鲁科版选修33 固体、液体、气体实验定律 第1课时 作业.docx

固体、液体、气体实验定律1一定质量的气体经历一系列状态变化，其p-1/v图线如图所示，变化顺序由abcda，图中ab线段延长线过坐标原点，cd线段与p轴垂直，da线段与1/v轴垂直。气体在此状态变化过程中： （ ）a. ab，压强减小、温度不变、体积增大b. bc，压强增大、温度降低、体积减小c. cd，压强不变、温度升高、体积减小d. da，压强减小、温度升高、体积不变【答案】a2如图所示，两端开口的“”型管，一端竖直插入水银槽内，竖直管的上端有一小段水银，水银的上表面刚好与水平管平齐，水平部分足够长，若将玻璃管稍微上提一点，或稍微下降一点时，被封闭的空气柱长度的变化分别是： （ ）a. 变大；变小 b. 变大；不变c. 不变；不变 d. 不变；变大【答案】d【解析】在向上提或向下降玻璃管时，管内气体温度不变，设大气压为p0，封闭气体压强p=p0+h，当玻璃管稍向上提一点时，封闭气体压强不变，由玻意耳定律可知，气体体积不变，空气柱长度不变；玻璃管稍向下降一点时，管内气体被压缩，空气柱上方液体有一部分进入水平管，h变小，封闭气体压强p=p0+h变小，由玻意耳定律可知，气体体积变大，空气柱长度变大，故abc错误，d正确；故选d3下列说法不正确的是 （填入正确选项前的字母，选对1个给2分，选对2个给4分，选对3个给5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）a. 竖直玻璃管里的水银面不是平面，而是“上凸”的，这是表面张力所致b. 相对湿度是空气里水蒸气的压强与大气压强的比值c. 物理性质表现为各向同性的固体一定是非晶体d. 压缩气体需要用力，这是气体分子间有斥力的表现e. 气缸里一定质量的理想气体发生等压膨胀时，单位时间碰撞器壁单位面积的气体分子数一定减少【答案】bcd4下列关于热学问题得说法正确的是 （填入正确选项前的字母，选对1个给2分，选对2个给4分，选对3个给5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）a草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠这一物理过程中水分子间的引力、斥力都增大b晶体熔化时吸收热量，分子平均动能一定增大c由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间距离，液面分子间作用力表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势d某气体的摩尔质量为m、摩尔体积为v、密度为，用na表示阿伏伽德罗常数，每个气体分子的质量0=m/na，每个气体分子的体积v0=m/nae密封在容积不变的容器内的气体，若温度升高，则气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大【答案】ace【名师点睛】考查物态变化吸放热现象、表面张力、气体压强和阿伏伽德罗常数知识，比较全面深入，只要平时多看书，加强记忆即可解答5一横截面积为s的气缸水平放置，固定不动，两个活塞a和b将气缸分隔为1、2两气室，温度均为27，到达平衡时1、2两气室长度分别为30cm和20cm，如图所示，在保持两气室温度不变的条件下，缓慢推动活塞a，使之向右移动5cm，不计活塞与气缸壁之间的摩擦，大气压强为。求：（1）活塞b向右移动的距离；（2）若再将活塞a用销子固定，保持气室1的温度不变，加热气室2中的气体体积恢复原来的大小，则应将气室2温度升高为多少？【答案】（1）（2）【解析】（1）因气缸水平放置，又不计活塞的摩擦，故平衡时两气室内的压强必相等，均为p0设在活塞a向右移动d的过程中活塞b向右移动的距离为x，平衡时两气缸内压强均为p，因温度不变，根据玻意耳定律，得气室1： -，气室2： -由上面两式解得（2）活塞a固定，气室2中气体的体积恢复为时，温度升高为，压强增大为，此过程为等容过程，运用查理定律这时气室1中气体的体积为，压强增大为，温度仍为27，为等温过程，根据玻意耳定律，得，解方程组得【名师点睛】本题关键要确定气体发生何种状态变化，再选择合适的规律列式求解难度不大，计算要小心，容易出错1下列说法中正确的是 （填入正确选项前的字母，选对1个给2分，选对2个给4分，选对3个给5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）。