高考物理 《五星题库》热学训练

用心 爱心 专心1 八 分子动理论八 分子动理论 能量守恒能量守恒 水平预测水平预测 双基训练双基训练 1 0 5mol 氢气中含有 A 0 5 个氢分子 B 1 个氢分子 C 3 01 1023个氢分子 D 3 01 1012个氢分子 答案 C 2 有人设想用降低海水的温度可以得到大量的能量 相当于一个很好的永动机 关于这样 的永动机 下列说法中正确的是 A 这样做可以成功 因为它符合能量守恒定律 B 这样做不能成功 因为它违反能量守恒定律 C 这样做没有违反能量守恒定律 但是不能成功 D 这样做不能成功 因为它违反热力学第二定律 答案 CD 纵向型纵向型 3 当将橡皮筋拉伸时 橡皮筋内分子的 A 引力增大 斥力减小 B 斥力增大 引力减小 C 引力和斥力都增大 引力增大得较多 D 引力和斥力都减小 斥力减小得较多 答案 D 4 如图 甲 乙两金属球完全相同 若将两球从相同的初温加 热到相同的末温 且不计悬线和支持面的吸热 则 A 甲球吸热较多 B 乙球吸热较多 C 两球吸热一样多 D 无法比较哪只球吸热较多 答案 B 提示 两球受热后 体积都要膨胀 甲球因放在不导热的水平面 上 受热膨胀后 球的重心升高 要克服重力做功 而耗费一部分能量 所 以用来提高球体温度的能量就减少了一些 严格地讲 是甲球内能的增量就减少了一些 乙球 情况刚好与甲球相反 乙球莺心的下降引起乙球重力势能的减少 重力对乙球做了功 所以乙 球内能的增量要大于 供给的热量 而两球因膨胀而引起的对大气的做功情况是几乎相同的 所以 t甲 t乙 选项 B 正确 横向型横向型 5 质量 M 200g 的木块 静止在光滑水平面上 质量 m 20g 的铅弹 铅的比热容 c 126J 以水平速度 v0 500m s 射入木块 当它射出木块时速度变为 vt 300m s 若这一 过程中损失的机械能全部转化为内能 其中 42 被子弹吸收而使其升温 对铅弹穿过木块过 程 求 1 子弹离开木块时 木块的速度 2 子弹克服摩擦力做的功 3 摩擦力对木块做的功 4 产生的总热量 5 子弹升高的温度 用心 爱心 专心2 答案 1 子弹射穿木块过程中 不受外力作用 系统的总动量守恒 有 mv0 Mv mvt 木块的速度 为 v M m v0 vt 0 2 0 02 500 300 m s 20m s 2 子弹克服摩擦力做的功 W1 2 1 mv02 2 1 mvt2 2 1 0 02 5002 3002 J 1600J 3 摩擦力对木块做的功 W2 2 1 Mv2 0 2 1 0 2 202J 40J 4 这一 过程中损失的机械能为 W W1 W2 1600 40 J 1560J 已知损失的机械能全部转化为内能 则 内能的增量 即产生的总热量 Q 为 1560J 5 已知产生的总热量中有 42 被子弹吸收而使其升 温 则子弹升高的温度为 C260 02 0126 1560 42 cm Q 42 t 阶梯训练阶梯训练 分子动理论分子动理论 双基训练双基训练 1 通常分子直径的数量级是 m 乒乓球直径是 3 8cm 其数量级是 m 地球直径是 12740km 其数量级是 m 1 答案 10 10 10 2 108 2 物体的内能是分子的 和 的总和 宏观上由物体的 和 决定 0 5 答案 动能 势能 质量 温度 体积 3 布朗运动是说明分子运动的重要实验事实 则布朗运动是指 0 5 A 液体分子的运动 B 悬浮在液体中的固体分子运动 C 固体微粒的运动 D 液体分子与固体分子的共同运动 答案 C 4 温度的宏观意义是 温度的微观意义是 0 5 答案 物体的冷热程度 大量分子平均动能大小的标志 纵向应用纵向应用 5 两种液体的体积分别为 V1 V2 将它们混合在一个密闭容器中 经过一段时间后总 体积 VQ D E 0 答案 B 16 在一间隔热很好的密闭房间中 把正在工作的电冰箱门打开 室内空气温度将 选填 升高 不变 或 降低 其原因是 第二届全 国中学物理竞赛预赛试题 1 答案 升高 电动机工作时部分电能转化为热能 17 长江三峡工程位于长江西陵峡中段 坝址在湖北省宜昌市三斗坪 三峡工程是一 座具有防洪 发电 航运及养殖和供水巨大综合利用效益的特大型水利水电工程 其主要数 据如表 1 表 2 所示 表 1 坝高 m 185 大 坝长 m 2335 坝 最大蓄水位 m 175 总库容量 m3 3 930 1010 防洪库容量 m3 2 215 1010 水 库 平均年流量 m3 4 510 l011 表 2 总装机数 台 26 电 总装机容量 kw 1 820 107 站 年平均发电量 kW h 8 468 1010 万吨级双线5级船闸 座 1 3000吨级单线垂直升船机 座 1 通 航 年单向通船能力 总吨数 t 5 107 长江三峡具有丰富的水利资源 请根据表 1 表 2 的有关数据完成下列问题 1 最大蓄水位 h m 平均年流量 V m3 年平均消耗水能 E J 转化为电能的百分 比 2 若 26 台发电机组全部建成并发电 按设计要求年发电时间为多少天 答案 1 175 4 510 1011 7 9 1017 38 6 2 193 8d 用心 爱心 专心7 九 气体的性质九 气体的性质 水平预测水平预测 双基型双基型 1 下列说法中正确的是 A 一定质量的气体的体积是不会改变的 