少少,分子的密度一定增加分子的密度一定增加,D,D错误。错误。4.4.某长方体固体物质某长方体固体物质,其各方向的导热性能相同其各方向的导热性能相同,则该物质则该物质()A.A.一定是非晶体一定是非晶体B.B.可能具有确定的熔点可

7、能具有确定的熔点C.C.一定是单晶体一定是单晶体,因为它有规则的几何形状因为它有规则的几何形状D.D.一定不是单晶体一定不是单晶体,因为它具有各向同性的物理性质因为它具有各向同性的物理性质【解析解析】选选B B。导热性能各向相同的物体可能是非晶体。导热性能各向相同的物体可能是非晶体,也可能是多晶体也可能是多晶体,还可能还可能是单晶体是单晶体,所以所以A A、D D错误错误;晶体都有确定的熔点晶体都有确定的熔点,B,B正确正确;单晶体所具有的规则的几单晶体所具有的规则的几何形状是天然的何形状是天然的,该长方体物体规则的几何形状可能是人为加工的该长方体物体规则的几何形状可能是人为加工的,C,C错误

8、。错误。【补偿训练补偿训练】晶体在熔化过程中所吸收的热量主要用于晶体在熔化过程中所吸收的热量主要用于()A.A.破坏空间点阵结构破坏空间点阵结构,增加分子动能增加分子动能B.B.破坏空间点阵结构破坏空间点阵结构,增加分子势能增加分子势能C.C.破坏空间点阵结构破坏空间点阵结构,增加分子势能增加分子势能,同时增加分子动能同时增加分子动能D.D.破坏空间点阵结构破坏空间点阵结构,但不增加分子势能和分子动能但不增加分子势能和分子动能【解析解析】选选B B。晶体有固定的熔点。晶体有固定的熔点,熔化过程中吸收的热量主要用于破坏空间点熔化过程中吸收的热量主要用于破坏空间点阵结构阵结构,因温度不变因温度不变

9、,所以分子平均动能不变所以分子平均动能不变,吸收的热量用于增加分子势能吸收的热量用于增加分子势能,所所以以B B项正确。项正确。5.5.假设高空实验火箭起飞前假设高空实验火箭起飞前,仪器舱内气体的压强仪器舱内气体的压强p p0 0=1 atm,=1 atm,温度温度t t0 0=27,=27,在火在火箭竖直向上飞行的过程中箭竖直向上飞行的过程中,加速度的大小等于重力加速度大小加速度的大小等于重力加速度大小g,g,仪器舱内水银气仪器舱内水银气压计的示数为压计的示数为p=0.6pp=0.6p0 0,已知仪器舱是密封的已知仪器舱是密封的,那么那么,这段过程中舱内温度是这段过程中舱内温度是()A.16

10、.2 A.16.2 B.32.4 B.32.4 C.360 KC.360 KD.180 KD.180 K【解析解析】选选C C。加速前后。加速前后,仪器舱内气体是等容变化仪器舱内气体是等容变化,可以用查理定律求加速时舱可以用查理定律求加速时舱内温度。取舱内气体为研究对象内温度。取舱内气体为研究对象,由查理定律得由查理定律得 。取气压计内。取气压计内高出液面的水银柱为研究对象高出液面的水银柱为研究对象,起飞后起飞后0.6p0.6p0 0=gh,=gh,由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得p p2 2S-ShgS-Shg=Sha,=Sha,其中其中a=g,a=g,由以上得由以上得p p2 2=1.2=

11、1.210105 5 Pa,T Pa,T2 2=360 K,=360 K,则则C C项正确。项正确。522300 K1 10 PaTp6.6.下列说法不正确的是下列说法不正确的是()A.A.浸润液体会在毛细管里上升浸润液体会在毛细管里上升B.B.在固体与液体接触的薄层内在固体与液体接触的薄层内,液体分子受到固体的引力大于液体内部对附着层液体分子受到固体的引力大于液体内部对附着层分子引力时发生浸润现象分子引力时发生浸润现象C.C.在建筑房屋时在建筑房屋时,砌砖的地基上要铺上一层油毡或涂过沥青的厚纸砌砖的地基上要铺上一层油毡或涂过沥青的厚纸,这是为了增这是为了增加毛细现象使地下水容易上升加毛细现象

