2011届高考物理一轮复习单元练习：第2讲 固体、液体、气体的实验定律 选修3-3

用心 爱心 专心 1 选修选修 3 33 3 第第 2 2 讲讲 一 选择题 1 液体表面张力产生的原因是 A 液体表面层分子较紧密 分子间斥力大于引力 B 液体表面层分子较紧密 分子间引力大于斥力 C 液体表面层分子较稀疏 分子间引力大于斥力 D 液体表面层分子较稀疏 分子间斥力大于引力 答案 C 解析 液体内部 分子间的距离在r0左右 而在表面层 分子比较稀疏 分子间的距离 大于r0 因此分子间的作用表现为相互吸引 故 C 正确 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 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 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 用心 爱心 专心 2 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 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 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 M缸g S 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 二 非选择题 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 用心 爱心 专心 3 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 p1V1 T1 p2V2 T2 p1T2 p2T1 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 8 一定量的理想气体与两种实际气体 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 V V0 V0 V 1 2 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 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 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 和 的示数分别为 21 和 24 则此时温度计 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 和 则两种气体体积之比V V 应为 答案 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 的体积较小 所以温度计 中的测温物质应为实际气体 在温度为T0时 T 21 T 24 由于 代入数据可得 V V0 V0 V T T0 T0 T 1 2 T0 23 对T0校正 在温度T1时装入气体体积比为 2 1 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 用心 爱心 专心 4 设样品的熔化热为 样品熔化过程中共吸收热量Q m 由 W Q 即Pt m 得 J kg 1 105J kg Pt m 200 2 60 240 10 3 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 3 4 解析 容器容积一定 内部气体的质量m 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 p1 1T1 p2 2T2 容器内气体p1 p2 T1 300K T2 400K 据 得 而m V p1 1T1 p2 2T2 1 2 T2 T1 4 3 m2 2V 1 V m 所以容器内气体质量还剩m 3 4 3 4 3 4 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 VA TA VB TB 所以TA TB 300K 200K VA VB 0 4 0 6 2 如题图甲所示 由B C是等容变化 根据查理定律得 pB TB pC TC 所以pC pB pB pA 1 5 105Pa 2 0 105Pa TC TB 400 300 4 3 4 3 则可画出由状态A B C的p T图象如答图所示 用心 爱心 专心 5 12 如图所示 上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放置 截面积为 40cm2的 活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体A封闭在汽缸内 在汽缸内 距缸底 60cm 处设有a b两限制装置 使活塞只能向上滑动 开始时活塞 搁在a b上 缸内气体的压强为p0 p0 1 0 105Pa 为大气压强 温度为 300K 现缓慢加热汽缸内气体 当温度为 330K 时 活塞恰好离开a b 当 温度为 360K 时 活塞上升了 4cm g取 10m s2求 1 活塞的质量 2 物体A的体积 答案 1 4kg 2 640cm3 解析 1 设物体A的体积为 V T1 300K p1 1 0 105Pa V1 60 40 V T2 330K p2 1 0 105 Pa V2 V1 mg 40 10 4 T3 360K p3 p2 V3 64 40 V 由状态 1 到状态 2 为等容过程 p1 T1 p2 T2 代入数据得m 4kg 2 由状态 2 到状态 3 为等压过程 V2 T2 V3 T3 代入数据得 V 640cm3 13 2009 宁夏 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到状态c b c状态温度相同 如V T图所 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 有填错的不得分 图甲 A Pb Pc Qab Qac B Pb Pc Qab Qac C PbQac D Pb Pc Qab Qac 2 图乙中系统由左右两个侧壁绝热 底部 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 体柱的高度如图乙所示 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 用心 爱心 专心 6 图乙 1 第二次平衡时氮气的体积 2 水的温度 答案 1 C 2 2 7hS 368 55K 解析 1 C 2 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 2