B 气体的体积等于所有分子的体积之和 C 所有气体的压强都是由气体受重力引起的 D 密闭容器内气体对各个方向上器壁的压强大小相同 答案 D 2 一定质量的理想气体发生状态变化时 其状态参量 p V T 的变化情况可能是 1995 年上海高考试题 A p V T 都增大 B p 减小 V 和 T 增大 C p 和 V 减小 T 增大 D p 和 T 增大 V 减小 答案 ABD 3 如图所示各图中 p 表示气体的压强 V 表示体积 T 表示热力学温度 t 表示摄氏温度 则 正确描述一定质量理想气体等压变化规律的是图 2002 年上海高考试题 答案 AC 纵向型纵向型 4 如图所示 竖直插入水银槽的细长玻璃管内外两个水银面高度差 为 70cm 当时大气压为标准大气压 现保持温度不变 将玻璃管向上提起 一些 管内水银面将 A 向上移动 B 向下移动 C 不移动 D 先向下移动 然后再向上移动 答案 A 5 一定质量的理想气体可经不同的过程从一种状态 p1 V1 T1 变 到另一种状态 p2 V2 T2 已知 T2 T1 则在这些过程中 1990 年全国高考试题 A 气体一定从外界吸收热量 B 气体和外界交换的热量都是相等的 C 外界对气体所做的功都是相等的 D 气体内能的变化都是相等的 答案 D 6 某同用同一个注射器做了两次验证玻意耳定律的实验 操作完全正确 根据实验数据却 在如图所示的 p V 图上画出了两条不同的双曲线 造成这种情况的可 能原因是 2001 年上海高考试题 A 两次实验中空气质量小同 B 两次实验中温度不同 C 两次实验中保持空气质量 温度相同 但所取的气体压强的数据不 同 用心 爱心 专心8 D 两次实验中保持空气质量 温度相同 但所取的气体体积的数据不同 答案 AB 7 一绝热隔板将一绝热长方形容器隔成两部分 两边分别充满气体 隔板可无摩擦移动 开始时 左边的气体的温度为 0 右边的气体的温度为 20 隔板处于静止状态 当左边的气 体加热到 20 右边的气体加热到 40 时 则达到平衡状态时隔板的最终位置 2000 年全 国高考理科综合试题 A 保持不动 B 在初始位置右侧 C 在初始位置左侧 D 决定于加热过程 答案 B 8 如图所示 一端封闭的 U 形玻璃管竖直放置 左管中封闭有 20cm 长的空气柱 两管水 银面相平 水银柱足够长 现将阀门 S 打开 流出部分水银 使封闭端水银面下降 18cm 则开口端水银面将下降 cm 设此过程中气体温度保持不变 大气压强 为 76cmHg 答案 54 9 已知高山上某处的气压为 0 40atm 气温为 30 则该处 1cm3大气中 的分子数约为 个 在标准状态下 1mol 气体的体积为 22 4L 1991 年全国高考试题 答案 1 2 1019 横向型横向型 10 A B 为两个相同的固定在地面上的气缸 内部有质量相等的同种气体 且温度相同 C D 为两重物 质量 mC mD 按如图所示方式连接并保持平衡 现使它们的温度都升高 10 不 计活塞质量及滑轮系统的摩擦 则系统重新平衡后 A C 下降的高度比 D 下降的多 B C 下降的高度比 D 下降的少 C C D 下降的高度一样多 D A B 气缸内气体的最终压强与初始压强不相同 答案 A 11 如图所示 竖直放置的气缸内盛有气体 上面被一 活塞盖住 活塞通过劲度系数 k 600N m 的弹簧与气缸相连接 系统处于平衡 状态 已知此时外界大气压强 p0 1 00 105N m 活塞到缸底的距离 t 0 500m 缸内横截面积 S 1 00 10 2m2 今在等温条件下将活塞缓慢上提到距缸底为 2l 处 此时提力为 F 500N 弹簧的原长 l0应为多少 若提力为 F 700N 弹簧的 原长 l0又应为多少 不计摩擦及活塞和弹簧的质量 并假定在整个过程中 气 缸不漏气 弹簧都遵从胡克定律 2002 年北京春季高考试题 答案 1 5m 0 833m 12 一球形热气球 其隔热很好的球皮连同吊篮等装载物的总质量为 300 经加热 后 气球膨胀到最大体积 此时它的直径为 18m 球内外气体成分相同 而球内气体压强则稍稍 高过大气压 试求出刚好能使热气球上升时球内空气的温度 已知此时大气温度为 27 压强 为 1atm 在标准状况下空气的密度为 1 3 m3 第九届全国中学生物理竞赛决赛试题 答案 54 阶梯训练阶梯训练 气体的状态和状态参量气体的状态和状态参量 双基训练双基训练 用心 爱心 专心9 1 关于气体的体积 下列说法中正确的是 1 A 气体的体积与气体的质量成正比 B 气体的体积与气体的密度成反比 C 气体的体积就是所有气体分子体积的总和 D 气体的体积是指气体分子所能达到的空间 答案 D 2 对于一定量的气体 下列说法中正确的是 2000 年全国高考试题 1 A 当分子热运动变剧烈时 压强必变大 B 当分子热运动变剧烈时 压强可以不变 C 当分子间的平均距离变大时 压强必变小 D 当分子间的平均距离变大时 压强必变大 答案 B 3 在研究气体的热学性质时 描述气体的热力学状态的参量有 对于一定质量的 气体 若这三个参量都不变 则气体状态 选填 变化 或 不变 若该气体状态发生改 变 则至少有 个参量发生广变化 1 答案 气体的温度 体积和压强 不变 两 4 据报道 美国的一个研究小组利用激光制冷技术 将铯原子冷却到了 290nK 的极低温度 