12、使地下水容易上升D.D.农田里如果要保持地下水分农田里如果要保持地下水分,就要把地面的土壤锄松就要把地面的土壤锄松,可以减少毛细现象的发可以减少毛细现象的发生生【解析解析】选选C C。浸润液体在毛细管内上升。浸润液体在毛细管内上升,是因表面张力向上的拉引作用是因表面张力向上的拉引作用,故故A A正正确确;在固体与液体接触的薄层内在固体与液体接触的薄层内,液体分子受到固体的引力大于液体内部对薄层液体分子受到固体的引力大于液体内部对薄层分子引力时发生浸润现象分子引力时发生浸润现象,故故B B正确正确;在建筑房屋时在建筑房屋时,砌砖的地基上要铺上一层油砌砖的地基上要铺上一层油毡或涂过沥青的厚纸毡或涂

13、过沥青的厚纸,这是为了防止毛细现象这是为了防止毛细现象,从而使地下水不容易上升从而使地下水不容易上升,故故C C错错误误;农田里如果要保持地下水分农田里如果要保持地下水分,就要把地面的土壤锄松就要把地面的土壤锄松,可以减少毛细现象的发可以减少毛细现象的发生生,故故D D正确。因本题选不正确的正确。因本题选不正确的,故选故选C C。7.7.容积容积V=20 LV=20 L的钢瓶充满氧气后的钢瓶充满氧气后,压强压强p=30 atm,p=30 atm,打开钢瓶阀门打开钢瓶阀门,让氧气分装到容让氧气分装到容积为积为V=5 LV=5 L的小瓶中去的小瓶中去,小瓶子已抽成真空。分装完成后小瓶子已抽成真空。

14、分装完成后,每个小瓶的压强每个小瓶的压强p=2 atmp=2 atm。在分装过程中无漏气现象。在分装过程中无漏气现象,且温度保持不变且温度保持不变,那么最多可能装的瓶数那么最多可能装的瓶数是是()A.4A.4B.50B.50C.56C.56D.60D.60【解析解析】选选C C。设最多可装的瓶数为。设最多可装的瓶数为n,n,由等温分态公式得由等温分态公式得pV=pV+npV,pV=pV+npV,解得解得n=56n=56。故。故C C正确。正确。(pp)V(30 2)20p V25 8.8.两个容器两个容器A A、B,B,用截面均匀的水平细玻璃管连通用截面均匀的水平细玻璃管连通,如图所示如图所示

15、,A,A、B B所装气体的温所装气体的温度分别为度分别为37 37 和和57,57,水银柱在管中央平衡水银柱在管中央平衡,如果两边温度都升高如果两边温度都升高10,10,则水则水银柱将银柱将()A.A.向左移动向左移动B.B.向右移动向右移动C.C.不动不动D.D.条件不足条件不足,不能确定不能确定【解题指南解题指南】运用假设法判断液柱移动的一般思路运用假设法判断液柱移动的一般思路(1)(1)先假设液柱或活塞不发生移动先假设液柱或活塞不发生移动,两部分气体均做等容变化。两部分气体均做等容变化。(2)(2)对两部分气体分别应用查理定律的分比形式对两部分气体分别应用查理定律的分比形式 ,求出每部分

16、气体压强的求出每部分气体压强的变化量变化量p,p,并加以比较。并加以比较。【解析解析】选选B B。假设水银柱不动。假设水银柱不动,A,A、B B气体都做等容变化气体都做等容变化,根据查理定律可得根据查理定律可得p=p=T,A T,A、B B气体初状态的压强相同气体初状态的压强相同,压强的变化取决于初状态的温度压强的变化取决于初状态的温度,由于由于T TA ATppB B,所以水银柱向右移动所以水银柱向右移动,故选故选B B。pTpTpT【补偿训练补偿训练】如图所示如图所示,两端封闭、粗细均匀、竖直放置的玻璃管内有一长为两端封闭、粗细均匀、竖直放置的玻璃管内有一长为h h的水银柱的水银柱,将管将

17、管内气体分为两部分内气体分为两部分,已知已知l2 2=2=2l1 1。若使两部分气体同时升高相同的温度。若使两部分气体同时升高相同的温度,则管内水则管内水银柱将银柱将(设原来温度相同设原来温度相同)()A.A.向上移动向上移动B.B.向下移动向下移动C.C.水银柱不动水银柱不动D.D.无法判断无法判断 【解析解析】选选A A。由。由 得得pp1 1=p=p1 1,p,p2 2=p=p2 2,由于由于p p1 1pp2 2,所以所以pp1 1pp2 2,水银柱向上移动。选项水银柱向上移动。选项A A正确。正确。pTpTTTTT二、多项选择题二、多项选择题:本题共本题共4 4小题小题,每小题每小题