a将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体b固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质c由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体d在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体e在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变【答案】bcd【名师点睛】解答该题要熟练的掌握晶体和非晶体的特性，对于晶体有一下特点：晶体有整齐规则的几何外形；晶体有固定的熔点，在熔化过程中，温度始终保持不变；晶体有各向异性的特点非晶体是指组成物质的分子（或原子、离子）不呈空间有规则周期性排列的固体它没有一定规则的外形，如玻璃、松香、石蜡等它的物理性质在各个方向上是相同的，叫“各项同性”它没有固定的熔点2如图质量为m的绝热活塞把一定质量的理想气体密封在竖直放置的绝热气缸内。活塞可在气缸内无摩擦滑动。现通过电热丝对一理想气体十分缓慢地加热。设气缸处在大气中，大气压强恒定。经过一段较长时间后，下列说法正确的是_ （填入正确选项前的字母，选对1个给2分，选对2个给4分，选对3个给5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）。a、气缸中气体的压强比加热前要大b、气缸中气体的压强保持不变c、气缸中气体的体积比加热前要大d、气缸中气体的内能可能和加热前一样大e活塞在单位时间内受气缸中分子撞击的次数比加热前要少【答案】bce【名师点睛】气体加热时，封闭气体发生等压变化，可根据盖吕萨克定律列式知温度上升，气体发生等压变化，可根据热力学第一定律求内能的变化量由压强的决定因素：分子平均动能和单位体积内的分子数分析单位时间内分子撞击气缸的次数3如图所示，密闭容器内的氢气温度与外界空气的温度相同，现对该容器缓慢加热，当容器内的氢气温度高于外界空气的温度时，则 （填入正确选项前的字母，选对1个给2分，选对2个给4分，选对3个给5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）。a氢分子的平均动能增大b氢分子的势能增大c容器内氢气的内能增大d容器内氢气的内能可能不变e容器内氢气的压强增大【答案】ace【名师点睛】该题考查物体的内能与理想气体的状态方程，要明确气体的内能仅仅与气体的温度有关基础题目温度是分子的平均动能的标志，气体的内能仅仅与分子动能有关，根据理想气体的状态方程方向气体的状态参量的变化4（多选）圆柱形气缸固定放置在水平地面上，其截面如图所示，用硬杆连接的两个活塞在气缸的左右两侧分别封闭了两部分气体a、b，活塞可自由移动两侧的横截面积sasb，两活塞间的c部分可通过阀门k实现与外界的连通或断开开始时两边气体温度相同，活塞处于平衡状态现使两边气体缓慢升高相同的温度，重新平衡后两边气体压强的增量分别为pa和pb下列判断正确的是： （ ）a若c部分是真空，则在温度升高的过程中活塞始终不动b若c部分是真空，则最终平衡时pa=pbc若c部分与外界大气连通，则活塞向右移d若c部分与外界大气连通，则最终平衡时papb【答案】ad【解析】若c部分是真空，活塞a、b及细杆这个整体的平衡条件为：pasa-pbsb=0，则：，假设活塞不动，则：两部分的气体都做等容变化，由于，所以若两部分气体的温度变化是相同的，则始终满足：，故a正确，b错误；若c部分与外界大气连通，则：p0sa-pasa+pbsb-p0sb=0，则：pbsb-pasa=p0（sb-sa）0；现使两边气体缓慢升高相同的温度，假设活塞不动，则：两部分的气体都做等容变化，由于，所以若两部分气体的温度变化是相同的，则：pbsb-pasa0，所以活塞将向左运动故c错误；由c的分析可知，若c部分与外界大气连通，则：pbsb-pasa=p0（sb-sa）0，使两边气体缓慢升高相同的温度，重新平衡后一定满足：pbsb-pasa=0，由于sbsa，所以：papb故d正确故选ad。【名师点睛】利用气态方程解题时要明确气体的状态，根据活塞处于平衡状态进行受力分析，根据力学知识求压强，并求出各个状态的温度、体积然后列气体状态方程即可。5如图所示，竖直放置的汽缸内壁光滑，横截面积为s=10-3 m2，活塞的质量为m=2 kg，厚度不计。在a、b两处设有限制装置，使活塞只能在a、b之间运动，b下方汽缸的容积为1.010-3m3 ，a、b之间的容积为2.010-4 m3，外界大气压强p0=1.0105 pa。开始时活塞停在b处，缸内气体的压强为0.9 p0，温度为27，现缓慢加热缸内气体，直至327。