这一温度是 K 某人体温是 36 5 也可以说体温为 K 某人体温升高 1 5 也可以说体温升高了 K 1 5 答案 2 9 10 7 309 5 1 5 5 有一房间 上午 10 时温度为 15 下午 2 时的温度为 25 假定大气压强无变化 则下 午 2 时与上午 10 时相比较 房间内的 1 5 A 空气密度增大 B 空气分子的平均动能增大 C 空气分子的速率增大 D 空气质量增大 答案 B 纵向应用纵向应用 6 如图所示 粗细均匀的 U 形管竖直放置 管内由水银柱封住一段空气 柱 如果沿虚线所示的位置把开口一侧的部分截掉 保持弯曲部分管子位置 不动 则封闭在管内的空气柱将 2 A 体积变小 B 体积变大 C 压强变小 D 压强不变 答案 A 7 对于一定质量的气体 下列说法中上正确的是 2 A 如果体积 V 减小 气体分子在单位时间内作用于器壁单位面 积的总冲量一定增大 B 如果压强 p 增大 气体分子在单位时间内作用于器壁单位面积的总冲量一定增大 C 如果温度 T 不变 气体分子在单位时间内作用于器壁单位面积的总冲量一定不变 D 如果密度 不变 气体分子在单位时间内作用于器壁单位面积的总冲量一定不变 答案 B 8 如图所示 水平放置的一根玻璃管和几个竖直放置的 U 形管内都有一段水银柱 封闭端 里有一定质量的气体 图 a 中的水银柱长度和图 b c d 中 U 形管两臂内水银柱高度差 均为 h 10cm 外界大气压强 p0 76cmHg 则四部分气体的压强分别为 pa cmHg pb cmHg pc cmHg pd cmHg 3 答案 76 86 66 86 用心 爱心 专心10 9 如图所示 一个横截面积为 S 的圆筒形容器竖直放置 金属圆板 A 的 上表面是水平的 下表面是倾斜的 下表面与水平面的夹角为 圆板的质量为 M 不计圆板与容器内壁之间的摩擦 若大气压强为 p0 则被圆板封闭在容器 中的气体的压强 p 等于 1994 年全国高考试题 p 147 3 A S Mgcos p0 B Scos Mg cos p0 C S Mgcos p 2 0 D S Mg p0 答案 D 10 如图所示 一气竖直倒放 气缸内有一质量不可忽略的活塞 将 一定量的理想气体封在气缸内 活塞与气缸擘无摩擦 气体处于平衡状态 现保持温度不变把气缸稍微倾斜一点 在气缸达到平衡后 与原来相比 则 2000 年广东高考试题 3 A 气体的压强变大 B 气体的压强变小 C 气体的体积变大 D 气体的体积变小 答案 AD 11 关于大气压的存在 有个科学史上传为美谈的 马德堡半球 实验 1645 年 德国的马 德堡有个叫格里克的人做了两个中空的金属半球 直径均为 1 2 英尺 约 0 37m 如图所示 把它们扣在一起 然后抽去其中的空气 这两个 半球靠大气的压力紧密地连在一起 用 16 匹马方才拉开 试估算要把 此马德堡半球分开 这 16 匹马对每个半球作用的拉力约为 N 4 答案 1 1 104 横向拓展横向拓展 12 如图所示 用弹簧秤拉着一支薄壁平底玻璃试管 将它的开口 向下插在水银槽中 由于管内有一部分空气 此时试管内水银面比管外 水银面高 h 若试管本身的重力与管壁的厚度均不计 此时弹簧秤的示 数等于 3 A 进入试管内的 H 高水银柱的重力 B 外部大气与内部空气对试管平底部分的压力之差 C 试管内高出管外水银面的 h 高水银柱的重力 D 上面 A C 所述的两个数值之差 答案 BC 13 如图所示 一圆柱形容器上部圆筒较细 下部的圆筒较粗且足够长 容器的底是一个可以沿下部圆筒无摩擦移动的活塞 S 用细绳通过测力计 F 用心 爱心 专心11 将活塞提着 容器中盛水 开始时 水面与上圆筒的开口处在同一水平面上 在提着活塞的同时 使活塞缓慢地下移 在这个过程中 测力计的示数是 4 A 先变小 然后保持不变 B 一直保持不变 C 先变大 然后变小 D 先变小 然后变大 答案 A 14 如图所示是医院给病人输液的部分装置示意图 在输液过程中 5 A A 瓶中的药液先用完 B B 瓶中的药液先用完 C 随着液面下降 A 瓶内 C 处气体压强逐渐增大 D 随着液面下降 A 瓶内 C 处气体压强保持不变 答案 AC 15 如图所示 粗细均匀的 U 形细管水平部分长为 L 管 中盛有一定质量的液体 当 U 形管以加速度 a 向右运动时 两管中液面的 高度差 h 5 答案 g La 16 如图所示 粗细均匀的试管 横截面积为 S 质量为 m 的活塞可在其内部无摩擦地 滑动 它封闭了一段气柱 现使试管在水平面内以角速度 绕 轴 OO 匀速转动 此时活塞和转轴的距离为 L 活塞不漏气 运动 中封闭气体的温度不变 大气压强为 p0 则此时封闭气体的压 强为多少 p 148 6 答案 S Lm p 2 0 17 如图所示 芹边容器里液体的密度为 1 右边容器 里液体的密度为 2 a b 两管液柱的高度差为 h 容器 A 中气体的 压强为 已知大气压强为 p0 第四届全国力学竞赛试题 l0 答案 12 21 0A gh pp 气体实验定律气体实验定律 双基训练双基训练 1 关于温度 下列说法中正确的是 1 A 气体的温度升高 1 也可以说温度升高 1K 温度下降 5K 也就是温度下降 5 B 温度由摄氏温度 t 升至 2t 对应的热力学温度由 T 升至 2T C 绝对零度就是当一定质量的气体体积为零时 