18、4 4分分,共共1616分。在每小题给出的四个选项中分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得有多项符合题目要求。全部选对的得4 4分分,选对但不全的得选对但不全的得2 2分分,有选错的得有选错的得0 0分。分。9.9.下列现象中由液体的表面张力造成的是下列现象中由液体的表面张力造成的是()A.A.游泳时弄湿了的头发黏在一起游泳时弄湿了的头发黏在一起B.B.熔化的铁水注入内空且为球形的砂箱熔化的铁水注入内空且为球形的砂箱,冷却后铸成一个铁球冷却后铸成一个铁球C.C.脱湿衣服感觉很费劲脱湿衣服感觉很费劲D.D.绸布伞有缝隙但不漏雨水绸布伞有缝隙但不漏雨水【解析解析】选选A A

19、、D D。铁球的形状取决于砂箱的形状。铁球的形状取决于砂箱的形状,B,B选项错误选项错误;C;C选项中脱湿衣服选项中脱湿衣服费劲是附着力造成的。故费劲是附着力造成的。故A A、D D正确。正确。10.10.一定质量的理想气体一定质量的理想气体,从图示从图示A A状态开始状态开始,经历了经历了B B、C,C,最后到最后到D D状态状态,下列判断下列判断中正确的是中正确的是()A.ABA.AB温度升高温度升高,压强不变压强不变B.BCB.BC体积不变体积不变,压强变大压强变大C.CDC.CD体积变小体积变小,压强变大压强变大D.DD.D点的压强比点的压强比A A点的压强小点的压强小【解析解析】选选

20、A A、C C、D D。在。在V-TV-T图像中图像中,AB,AB为等压过程为等压过程,A,A正确正确;BC;BC为等容过程为等容过程,温温度降低度降低,压强减小压强减小,B,B错误错误;CD;CD为等温过程为等温过程,体积减小体积减小,压强增大压强增大,C,C正确正确;再在题图再在题图中连接中连接OD,OD,比较比较OAOA和和ODOD两条等压线两条等压线,斜率越大斜率越大,压强越小压强越小,则有则有P PD DPPA A,D,D正确。故选正确。故选A A、C C、D D。11.11.如图所示如图所示,两端开口的弯管两端开口的弯管,左管插入水银槽中左管插入水银槽中,右管有一段高为右管有一段高

21、为h h的水银柱的水银柱,中间封有一段空气。则中间封有一段空气。则()A.A.弯管左管内外水银面的高度差为弯管左管内外水银面的高度差为h hB.B.若把弯管向上移动少许若把弯管向上移动少许,则管内气体体积增大则管内气体体积增大C.C.若把弯管向下移动少许若把弯管向下移动少许,右管内的水银柱沿管壁上升右管内的水银柱沿管壁上升D.D.若环境温度升高若环境温度升高,右管内的水银柱沿管壁上升右管内的水银柱沿管壁上升【解析解析】选选A A、C C、D D。由题意知。由题意知,管内压强管内压强p=pp=p0 0+gh,+gh,则弯管左管内外水银面的高则弯管左管内外水银面的高度差为度差为h,Ah,A正确正确

22、;由于压强保持不变由于压强保持不变,无论向上还是向下移动玻璃管无论向上还是向下移动玻璃管,气体体积保气体体积保持不变持不变,则则C C正确正确,B,B错误错误;在压强保持不变时在压强保持不变时,T,T变大变大,则则V V变大变大,则则D D正确。正确。12.12.如图所示如图所示,在柱形容器中装有部分水在柱形容器中装有部分水,容器上方有一可自由移动的活塞。容器容器上方有一可自由移动的活塞。容器水面浮有一个木块和一个一端封闭、开口向下的玻璃管水面浮有一个木块和一个一端封闭、开口向下的玻璃管,玻璃管中有部分空气玻璃管中有部分空气,系统稳定时系统稳定时,玻璃管内空气柱在管外水面上方的长度为玻璃管内空

