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- 2021-05-24 发布
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1.下列说法正确的是( )
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
【题型】多选题
【难度】一般
2.对下列几种固体物质的认识,正确的有( )
A.食盐熔化过程中,温度保持不变,说明食盐是晶体
B.烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面,熔化的蜂蜡呈椭圆形,说明蜂蜡是晶体
C.天然石英表现为各向异性,是由于该物质的微粒在空间的排列不规则
D.石墨和金刚石的物理性质不同,是由于组成它们的物质微粒排列结构不同
E.晶体吸收热量,分子的平均动能不一定增加
【答案】ADE
【解析】晶体在熔化过程中温度保持不变,食盐具有这样的特点,则说明食盐是晶体,选项A正确;蜂蜡的导热特点是各向同性的,烧热的针尖使蜂蜡熔化后呈椭圆形,说明云母片的导热特点是各向异性的,故云母片是晶体,选项B错误;天然石英表现为各向异性,则该物质微粒在空间的排列是规则的,选项C错误;石墨与金刚石皆由碳原子组成,但它们的物质微粒排列结构是不同的,选项D正确;晶体吸收热量,如果温度不变,如熔化过程,分子的平均动能不变,E正确.
【题型】多选题
【难度】一般
3.下列说法正确的是( )
A.液晶具有流动性,光学性质各向异性
B.液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,所以液体表面存在表面张力
C.气体的压强是由气体分子间斥力产生的
D.气球等温膨胀,球内气体一定向外放热
E.在完全失重的情况下,气体对容器壁的压强不变
【答案】ABE
【题型】多选题
【难度】一般
4.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Δp与气泡半径r之间的关系为Δp=,其中σ=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=1.0×105 Pa,水的密度ρ=1.0×103 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,在气泡上升到十分接近水面时,求气泡的半径与其原来半径之比的近似值.
【答案】 (ⅰ)28 Pa (ⅱ)或1.3
【解析】 (ⅰ)当气泡在水下h=10 m处时,设其半径为r1,气泡内外压强差为Δp1,则
Δp1= ①
代入题给数据得
Δp1=28 Pa. ②
(ⅱ)设气泡在水下10 m处时,气泡内空气的压强为p1,气泡体积为V1;气泡到达水面附近时,气泡内空气压强为p2,内外压强差为Δp2,其体积为V2,半径为r2.
气泡上升过程中温度不变,根据玻意耳定律有
p1V1=p2V2 ③
由力学平衡条件有
p1=p0+ρgh+Δp1 ④
p2=p0+Δp2 ⑤
气泡体积V1和V2分别为
V1=πr ⑥
V2=πr ⑦
联立③④⑤⑥⑦式得
3= ⑧
由②式知,Δpi≪p0,i=1,2,故可略去⑧式中的Δpi项.
代入题给数据得
=≈1.3. ⑨
【题型】计算题
【难度】一般
5.一U形玻璃管竖直放置,左端开口,右端封闭,左端上部有一光滑的轻活塞.初始时,管内汞柱及空气柱长度如图1所示.用力向下缓慢推活塞,直至管内两边汞柱高度相等时为止.求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离.已知玻璃管的横截面积处处相同;在活塞向下移动的过程中,没有发生气体泄漏;大气压强p0=75.0 cmHg,环境温度不变.
图1
【答案】 144 cmHg 9.42 cm
【解析】 设初始时,右管中空气柱的压强为p1,长度为l1;左管中空气柱的压强为p2=p0,长度为l2.活塞被下推h后,右管中空气柱的压强为p1′,长度为l1′;左管中空气柱的压强为p2′,长度为l2′.以cmHg为压强单位.由题给条件得p1=p0+(20.0-5.00)cmHg ①
l1′=cm ②
由玻意耳定律得p1l1=p1′l′1 ③
联立①②③式和题给条件得
p1′=144 cmHg.④
依题意p2′=p1′ ⑤
l2′=4.00 cm+cm-h ⑥
由玻意耳定律得p2l2=p2′l2′ ⑦
联立④⑤⑥⑦式和题给条件得h=9.42 cm. ⑧
【题型】计算题
【难度】一般
6.如图所示,一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置.玻璃管的下部封有长l1=25.0 cm的空气柱,中间有一段长l2=25.0 cm 的水银柱,上部空气柱的长度l3=40.0 cm.已知大气压强为p0=75.0 cmHg.现将一活塞(图中未画出)从玻璃管开口处缓慢往下推,使管下部空气柱长度变为l′1=20.0 cm.假设活塞下推过程中没有漏气,求活塞下推的距离.