用实验方法测出的温度 D 随着人类制冷技术的不断提高 总有一天绝对零度会达到 答案 A 用心 爱心 专心12 2 一定质量的气体在等温变化过程中 下列物理量中将发生变化的是 1 A 分子的平均动能 B 单位体积内的分子数 C 气体的压强 D 分子总数 答案 BC 3 一定质者的气体在等容变化过程中 温度每升高 1 压强的增加等于它在 300K 时压 强的 2 A 1 27 B 1 273 C 1 300 D 1 573 答案 C 4 下列关于盖 吕萨克定律的说法中正确的是 2 A 对于一定质量的理想气体 在保持压强不变的情况下 温度每升高 1 时 其体积的增量是 温度升高前体积的 1 273 B 对于一定质量的理想气体 在保持压强不变的情况下 温度每升高 1 时 其体积的增量是 它在 0 时体积的 1 273 C 对于一定质量的气体 在保持压强不变的情况下 其体积与温度成止比 D 对于一定质量的气体 在保持压强不变的情况下 其体积与热力学温度成正比 答案 BD 5 如图所示 将一只倒置的试管竖直地插入容器内 试管内原有的空气被 压缩 此时 试管内外水面的高度差为 h 若使试管插入水中的深度增大一些 则试管内外水面的高度差将 1990 年上海高考试题 2 5 A 增大 B 减少 C 保持不变 D 无法确定 答案 A 6 如图所示 密封的 U 形管中装有水银 左 右两端都封有空气 两水 银面的高度差为 h 把 U 形管竖直浸没在热水中 高度差将 3 A 增大 B 减小 C 不变 D 两侧空气柱的长度未知 不能确定 答案 A 纵向应用纵向应用 7 在冬季 剩有半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚 第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧 不易 拔出来 主要原因是 2001 年上海理科综合试题 2 A 软木塞受潮膨胀 B 瓶口因温度降低而收缩变小 C 白天气温升高 大气压强变大 D 瓶内气体因温度降低而压强减小 答案 D 8 人们常常用充气泵为金鱼缸内的水补充氧气 右图所示为充气 泵气室的工作原理图 没大气压强为 p0 气室中的气体压强为 p 气通 过阀门 S1 S2与空气导管相连接 下列选项中正确的是 2002 年 上海春季高考理科综合试题 2 5 A 当橡皮碗被拉伸时 p p0 S1关闭 S2开通 B 当橡皮碗被拉伸时 p p0 S1关闭 S2开通 C 当橡皮碗被压缩时 p p0 S1关闭 S2开通 D 当橡皮碗被压缩时 p p0 S1关闭 S2开通 答案 C 9 我国民间常用 拔火罐 来治疗某些疾病 即用一个小罐将纸燃烧后放入罐内 然后迅速 将火罐开口端紧压在人体的皮肤上 待火罐冷却后 火罐就紧紧地被 吸 在皮肤上 试用气体 用心 爱心 专心13 的有关性质解释这个现象 4 答案 火罐内的气体体积一定 冷却后气体的温度降低 压强减小 故在大气压力作用下被 吸 在皮肤上 10 如图所示 轻弹 a 管 上端封闭 下端开口 使两段水银柱及被两段 水银柱封闭的空气柱合在一起 若此过程中温度不变 水银柱与管壁密封很 好 则 b 管水银柱的下端而 A 与原来 a 管水银柱的下端面 A 相比 将 4 A 在同一高度 B 稍高 C 稍低 D 条件不足 无法判断 答案 C 11 气压式保温瓶内密封空气体积为 V 瓶内水面与出水口的高度 差为 h 如图所示 设水的密度为 大气压强为 p0 欲使水从出水口流出 瓶 内空气压缩量 V 至少为 4 答案 ghp ghV 0 12 房间里气温升高 3 时 房间内的空气将有 1 逸出到房间外 由此可计算出房间内 原来的温度是 4 5 答案 24 13 活塞式气泵是利用气体体积膨胀来降低气体压强的 已知某贮气筒的容积为 V 气 泵每抽一次 抽出的气体体积为 V V 2 设抽气过程中温度不变 贮气筒内原来气体的压强为 p0 则对它抽气三次后 贮气筒内气体压强变为多少 5 答案 27 8p0 14 氧气瓶在车间里充气时 压强达 1 5 107Pa 运输到工地上发现压强降为 1 35 107Pa 已知车间里的温度为 27 工地上的温度为 3 试判断氧气瓶在运输途中是否漏气 氧气瓶 本身的热膨胀忽略不计 5 答案 不漏气 15 一个容积为 5L 的没有气的篮球 用横截面积为 5cm2 冲程为 25cm 的打气筒打气 在打第 81 次时 打气筒中活塞至少下压多少才能使空气进入篮球 设打气过程中气体的温度 保持不变 p0 76cmHg 6 答案 12 5cm 16 如图所示 圆柱形气缸倒置在水平粗糙的地面上 气缸内部封有一定质量的空气 气 缸质量为 10 缸壁厚度可不计 活塞质量为 5 其横截面积为 50cm2 活 塞与缸壁间的摩擦不计 当缸内气体温度为 27 时 活塞刚好与地面相接 触 但对地面无压力 现对气缸传热 使缸内气体温度升高 问 当气缸对地面 无压力时 缸内气体温度是多少 已知大气压强 p0 1 0 105Pa 6 答案 127 17 如图所示 上端开口的圆柱形气缸竖直放置 横截面积为 0 2m2的活 塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体 A 封闭在气缸内 温度为 300K 时 活塞离气缸底部的高度为 0 