23、气柱在管外水面上方的长度为a,a,空气柱在管外水面下方空气柱在管外水面下方的长度为的长度为b,b,水面上方木块的高度为水面上方木块的高度为c,c,水面下方木块的高度为水面下方木块的高度为d d。现在活塞上方施。现在活塞上方施加竖直向下且缓缓增大的力加竖直向下且缓缓增大的力F,F,使活塞下降一小段距离使活塞下降一小段距离(未碰及玻璃管和木块未碰及玻璃管和木块),),下下列说法中正确的是列说法中正确的是()A.dA.d和和b b都不变都不变B.B.只有只有b b减小减小C.C.只有只有a a减小减小D.aD.a和和c c都减小都减小【解析解析】选选A A、C C。活塞下降一小段距离。活塞下降一小段

24、距离,则容器中的气体体积减小则容器中的气体体积减小,压强增大压强增大,对对于木块露出的部分决定于上、下压强差于木块露出的部分决定于上、下压强差,故故c c、d d不变不变;对于玻璃管对于玻璃管,浮力等于重力浮力等于重力,排开水的体积不变排开水的体积不变,b,b不变不变,玻璃管内气体压强增大玻璃管内气体压强增大,又又b b不变不变,故故a a减小减小,A,A、C C正确。正确。三、实验题三、实验题:本题共本题共2 2小题小题,共共1414分。分。13.(613.(6分分)用用DISDIS研究一定质量气体在温度不变时研究一定质量气体在温度不变时,压强与体积关系的实验装置如压强与体积关系的实验装置如

25、图图1 1所示所示,实验步骤如下实验步骤如下:把注射器活塞移至注射器中间位置把注射器活塞移至注射器中间位置,将注射器与压强传感器、数据采集器、计将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接算机逐一连接;移动活塞移动活塞,记录注射器的刻度值记录注射器的刻度值V,V,同时记录对应的由计算机显示的气体压强值同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p;p;用用V-V-图像处理实验数据图像处理实验数据,得出如图得出如图2 2所示图线。所示图线。(1)(1)为了保持封闭气体的质量不变为了保持封闭气体的质量不变,实验中采取的主要措施是实验中采取的主要措施是_。(2)(2)为了保持封闭气体的温度不变为了保持

26、封闭气体的温度不变,实验中采取的主要措施是实验中采取的主要措施是_和和_。(3)(3)如果实验操作规范正确如果实验操作规范正确,但如图但如图2 2所示的所示的V-V-图线不过原点图线不过原点,则则V V0 0代表代表_。1p1p【解析解析】(1)(1)为了保证气体的质量不变为了保证气体的质量不变,要用润滑油涂活塞达到封闭效果。要用润滑油涂活塞达到封闭效果。(2)(2)要让气体与外界进行足够的热交换要让气体与外界进行足够的热交换,一要时间长一要时间长,也就是动作缓慢也就是动作缓慢,二要活塞二要活塞导热性能好导热性能好,再者不能用手握住封闭气体部分的注射器。再者不能用手握住封闭气体部分的注射器。(

27、3)(3)根据根据p(V+Vp(V+V0 0)=C,C)=C,C为定值为定值,则则V=-VV=-V0 0,体积读数值比实际值小体积读数值比实际值小,V,V0 0表示注射器表示注射器与压强传感器连接部位的气体体积。与压强传感器连接部位的气体体积。答案答案:(1)(1)用润滑油涂活塞用润滑油涂活塞(2)(2)缓慢抽动活塞不能用手握住注射器封闭气体部缓慢抽动活塞不能用手握住注射器封闭气体部分分(3)(3)注射器与压强传感器连接部位的气体体积注射器与压强传感器连接部位的气体体积Cp14.(814.(8分分)现用现用“验证玻意耳定律验证玻意耳定律”的仪器来测量大气压强的仪器来测量大气压强p p。注射器针

28、筒已被固。注射器针筒已被固定在竖直方向上定在竖直方向上,针筒上所标刻度是注射器的容积针筒上所标刻度是注射器的容积,最大刻度最大刻度V Vm m=10 mL=10 mL。注射器活。注射器活塞已装上钩码框架塞已装上钩码框架,如图所示。此外如图所示。此外,还有一个托盘天平、若干钩码、一把米尺、还有一个托盘天平、若干钩码、一把米尺、一个针孔橡皮帽和少许润滑油。一个针孔橡皮帽和少许润滑油。(1)(1)下面是实验步骤下面是实验步骤,试填写所缺的和。试填写所缺的和。用米尺测出注射器针筒上全部刻度的长度用米尺测出注射器针筒上全部刻度的长度L L。_。把适量的润滑油抹在注射器的活塞上把适量的润滑油抹在注射器的活