【答案】 15.0 cm
【题型】计算题
【难度】一般
7.如图3所示,一粗细均匀的U形管竖直放置,A侧上端封闭,B侧上端与大气相通,下端开口处开关K关闭;A侧空气柱的长度l=10.0 cm,B侧水银面比A侧的高h=3.0 cm.现将开关K打开,从U形管中放出部分水银,当两侧水银面的高度差为h1=10.0 cm时将开关K关闭.已知大气压强p0=75.0 cmHg.
(1)求放出部分水银后A侧空气柱的长度;
(2)此后再向B侧注入水银,使A、B两侧的水银面达到同一高度,求注入的水银在管内的长度.
【答案】 (1)12.0 cm (2)13.2 cm
④
(2)当A、B两侧的水银面达到同一高度时,设A侧空气柱的长度为l2,压强为p2.由玻意耳定律得
pl=p2l2 ⑤
由力学平衡条件有
p2=p0 ⑥
联立②⑤⑥式,并代入题给数据得
l2=10.4 cm ⑦
设注入的水银在管内的长度为Δh,依题意得
Δh=2(l1-l2)+h1 ⑧
联立④~⑧式,并代入题给数据得
Δh=13.2 cm. ⑨
【题型】计算题
【难度】一般
8.如图4所示,一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成,两圆筒中各有一个活塞.已知大活塞的质量为m1=2.50 kg,横截面积为S1=80.0 cm2;小活塞的质量为m2=1.50 kg,横截面积为S2=40.0 cm2;两活塞用刚性轻杆连接,间距保持为l=40.0 cm;汽缸外大气的压强为p=1.00×105 Pa,温度为T=303 K.初始时大活塞与大圆筒底部相距,两活塞间封闭气体的温度为T1=495 K.现汽缸内气体温度缓慢下降,活塞缓慢下移.忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦,重力加速度大小g取10 m/s2.求:
图4
(1)在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间,汽缸内封闭气体的温度;
(2)缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时,缸内封闭气体的压强.
【答案】 (1)330 K (2)1.01×105 Pa
在活塞缓慢下移的过程中,用p1表示缸内气体的压强,由力的平衡条件得
S1(p1-p)=m1g+m2g+S2(p1-p) ③
故缸内气体的压强不变.由盖吕萨克定律有
= ④
联立①②④式并代入题给数据得
T2=330 K. ⑤
(2)在大活塞与大圆筒底部刚接触时,被封闭气体的压强为p1.在此后与汽缸外大气达到热平衡的过程中,被封闭气体的体积不变.设达到热平衡时被封闭气体的压强为p′,由查理定律,有
= ⑥
联立③⑤⑥式并代入题给数据得
p′=1.01×105 Pa. ⑦
【题型】计算题
【难度】一般
9.如图5所示,两汽缸A、B粗细均匀、等高且内壁光滑,其下部由体积可忽略的细管连通;A的直径是B的2倍,A上端封闭,B上端与大气连通;两汽缸除A顶部导热外,其余部分均绝热.两汽缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b,活塞下方充有氮气,活塞a上方充有氧气.当大气压为p0、外界和汽缸内气体温度均为7 ℃且平衡时,活塞a离汽缸顶的距离是汽缸高度的,活塞b在汽缸正中间.
图5
(1)现通过电阻丝缓慢加热氮气,当活塞b恰好升至顶部时,求氮气的温度;
(2)继续缓慢加热,使活塞a上升.当活塞a上升的距离是汽缸高度的时,求氧气的压强.
【答案】 (1)320 K (2)p0
(2)活塞b升至顶部后,由于继续缓慢加热,活塞a开始向上移动,直至活塞上升的距离是汽缸高度的时,活塞a上方的氧气做等温变化,设氧气初态体积为V′1,压强为p′1,末态体积为V′2,压强为p′2,由题给数据和玻意耳定律得
V′1=V0,p′1=p0,V′2=V0 ⑤
p′1V′1=p′2V′2 ⑥
由⑤⑥式得p′2=p0.
【题型】计算题
【难度】一般