6m 将气体加热到 330K 时 活塞上升了 0 05m 不 计摩擦力及固体体积的变化 求物体 A 的体积 2002 年上海高考试题 7 用心 爱心 专心14 答案 0 02m3 18 验证查理定律的实验装置如图所示 在这个实验中测得压强和温度的数据中 必须 测出的一组数据是 和 首先要在环境温度条件 下调节 A B 管中水银面 此时烧瓶中空气压 强为 再把烧瓶放进盛着冰水混合物的容器里 瓶 中空气温度下降至冰水混合物的温度一样 此时烧瓶中空气温度 为 K B 中水银面将 再将 A 管 使 B 管中水银 面 这时瓶 内空气压强等于 10 答案 当时的大气压 温度 等高 大气压 273 上移 下降 回复到原 来的位置 大气压强减去 A B 管中水银面高度差 19 有一组同学对温度计进行了专题研究 他们通过查阅资料得知 17 世纪时伽利略曾 设计过一个温度计 其结构为 一麦秆粗细的玻璃管 一端与一鸡蛋大小的玻璃泡相连 另一端 竖直插在水槽中 并使玻璃管内吸入一段水柱 根据管中水柱高度的变化可测出相应的温度 为了研究 伽利略温度计 同学们按照资料中的描述自制了如图所示的测温装置 图中 A 为 一小塑料瓶 B 为一吸管 通过软木塞与 A 连通 管的下端竖直插在大水槽中 使管内外水面有 一高度差 h 然后进行实验研究 1 在不同温度下分别测出对应的水柱高度 h 记录的实验数据 如下表所示 温度 0 171921232527 h cm 30 024 919 714 69 44 2 h hn 1 hn 5 1 根据表中数据计算相邻两次测量水柱的高度差 并填入表内的空格 由此可 得结论 当温度升高时 管内水柱高度 h 将 选填 变大 变小 或 不变 水柱高度 h 随温度的变化而 选填 均匀 或 小均匀 变化 试 从理论上分析并证明结沧 的正确性 提示 管内水柱产生的压强远远小于一个大气压 2 通过实验 同学们发现用 伽利略温度计 来测温度 还存在一些不足之处 其中主要的不足 之处有 2002 年上海高考试题 12 答案 1 5 2 5 1 5 2 5 2 变小 均匀 封闭气体近似作等压变化k T V T V k 为常数 V k T k t S tk S V h 即 h 随温度的变化而均匀变化 S 为管的截面积 2 测量温 度范围小 温度读数受大气压影响 20 大气压强对许多物理实验和化学实验有着重要的影响 现用 验证玻意耳定律 的仪 器来测量大气压强 p0 注射器针筒已被固定在竖直方向上 针筒上所标刻度是注射器的容积 最大刻度 Vmax 10ml 注射器活塞已装上钩码框架 如 图所示 此外 还有一架托盘天平 若干钩码 一把 米尺 一个针孔橡皮帽和少许润滑油 下面是实验步 骤 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 L 用心 爱心 专心15 把适量的润滑油抹在注射器的活塞上 将活塞插入针筒中 上下拉动活塞 使活塞与针筒的 间隙内均匀地涂上润滑油 将活塞插到适当的位置 在钩码框架两侧挂上钩码 记下挂上的钩码质量 m1 在达到平衡后 记下注射器中空气柱的 体积 V1 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 使钩码的质量增大为 m2 达到平衡后 记下空气柱的体积 V2 2 求出计算 大气压强 p0的公式 用已给的和测得的物理量表示 2002 年全国高考理科综合试题 12 答案 1 称出活塞和钩码框架的总质量 M 将注射器针筒上的小孔用橡皮帽堵住 2 M VV VmVm V Lg p 21 1122 m 0 横向拓展横向拓展 21 宇宙飞船密封舱内有一水银气压计 起飞时舱内温度为 0 气压计示数相当于 76cmHg 所产生的压强 在飞船以 a 9 8m s2匀加速上升过程中 飞船离地面尚不太高 舱内温 度为 27 3 压强计示数相当于 cm 高水银柱所产生的压强 7 答案 41 8 22 如图所示 一个粗细均匀的圆筒 B 端用塞子塞住 A 端可用一无摩擦滑动的活塞 封闭 筒壁 C 处有一小孔 小孔距 B 端 25cm 现向 B 端缓慢移 动活塞 若大气压强为 1 0 105Pa 筒内壁的横截面积为 1 2cm2 塞子与筒壁间的最大静摩擦力为 18N 温度保持不变 要使塞子 不会被顶出 活塞推到离 B 端的距离不得小于多少 6 答案 10cm 23 如图所示为测定肺活量的装置示意图 图中 A 为倒扣在 水中的开口圆筒 测量前尽量排尽其中的卒气 测量时被测者尽力吸 足空气 再通过 B 将空气呼出 呼出的空气通过气管进入 A 内 使 A 浮起 已知圆筒 A 的质量为 m 横截面积为 S 大气压强为 p0 水的 密度为 圆筒浮出水面的高度为 h 则被测者的肺活量有多大 8 答案 S m h p mg SV 0 24 如图所示 截面均匀的 U 形玻璃细管两端都开口 玻璃管足够长 管内有两段水银 柱封闭着一段空气柱 若气体温度是 27 时 空气柱在 U 形管的左侧 A B 两点之间封闭着的空气柱长为 15cm U 形管底长 CD 10cm AC 高 为 5cm 已知此时的大气压强为 75cmHg 1 若保持气体的温度不变 从 U 形管左侧管口处缓慢地再注入 25cm 长的水银柱 则管内空气柱长度为 多少 2 为了使这段空气柱长度恢复到 15cm 且回到 A