29、塞上,将活塞插入外筒中将活塞插入外筒中,上下拉动活塞上下拉动活塞,使活使活塞与针筒的间隙内均匀地涂上润滑油。塞与针筒的间隙内均匀地涂上润滑油。将活塞插到适当的位置。将活塞插到适当的位置。_。p=(-M)(1)弄清题意,确定研究对象,一般来说,研究对象分两类:一类是热学研究对象(2)该气体在标准状态下(指温度t=0,压强p=1 atm=1105 Pa)的体积是多少?(结果保留两位有效数字)(1)下面是实验步骤,试填写所缺的和。在V-T图像中,AB为等压过程,A正确;BC为等容过程,温度降低,压强减小,B错误;CD为等温过程,体积减小,压强增大,C正确;再在题图中连接OD,比较OA和OD两条等压线

30、,斜率越大,压强越小,则有PDPA,D正确。T2=300 K、V2=(1分)p2=p+g以汽缸内气体为研究对象,由玻意耳定律使罐吸附在人体穴位上,进而治疗某些疾病。(一定质量的气体);另一类是力学研究对象(汽缸、活塞或某系统)。单元素养评价(二)(第二章)6p0,已知仪器舱是密封的,那么,这段过程中舱内温度是()高出液面的水银柱为研究对象,起飞后0.由玻意耳定律得p1V1=p2V2要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位。加速前后,仪器舱内气体是等容变化,可以用查理定律求加速时舱p2S+Mgsin-p0S=Ma(1分)AB温度升高,压强不变汽缸内空气的压强等于p0-即p1=p0-(

31、1分)到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止,求此时密封气体的温度。在钩码框架两侧挂上钩码在钩码框架两侧挂上钩码,记下所挂的钩码的质量记下所挂的钩码的质量m m1 1。在达到平衡后。在达到平衡后,记下注射记下注射器中空气柱的体积器中空气柱的体积V V1 1。在这个过程中不要用手接触注射器以保证空气柱温度不变。在这个过程中不要用手接触注射器以保证空气柱温度不变。增加钩码的个数增加钩码的个数,使钩码的质量增大为使钩码的质量增大为m m2 2,达到平衡后达到平衡后,记下空气柱的体积记下空气柱的体积V V2 2。(2)(2)计算大气压强计算大气压强p p的公式是的公式是_。(用已给的和测得的物理量表示用已

32、给的和测得的物理量表示,重力加速度大小为重力加速度大小为g)g)【解析解析】(1)(1)实验步骤实验步骤:用米尺测出注射器针筒上全部刻度的长度用米尺测出注射器针筒上全部刻度的长度L L。称出活塞和钩码框架的总质量称出活塞和钩码框架的总质量M M。把适量的润滑油抹在注射器的活塞上把适量的润滑油抹在注射器的活塞上,将活塞插入外筒中将活塞插入外筒中,上下拉动活塞上下拉动活塞,使活使活塞与针筒的间隙内均匀地涂上润滑油。塞与针筒的间隙内均匀地涂上润滑油。将活塞插到适当的位置。将活塞插到适当的位置。将注射器针筒上的小孔用橡皮帽堵住。将注射器针筒上的小孔用橡皮帽堵住。在钩码框架两侧挂上钩码在钩码框架两侧挂上

33、钩码,记下所挂的钩码的质量记下所挂的钩码的质量m m1 1。在达到平衡后。在达到平衡后,记下注射记下注射器中空气柱的体积器中空气柱的体积V V1 1,在这个过程中不要用手接触注射器以保证空气柱温度不在这个过程中不要用手接触注射器以保证空气柱温度不变。变。增加钩码的个数增加钩码的个数,使钩码的质量增大为使钩码的质量增大为m m2 2,达到平衡后达到平衡后,记下空气柱的体积记下空气柱的体积V V2 2。(2)(2)活塞的横截面积为活塞的横截面积为S=S=由力学平衡条件得由力学平衡条件得p p1 1=p+g=p+gp p2 2=p+g=p+gmVL1MmS2MmS由玻意耳定律得由玻意耳定律得p p1