求：（1）活塞刚离开b处时气体的温度t 2；（2）缸内气体最后的压强;（3）在图（乙）中画出整个过程中的p-v图线。【答案】（1）127（2）（3）图线如图；（3）如图。【名师点睛】本题的关键是分析清楚，各个变化过程中，哪些量不变，变化的是什么量，明确初末状态量的值，根据气体定律运算即可，难度不大，属于中档题。1【2017新课标卷】（10分）如图，容积均为v的汽缸a、b下端有细管（容积可忽略）连通，阀门k2位于细管的中部，a、b的顶部各有一阀门k1、k3；b中有一可自由滑动的活塞（质量、体积均可忽略）。初始时，三个阀门均打开，活塞在b的底部；关闭k2、k3，通过k1给汽缸充气，使a中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭k1。已知室温为27 ，汽缸导热。（i）打开k2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强；（ii）接着打开k3，求稳定时活塞的位置；（iii）再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20 ，求此时活塞下方气体的压强。【答案】（i）v/2 2p0 （i i ） 顶部 （i i i） 1.6 p0（ii）打开k3后，由式知，活塞必定上升。设在活塞下方气体与a中气体的体积之和为v2（）时，活塞下气体压强为p2，由玻意耳定律得由式得由式知，打开k3后活塞上升直到b的顶部为止；此时p2为【名师点睛】本题重点考查理想气体的状态方程，在分析的时候注意，气缸导热，即第一个过程为等温变化，审题的时候注意关键字眼。2【2017新课标卷】（10分）一种测量稀薄气体压强的仪器如图（a）所示，玻璃泡m的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管k1和k2。k1长为l，顶端封闭，k2上端与待测气体连通；m下端经橡皮软管与充有水银的容器r连通。开始测量时，m与k2相通；逐渐提升r，直到k2中水银面与k1顶端等高，此时水银已进入k1，且k1中水银面比顶端低h，如图（b）所示。设测量过程中温度、与k2相通的待测气体的压强均保持不变。已知k1和k2的内径均为d，m的容积为v0，水银的密度为，重力加速度大小为g。求：（i）待测气体的压强；（ii）该仪器能够测量的最大压强。【答案】（i） （ii）【解析】（i）水银面上升至m的下端使玻璃泡中的气体恰好被封住，设此时被封闭的气体的体积为v，压强等于待测气体的压强p。提升r，直到k2中水银面与k1顶端等高时，k1中的水银面比顶端低h；设此时封闭气体的压强为p1，体积为v1，则由力学平衡条件得整个过程为等温过程，由玻意耳定律得联立式得【名师点睛】此题主要考查玻意耳定律的应用，解题关键是确定以哪一部分气体为研究对象，并能找到气体在不同状态下的状态参量，然后列方程求解。3【2016上海卷】（10分）如图，两端封闭的直玻璃管竖直放置，一段水银将管内气体分隔为上下两部分a和b，上下两部分气体初始温度相等，且体积vavb。（1）若a、b两部分气体同时升高相同的温度，水银柱将如何移动？某同学解答如下：设两部分气体压强不变，由，所以水银柱将向下移动。上述解答是否正确？若正确，请写出完整的解答；若不正确，请说明理由并给出正确的解答。（2）在上下两部分气体升高相同温度的过程中，水银柱位置发生变化，最后稳定在新的平衡位置，a、b两部分气体始末状态压强的变化量分别为pa和pb，分析并比较二者的大小关系。【答案】（1）不正确 水银柱向上移动 （2）【解析】（1）不正确。水银柱移动的原因是升温后，由于压强变化造成受力平衡被破坏，因此应该假设气体体积不变，由压强变化判断移动方向。正确解法：设升温后上下部分气体体积不变，则由查理定律可得因为，papb，可知，所示水银柱向上移动。（2）升温前有pb=pa+ph（ph为汞柱压强）升温后同样有pb =pa+ph两式相减可得【方法技巧】通过查理定律计算分析水银柱的移动方向；建立升温前后a、b气体压强关系，两式相减就可以计算出两部分气体的压强变化关系。4【2016全国新课标卷】（10分）在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强，两压强差p与气泡半径r之间的关系为p=,其中=0.070 n/m。现让水下10 m处一半径为0.50 cm的气泡缓慢上升。已知大气压强p0=1.0105 pa，水的密度=1.0103 kg/m3，重力加速度大小g=10 m/s2。（i）求在水下10 m处气泡内外的压强差；（ii）忽略水温随水深的变化，在气泡上