B 两点之间 可 以向 U 形管再注入一些水银 且可改变气体的温度 应从哪一侧管口注人 多长水银柱 气体的温度变为多少 10 答案 1 12cm 2 右侧 25cm 375K 25 图中的竖直圆筒是固定不动的 粗筒横截面积是细筒的 4 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 用心 爱心 专心16 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 求活塞 B 上 移的距离 设在整个过程中气柱的温度不变 大气压强 p0 75cmHg 1997 年全国高考试题 12 答案 8cm 26 活塞把密闭气缸分成左 右两个气室 每窒各与 U 形管 压强计的一臂相连 压强计的两臂截面处处相同 U 形管内盛有密度为 7 5 102 m3的液体 开始时左 右两气室的体积都为 V0 1 2 10 2m3 压 强都为 p0 4 0 103Pa 且液体的液面处在同一高度 如图所示 现缓缓向左 推进活塞 直到液体在 U 形管中的高度差 h 40cm 求此时左 右气室的 体积 V1 V2 假定两气室的温度保持不变 计算时可以不计 U 形管和连 接管道中气体的体积 g 取 10m s2 1998 年全国高考试题 14 答案 8 0 10 3m3 1 6 10 2m3 27 如图所示 气缸由两个横截面不同的 圆筒连接而成 活塞 A B 被轻质刚性细杆连接 在一起 可无摩擦移动 A B 的质量分别为 mA 12 mB 8 0 横截面积分别为 SA 4 0 10 2m SH 2 0 10 2m2 一定质量的理想气体被封闭 在两活塞之间 活塞外侧大气压强 p0 1 0 l05Pa 1 气缸水平放置达到如图 a 所示 的平衡状态 求气体的压强 已知此时气体的体积 V1 2 0 10 2m3 现保持温度不变 将气缸竖直放 置 达到平衡后如图 b 所示 与图 a 相比 活塞在 气缸内移动的距离 l 为多少 重力加速度 g 取 10m s2 1999 年全国高考试题 14 答案 1 1 0 105Pa 2 9 1 10 2m 28 在如图所示的装置中 A B 和 C 为内径相等的玻璃 管 它们都处于竖直位置 A B 两管的上端等高 管内装有水 A 管上端封闭 管内密封部分气体 B 管上端开口 C 管中水的下方 有活塞顶住 A B C 三管由内径很小的细管连接在一起 开始 时 A 管中气柱长度 LA 3 0m B 管中气柱长度 LB 2 0m C 管中水 柱长度 L0 3 0m 整个装置处于平衡状态 现将活塞缓慢向上顶 直到 C 管中的水伞部被顶到上面的管中 求此时 A 管小气柱的长度 已知大气压强 p0 1 0 105Pa 计算时重力加速度 g 取 10m s2 12 答案 2 62m 29 麦克劳真空计是一种测量极稀薄气体压强的仪器 其基本部分是一个玻璃连通器 其 上端玻璃管 A 与盛有待测气体的容器连接 其下端 D 经过橡 皮软管与水银容器 R 相通 如图所示 图中 K1 K2 是相互平 行的竖直毛细管 它们的内径皆为 d K1顶端封闭 在玻璃泡 B 与管 C 相通处刻有标记 m 测量时先降低 R 使水银面低于 m 如图 a 所示 逐渐提升 R 直至 K2中水银面与 K1 顶端等高 这 时 K1中水银面比顶端低 h 如图 b 所示 设待测容器较大 水银 面升降不影响其中压强 测量过程中温度不变 已知 B m 以上 的容积为 V K1的容积远小于 V 水银的密度为 1 试导出上 述过程中计算待测压强 的表达式 2 已知 V 628cm3 毛细管的直径 d 0 3mm 水银密度 用心 爱心 专心17 13 6 103 m3 h 40mm 算出待测压强 p 计算时 g 取 10m s2 结果保留两位有效数字 1999 年广东高考试题 15 答案 1 4V dgh p 22 2 2 4 10 2pa 30 如图所示 有一个直立的气缸 气缸底到气缸口的距离为 L0 cm 用一厚度和质量 均可忽略不计的刚性活塞 A 把一定质量的空气封在气缸内 活塞与气缸间 的摩擦可忽略 平衡时活塞上表面与气缸 U 的距离很小 计算时可忽略不 计 周围大气的压强为 H0 cmHg 现把盛有水银的一个瓶子放在活塞上 瓶 子的质量可忽略 平衡时活塞到气缸底的距离为 L cm 若不是把这瓶水银 放在活塞上 而是把瓶内水银缓缓不断地倒在活塞上方 这时活塞向下移 压缩气体 直到活塞不再下移 求此时活塞在气缸内可能的位置以及与之相 对应的条件 即题中给出量之间应满足的关系 设气体的温度不变 1996 年全国高考试题 16 答案 若 L H0 则 L L 若 L H0 则 L H0 31 有一内径均匀 两支管等长且大于 78cm 的 一端开口的 U 形管 ACDB 用水银将一定质量的理想气体封闭在 A 端后 将管竖直倒立 平衡时两支 管中液面高度差为 2cm 此时闭端气柱的长度为 l0 38cm 如图所示 已知大气压 强相当于 h0 76cmHg 若保持温度不变 不考虑水银与管壁的摩擦 当轻轻晃动一 下 U 形管 使左端液面上升或下降 h h 2cm 时 将出现什么现象 试加以讨 论并说明理由 第八届全国中学生物理竞赛预赛试题 20 答案 若晃动幅度小于 1cm 水银柱将在最初的平衡位置附近作振动 若晃动幅度大于 1cm 