34、 1V V1 1=p=p2 2V V2 2联立解得大气压强联立解得大气压强p=(-M)p=(-M)答案答案:(1)(1)称出活塞和钩码框架的总质量称出活塞和钩码框架的总质量M M将注射器针筒上的小孔用橡皮帽堵住。将注射器针筒上的小孔用橡皮帽堵住。(2)p=(-M)(2)p=(-M)mLgV221112m Vm VVVmLgV221112m Vm VVV四、计算题四、计算题:本题共本题共4 4小题小题,共共4646分。要有必要的文字说明和解题步骤分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计有数值计算的要注明单位。算的要注明单位。15.(815.(8分分)在如图所示的在如图所示的p-Tp-T图像中图

35、像中,一定质量的某种理想气体先后发生以下两种一定质量的某种理想气体先后发生以下两种状态变化状态变化:第一次变化是从状态第一次变化是从状态A A到状态到状态B,B,第二次变化是从状态第二次变化是从状态B B到状态到状态C,C,且且ACAC连连线的反向延长线过坐标原点线的反向延长线过坐标原点O,O,已知气体在已知气体在A A状态时的体积为状态时的体积为V VA A=3 L,=3 L,求求:(1)(1)气体在状态气体在状态B B时的体积时的体积V VB B和状态和状态C C时的压强时的压强p pC C;(2)(2)该气体在标准状态下该气体在标准状态下(指温度指温度t=0,t=0,压强压强p=1 at

36、m=1p=1 atm=110105 5 Pa)Pa)的体积是多的体积是多少少?(?(结果保留两位有效数字结果保留两位有效数字)【解析解析】(1)(1)由题意可知由题意可知:V VA A=V=VC C=3 L,=3 L,因此因此A A到到C C过程可以等效为等容变化过程可以等效为等容变化由查理定律得由查理定律得:,:,(1(1分分)代入数据解得代入数据解得p pC C=2=210105 5 Pa,Pa,(2(2分分)状态状态B B到状态到状态C C的过程为等温变化的过程为等温变化,由玻意耳定律得由玻意耳定律得:p:pB BV VB B=p=pC CV VC C,(1(1分分)代入数据解得代入数据

37、解得V VB B=1.5 L=1.5 L。(1(1分分)CAACppTT(2)(2)设气体在标准状态下的体积为设气体在标准状态下的体积为V V0 0,由盖由盖-吕萨克定律得吕萨克定律得 ,(1(1分分)代入数据解得代入数据解得V V0 0=2.7 L(2=2.7 L(2分分)答案答案:(1)1.5 L(1)1.5 L2 210105 5 Pa Pa(2)2.7 L(2)2.7 L0AA0VVTT16.(816.(8分分)如图所示如图所示,在倾角为在倾角为的固定光滑斜面上的固定光滑斜面上,有一缸体质量为有一缸体质量为M M的汽缸的汽缸,用用活塞密封一定质量的气体活塞密封一定质量的气体,活塞的质量

38、不能忽略。当对活塞加一个沿斜面向上的活塞的质量不能忽略。当对活塞加一个沿斜面向上的作用力作用力F F时时,能使整个装置静止在斜面上能使整个装置静止在斜面上,设此时汽缸内气体的体积为设此时汽缸内气体的体积为V V1 1,若将所加若将所加的沿斜面向上的力撤去的沿斜面向上的力撤去,则缸体连同活塞将沿斜面下滑则缸体连同活塞将沿斜面下滑,下滑过程中当活塞相对下滑过程中当活塞相对于缸体静止时于缸体静止时,设此时汽缸内气体的体积为设此时汽缸内气体的体积为V V2 2。已知活塞面积为。已知活塞面积为S,S,大气压强为大气压强为p p0 0。求求V V2 2和和V V1 1的比值。的比值。【解析解析】汽缸静止时

39、汽缸静止时,以缸体为研究对象以缸体为研究对象,由平衡条件得由平衡条件得p p1 1S+Mgsin=pS+Mgsin=p0 0S S(1(1分分)即即p p1 1=p=p0 0-(1(1分分)去掉去掉F F后后,当缸体和活塞相对静止时当缸体和活塞相对静止时,取缸体为研究对象取缸体为研究对象,由平衡条件得由平衡条件得p p2 2S+MgsinS+Mgsin-p-p0 0S=MaS=Ma(1(1分分)又对整体研究又对整体研究,由牛顿运动定律得由牛顿运动定律得(M+m)gsin(M+m)gsin=(M+m)a,a=gsin=(M+m)a,a=gsin(2(2分分)MgsinS由由式得式得p p2 2=

40、p=p0 0(1(1分分)以汽缸内气体为研究对象以汽缸内气体为研究对象,由玻意耳定律由玻意耳定律p p1 1V V1 1=p=p2 2V V2 2(1(1分分)得得 。(1(1分分)答案答案:1-1-21120VpMgsin1Vpp S 0Mgsinp S【总结提升总结提升】解决汽缸类问题的一般思路解决汽缸类问题的一般思路(1)(1)弄清题意弄清题意,确定研究对象确定研究对象,一般来说一般来说,研究对象分两类研究对象分两类:一类是热学研究对象一类是热学研究对象(一定质量的气体一定质量的气体););另一类是力学研究对象另一类是力学研究对象(汽缸、活塞或某系统汽缸、活塞或某系统)。(2)(2)分析

41、清楚题目所述的物理过程分析清楚题目所述的物理过程,对热学研究对象分析对热学研究对象分析,清楚初、末状态及状态清楚初、末状态及状态变化过程变化过程,依据气体实验定律列出方程依据气体实验定律列出方程;对力学研究对象要进行正确的受力分析对力学研究对象要进行正确的受力分析,依据力学规律列出方程。依据力学规律列出方程。(3)(3)注意挖掘题目的隐含条件注意挖掘题目的隐含条件,如压强关系、体积关系等如压强关系、体积关系等,列出辅助方程。列出辅助方程。(4)(4)多个方程联立求解。对求解的结果注意检验它们的合理性。多个方程联立求解。对求解的结果注意检验它们的合理性。17.(1417.(14分分)如图如图,一

42、粗细均匀的细管开口向上竖直放置一粗细均匀的细管开口向上竖直放置,管内有一段高度为管内有一段高度为2.0 cm2.0 cm的水银柱的水银柱,水银柱下密封了一定量的理想气体水银柱下密封了一定量的理想气体,水银柱上表面到管口的距离为水银柱上表面到管口的距离为2.0 cm2.0 cm。若将细管倒置。若将细管倒置,水银柱下表面恰好位于管口处水银柱下表面恰好位于管口处,且无水银滴落且无水银滴落,管内气体管内气体温度与环境温度相同。已知大气压强为温度与环境温度相同。已知大气压强为76 cmHg,76 cmHg,环境温度为环境温度为296 K296 K。(1)(1)求细管的长度求细管的长度;(2)(2)若在倒

43、置前若在倒置前,缓慢加热管内被密封的气体缓慢加热管内被密封的气体,直直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止,求此时密封气体的温度。求此时密封气体的温度。【解析解析】(1)(1)设细管的长度为设细管的长度为L,L,横截面的面积为横截面的面积为S,S,水银柱高度为水银柱高度为h;h;初始时初始时,设水设水银柱上表面到管口的距离为银柱上表面到管口的距离为h h1 1,被密封气体的体积为被密封气体的体积为V,V,压强为压强为p;p;细管倒置时细管倒置时,气体气体体积为体积为V V1 1,压强为压强为p p1 1。由玻意耳定律有。由玻意耳定律有pV=ppV=p1 1V V

44、1 1(2(2分分)由力的平衡条件有由力的平衡条件有p=pp=p0 0+gh+gh(2(2分分)p p1 1=p=p0 0-gh-gh(2(2分分)式中式中,、g g分别为水银的密度和重力加速度的大小分别为水银的密度和重力加速度的大小,p,p0 0为大气压强。由题意有为大气压强。由题意有V=S(L-hV=S(L-h1 1-h)-h)(1(1分分)V V1 1=S(L-h)=S(L-h)(1(1分分)由式和题给条件得由式和题给条件得L=41 cmL=41 cm(2(2分分)(2)(2)设气体被加热前、后的温度分别为设气体被加热前、后的温度分别为T T0 0和和T,T,由盖由盖-吕萨克定律有吕萨克