水 银柱最终将会有一部分从开口端流出 若晃动幅度恰好等于 1cm 从理论上讲 这时左 右液 面恰好相平 但由于这是一种不稳定平衡 因而这种状态实际上不会出现 32 在一个横截面积为 S 的密闭容器中 有一个质量为 m 的活塞把容器中的气体 分成两部分 活塞可在容器中无摩擦地滑动 当活塞处于平衡时 活塞 两边气体的温度相同 压强都是 p 体积分别为 V1 和 V2 如图所示 现 用某种方法使活塞稍许偏离平衡位置 然后放开 活塞将在两边气体 的压力作用下来回运动 整个系统可看作是恒温的 1 求活塞的运动周期 将结果用 p V1 V2 m 和 S 表示 2 求气体温度 t 0 时的周期 T 和气体温度 t 30 时的周期 T 的比值 第二届全国中学生 物理竞赛决赛试题 20 答案 1 21 2 21 VVpS VmV 2 2 0 95 33 正确使用高压锅的方法是 将已盖好密封锅盖的压力锅加热 如图 a 所示 当锅 内水沸腾时再加盖压力阀 S 此时可 认为锅内只有水的饱和蒸汽 空气已 全部排除 然后继续加热 直到压力 阀被锅内的水蒸气顶起时 锅内即已 达到预期温度 即设计时希望达到的 温度 现有一压力锅 在海平面处加 热能达到的预期温度为 120 某人 用心 爱心 专心18 在海拔 5000m 的高山上使用此压力锅 锅内有足量的水 1 若不加盖压力阀 锅内水的温度最高可达多少 2 若按正确方法使用压力锅 锅内水的温度最高可达多少 3 若未按正确方法使用压力锅 即盖好密封锅盖一段时间后 在点火前就加上压力阀 此时水 温为 27 那么加热到压力阀刚被顶起时 锅内水的温度是多少 若继续加热 锅内水的温度最 高可达多少 假设空气不溶于水 已知 水的饱和蒸汽压 pW t 与温度 t 的关系图线如图 b 所示 大气压强 p z 与高度 z 的关系的简化图线如图 c 所示 t 27 时 pW 3 6 103Pa z 0 处 p 1 013 105Pa 第十八届全国中学生物理竞赛复赛试题 25 答案 1 82 2 112 3 97 112 理想气体状态方程及应用理想气体状态方程及应用 双基训练双基训练 1 下列说法中正确的是 1 A 理想气体是严格遵守气体实验定律的气体模型 B 理想气体的分子间除了互相碰撞外 无其他相互作用 C 实际气体在温度不太低 压强不太大的情况下 可当成理想气体 D 在应用理想气体状态方程时 p V T 都必须采用国际单位制中的单位 答案 ABC 2 一定质量的理想气体的状态参量C T pV 恒量 关于此恒量 下列说法中正确的是 1 A 摩尔数相同的任何气体 此恒量都相同 B 质量相同的任何气体 此恒量都相同 C 只要是同种气体 不论质量是否相同 此恒量都相同 D 以上说法都不正确 答案 A 3 对于一定质量的理想气体 下列说法中正确的是 1997 年上海高考试题 l A 压强增大 体积增大 分子的平均动能一定增大 B 压强减小 体积减小 分子的平均动能一定增大 C 压强减小 体积增大 分子的平均动能一定增大 D 压强增大 体积减小 分子的平均动能一定增大 答案 A 4 已知离地面越高时大气压强越小 温度也愈低 现有一气球由地面向上缓慢升起 则大气 压强与温度对此气球体积的影响是 1 5 A 大气压强减小有助于气球体积增大 温度降低有助于气球体积增大 B 大气压强减小有助于气球体积变小 温度降低有助于气球体积减小 C 大气压强减小有助于气球体积增大 温度降低有助于气球体积减小 D 大气压强减小有助于气球体积变小 温度降低有助于气球体积增大 答案 C 5 为了控制温室效应 各国科学家提出了不少方法和设想 有人根据液态 CO2密度大于海 水密度的事实 设想将 CO2液化后 送入深海海底 以减小大气中 CO2的浓度 为使 CO2液化 最有效的措施是 1 5 A 减压 升温 B 增压 升温 C 减压 降温 D 增压 降温 用心 爱心 专心19 答案 D 6 一定质量的理想气体处于平衡状态 现设法使其温度降低而压强升高 达到平 衡状态 则 1999 年全国高考试题 2 A 状态 时气体的密度比状态 时的大 B 状态 时分子的平均动能比状态 时的大 C 状态 时分子间的平均距离比状态 时的大 D 状态 时每个分子的动能都比状态 时的分子平均动能大 答案 BC 纵向应用纵向应用 7 湖底温度为 7 有一球形气泡从湖底升到水面 气体质量恒定 时 其直径扩大为 原来的 2 倍 已知水面温度为 27 大气压强 p0 75cmHg 则湖水深度约为 3 A 25m B 45m C 55m D 65m 答案 D 8 一定质量的理想气体处于某一初始状态 现要使它的温度经过状态变化后 回到初 始状态的温度 下列过程中可以实现的是 1991 年上海高考试题 3 A 先保持压强不变而使体积膨胀 接着保持体积不变而减小压强 B 先保持压强不变而使体积减小 接着保持体积不变而减小压强 C 先保持体积不变而增大压强 接着保持压强不变而使体积膨胀 D 先保持体积不变而减小压强 接着保持压强不变而使体积减小 答案 A 9 一定质量的理想气体由状态 A 变化到状态 B 已知 TB TA 则下 列判断中正确的是 3 A 如果气体的体积膨胀 则气体的内能可能不变 B 如果气体的体积膨胀 则气体的压强可能增大 C 如果气体的压强减小 则气体的体积一定增大 D 无论气体的压强 体积怎样变化 气体的内能一定增加 