45、定律有 (2(2分分)由式和题给数据得由式和题给数据得T=312 KT=312 K(2(2分分)答案答案:(1)41 cm(1)41 cm(2)312 K(2)312 K10VVTT18.(1618.(16分分)(2020)(2020山东等级考山东等级考)中医拔罐的物理原理是利用玻璃罐内外的气压差中医拔罐的物理原理是利用玻璃罐内外的气压差使罐吸附在人体穴位上使罐吸附在人体穴位上,进而治疗某些疾病。常见拔罐有两种进而治疗某些疾病。常见拔罐有两种,如图所示如图所示,左侧为左侧为火罐火罐,下端开口下端开口;右侧为抽气拔罐右侧为抽气拔罐,下端开口下端开口,上端留有抽气阀门。使用火罐时上端留有抽气阀门。

46、使用火罐时,先先加热罐中气体加热罐中气体,然后迅速按到皮肤上然后迅速按到皮肤上,自然降温后火罐内部气压低于外部大气压自然降温后火罐内部气压低于外部大气压,使火罐紧紧吸附在皮肤上。抽气拔罐是先把罐体按在皮肤上使火罐紧紧吸附在皮肤上。抽气拔罐是先把罐体按在皮肤上,再通过抽气降低罐再通过抽气降低罐内气体压强。某次使用火罐时内气体压强。某次使用火罐时,罐内气体初始压强与外部大气压相同罐内气体初始压强与外部大气压相同,温度为温度为450 K,450 K,最终降到最终降到300 K,300 K,因皮肤凸起因皮肤凸起,内部气体体积变为罐容积的内部气体体积变为罐容积的 。若换。若换2021用抽气拔罐用抽气拔罐

47、,抽气后罐内剩余气体体积变为抽气拔罐容积的抽气后罐内剩余气体体积变为抽气拔罐容积的 ,罐内气压与火罐罐内气压与火罐降温后的内部气压相同。罐内气体均可视为理想气体降温后的内部气压相同。罐内气体均可视为理想气体,忽略抽气过程中气体温度忽略抽气过程中气体温度的变化。求应抽出气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值。的变化。求应抽出气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值。2021【解析解析】设火罐内气体初始状态参量分别为设火罐内气体初始状态参量分别为p p1 1、T T1 1、V V1 1,温度降低后状态参量分温度降低后状态参量分别为别为p p2 2、T T2 2、V V2 2,罐的容积为罐的容积为V V0

48、 0,由题意知由题意知p p1 1=p=p0 0、T T1 1=450 K=450 K、V V1 1=V=V0 0、T T2 2=300 K=300 K、V V2 2=(1(1分分)由理想气体状态方程得由理想气体状态方程得 (2(2分分)代入数据得代入数据得p p2 2=0.7p=0.7p0 0(2(2分分)020V2120001220pVp V21TT对于抽气拔罐对于抽气拔罐,设初态气体状态参量分别为设初态气体状态参量分别为p p3 3、V V3 3,末态气体状态参量分别为末态气体状态参量分别为p p4 4、V V4 4,罐的容积为罐的容积为V V0 0,由题意知由题意知p p3 3=p=p

49、0 0、V V3 3=V=V0 0、p p4 4=p=p2 2(1(1分分)由玻意耳定律得由玻意耳定律得p p0 0V V0 0=p=p2 2V V4 4(2(2分分)联立式联立式,代入数据得代入数据得V V4 4=V=V0 0(2(2分分)107设抽出的气体的体积为设抽出的气体的体积为V,V,由题意知由题意知V=VV=V4 4-V-V0 0(2(2分分)故应抽出气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值为故应抽出气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值为 (2(2分分)联立式联立式,代入数据得代入数据得 (2(2分分)答案答案:20214mVmVm1m313T2=300 K、V2=(1分)由式和题给条

50、件得p=(-M)(8分)如图所示,在倾角为的固定光滑斜面上,有一缸体质量为M的汽缸,用活塞密封一定质量的气体,活塞的质量不能忽略。(2分)导热性能各向相同的物体可能是非晶体,也可能是多晶体,还可能是单晶体,所以A、D错误;晶体都有确定的熔点,B正确;单晶体所具有的规则的几何形状是天然的,该长方体物体规则的几何形状可能是人为加工的,C错误。设抽出的气体的体积为V,由题意知导热性能各向相同的物体可能是非晶体,也可能是多晶体,还可能是单晶体,所以A、D错误;晶体都有确定的熔点,B正确;单晶体所具有的规则的几何形状是天然的,该长方体物体规则的几何形状可能是人为加工的,C错误。2105 Pa,T2=36