答案 BCD 10 如图所示 质量不计的活塞把一定质量的理想气体封闭在上端开口 的直立圆筒形汽缸中 活塞上堆放细砂 活塞处于静止状态 现在对气体缓慢 加热 同时不断取走细砂 使活塞缓慢上升 直到细砂全部取走 则在此过程中 4 A 气体压强增大 内能可能不变 B 气体温度可能不变 气体对外做功 C 气体的体积增大 压强减小 对外不做功 D 气体对外做功 内能一定增加 答案 B 11 如图所示 活塞将气缸分成甲 乙两气室 气缸 活塞 连同拉杆 是绝热的 且不漏 气 以 E甲 E乙分别表示甲 乙两气室中气体的内能 则在将拉杆缓慢向外拉的过程中 2000 年全国高考试题 4 A E甲不变 E乙减小 B E甲增大 E乙不变 C E甲增大 E乙减小 D E甲不变 E乙不变 答案 C 12 一钢筒内装有压缩空气 当打开阀门后气体迅速从筒内逸出 很快筒内气体的压 用心 爱心 专心20 强与大气压强 p0相同 然后立即关闭阀门 如果钢瓶外部环境保持温度不变 经 较长的时间后筒内的气体压强 4 A 等于 p0 B 大于 p0 C 小于 p0 D 无法判定 答案 B 13 如图所示 一支两端封闭的玻璃管倾斜放置 正中有一段水银柱 两端各封闭有一定 质量的理想气体 下列情况中能使水银柱向 a 端移动的是 5 A 沿顺时针方向缓慢转动玻璃管 使 角变小 B 保持 角不变 使玻璃管加速上升 C 使环境的温度升高 D 绕过 b 端的竖直轴转动 答案 ACD 14 如图所示为内径均匀的 U 形管 其内部盛有水银 封闭端内的空气柱 长 12cm 温度为 27 时 两侧水银面的高度差为 2cm 已知大气压强为 p0 75cmHg 则当环境温度变为 时 两侧水银面的高度相等 5 答案 5 14 15 氧气瓶内贮有氧气 在 27 时 其压强为 1 2 107Pa 今用掉一部分氧气后 其压强变 为 9 0 106Pa 温度降低为 15 则所用掉的氧气占原瓶内氧气的百分比为 6 答案 21 9 16 某白炽灯灯泡的容积为 150cm3 在 0 时内部残留气体的压强为 1 0 10 3Pa 该灯泡 内气体总分子数约为 个 结果保留两位有效数字 6 答案 4 0 1013 17 如图所示 一密闭容器内贮有一定质量的气体 不导热的光滑活塞将容器分隔成左 右两部分 开始时 两部分气体的体积 温度和压强都相同 均为 V0 T0 和 p0 将左边气体加热到某一温度 而右边仍保持原来温度 平衡时 测 得右边气体的压强为 p 求左边气体的温度 T 1990 年上海高考试题 8 答案 0 p 2p 1 T0 横向拓展横向拓展 18 请据图回答 经数小时后 U 形管 A B 两处的液面会出现下列情况 实验装置足以 维持实验期间小白鼠的生命活动 瓶口密封 忽略水蒸气和温度变化对实验结果的影响 中的 2000 年全国高考理科综合试题 3 A A 处上升 B 处下降 B A B 两处都下降 C A 处下降 B 处上升 D A B 两处都不变 答案 C 19 贮气筒内装有压缩气体 温度是 27 压强是 4 106Pa 如果从筒内放出一半质量 的气体 并使筒内剩余的气体的温度降到 12 这些剩余气体的压强是多少 答案 1 9 105Pa 20 说到爆米花 相信许多人都吃过 传统的做法是这样的 师傅在铁罐子里装一些玉 用心 爱心 专心21 米 密封严实 在煤火上摇动 均匀加热 到了一定火候 把罐口对准长长的口袋 砰 的一声 香 脆可口的爆米花就做成了 仔细想一想 这里面包含了哪些物理知识 你能用所学的物理知识 进行解释吗 5 答案 略 21 如图所示 某水银气压计的玻璃管顶端高出水银槽液面 1m 因上部混入少量空气 使其示数不准 当气温为 27 标准气压计示数为 76cmHg 时 该气压计 示数为 70cmHg 1 在相同气温下 若用该气压计测量气压 气压计示数为 68cmHg 则实际 气压为多少厘米水银柱 2 若在气温为 3 时 用该气压汁测得气压 气压计示数仍为 70cmHg 则 实际气压为多少厘米水银柱 1992 年上海高考试题 10 答案 1 73 6cmHg 2 75 4cmHg 22 如图所示 可沿气缸壁自由活动的活塞将密封的圆筒形气缸分隔成 A B 两部分 活塞与气缸顶部有一弹簧相连 当活塞位于气缸底部时弹簧恰好 无形变 开始时 B 内充有一定量的气体 A 内是真空 B 部分高度为 L1 0 10m 此 时活塞受到的弹簧作用力与重力的大小相等 现将整个装置倒置 达到新的平衡 后 B 部分的高度 L2等于多少 设温度不变 1994 年全国高考试题 p 151 12 答案 0 2m 23 一个质量可不计的活塞将一定量的理想气体封闭在上端开口的直立圆筒形气缸 内 活塞上堆放着铁砂 如图所示 最初活塞搁置在气缸内壁的固定卡 环上 气体柱的高度为 H0 压强等于大气压强 p0 现对气体缓慢加热 当气体温度升高 T 60K 时 活塞 及铁砂 开始离开卡环而上升 继 续加热直到气柱高度为 H1 15H0 此后 在维持温度不变的条件下逐 渐取走铁砂 直到铁砂全部取走时 气柱高度变为 H2 1 8H0 求此时气 体的温度 不计活塞与气缸之间的摩擦 1995 午全国高考试题 p 156 13 答案 540K 24 如图所示 一个具有均匀横截面积的不导热的封闭容器 被一不导热活塞分成 A B 两部分 A B 中充有同种理想气体 活