时间:45分钟满分:100分。
一、选择题(8×8′=64′)
1.液体在器壁附近的液面会发生弯曲,如下图所示.对此有下列几种解释,其中正确的是( )
a.表面层ⅰ内分子的分布比液体内部疏。
b.表面层ⅱ内分子的分布比液体内部密。
c.附着层ⅰ内分子的分布比液体内部密。
d.附着层ⅱ内分子的分布比液体内部疏。
解析:表面层内的分子比液体内部稀疏,分子间表现为引力,这就是表面张力,a正确、b错误;浸润液体的附着层内的液体分子比液体内部的分子密集,不浸润液体的附着层内的液体分子比液体内部的分子稀疏,而附着层ⅰ为浸润液体,附着层ⅱ为不浸润液体,故c、d均正确.
答案:acd
2.下列关于液体表面现象的说法中正确的是( )
a.把缝衣针小心地放在水面上,针可以把水面压弯而不沉没,是因为针的重力小,又受到液体的浮力的缘故。
b.在处于失重状态的宇宙飞船中,一大滴水银会成球状,是因为液体内分子间有相互吸引力。
c.玻璃管裂口放在火上烧熔,它的尖端就变圆,是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下,表面要收缩到最小的缘故。
d.飘浮在热菜汤表面上的油滴,从上面观察是圆形的,是因为油滴液体呈各向同性的缘故。
解析:a项的缝衣针不受浮力,受表面张力;b项水银会成球状是因为表面张力;d也是表面张力的作用.
答案:c3.一定质量理想气体的状态经历了如右图所示的ab、bc、cd、da四个过程,其中bc的延长线通过原点,cd垂直于ab且与水平轴平行,da与bc平行.则气体体积在( )
a.ab过程中不断增加。
b.bc过程中保持不变。
c.cd过程中不断增加。
d.da过程中保持不变。
解析:由=c可知p-t图中斜率k=,c为定值.据此可知ab过程中体积增加,a项正确;bc过程体积不变,b项对;cd过程中体积减小,c项错误;da过程体积增大,d项错误.
答案:ab4.关于晶体和非晶体,下列说法中正确的是( )
a.具有各向同性的物体一定没有明显的熔点。
b.晶体熔化时,温度不变,则内能也不变。
c.通常的金属材料在各个方向上的物理性质都相同,所以这些金属都是非晶体。
d.晶体和非晶体在适当条件下可相互转化。
解析:多晶体显示各向同性,但具有确定的熔点,a错;晶体熔化时,其温度虽然不变,但其体积和内部结构可能发生变化,则内能就可能发生变化,故b错;金属材料虽然显示各向同性,并不意味着一定是非晶体,可能是多晶体,故c错;d对.
答案:d5.分子动能随分子速率的增大而增大,早在2023年麦克斯韦就从理论上推导出了气体分子速率的分布规律,后来有许多实验验证了这一规律.下列描述分子动能与温度关系正确的是( )
a.气体内部所有分子的动能都随温度的升高而增大。
b.气体温度升高,其内部少数分子的动能可能减少。
c.不同气体相同温度下,分子的平均动能相同,平均速率也相同。
d.当气体温度一定时,其内部绝大多数分子动能相近,动能很小或很大的很少。
解析:气体内部绝大多数分子的动能随温度的升高而增大,但少数分子动能不是,选项a错误,b正确;温度相同,分子平均动能相同,但不同气体分子质量不一定相同,故平均速率不一定相同,选项c错误;温度一定时,分子的速率分布遵循统计规律,选项d正确.
答案:bd6.某同学用导热性能良好的汽缸和活塞将一定质量的空气(视为理想气体)封闭在汽缸内(活塞与缸壁间的摩擦不计),待活塞静止后,将小石子缓慢的加在活塞上,如右图所示.在此过程中,若大气压强与室内的温度均保持不变,下列说法正确的是( )
a.由于汽缸导热,故缸内气体的压强保持不变。
b.缸内气体温度不变,缸内气体对活塞的压力保持不变。
c.外界对缸内气体做的功大小等于缸内气体向外界释放的热量。
d.外界对缸内气体做功,缸内气体内能增加。
解析:在向活塞上方加小石子的过程中,活塞对气体的压力变大,则气体压强变大,气体对活塞的压力变大,a、b项错;缸内气体温度不变,则缸内气体内能不变,由热力学第一定律知,外界对缸内气体做的功等于缸内气体向外界释放的热量,故c项正确,d项错误.
答案:c7.一定质量的理想气体,在某一状态下的压强、体积和温度分别为p0、v0、t0,在另一状态下的压强、体积和温度分别为p1、v1、t1,则下列关系错误的是( )
a.若p0=p1,v0=2v1,则t0=t1
b.若p0=p1,v0=v1,则t0=2t1
c.若p0=2p1,v0=2v1,则t0=2t1
d.若p0=2p1,v0=v1,则t0=2t1
解析:根据=可以判断出选项a、b、c错误,d正确.
答案:abc
8.用如下图所示的实验装置来研究气体等体积变化的规律.a、b管下端由软管相连,注入一定量的水银,烧瓶中封有一定量的理想气体,开始时a、b两管中水银面一样高,那么为了保持瓶中气体体积不变( )
a.将烧瓶浸入热水中时,应将a管向上移动。
b.将烧瓶浸入热水中时,应将a管向下移动。
c.将烧瓶浸入冰水中时,应将a管向上移动。
d.将烧瓶浸入冰水中时,应将a管向下移动。
解析:由=c(常量)可知,在体积不变的情况下,温度升高,气体压强增大,右管a水银面要比左管b水银面高,故选项a正确;同理可知选项d正确.
答案:ad二、计算题(3×12′=36′)
9.(2011·课标全国卷)如图,一上端开口、下端封闭的细长玻璃管,下部有长l1=66 cm的水银柱,中间封有长l2=6.6 cm的空气柱,上部有长l3=44 cm的水银柱,此时水银面恰好与管口平齐.已知大气压强为p0=76 cmhg.如果使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢地转动一周,求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度.封入的气体可视为理想气体,在转动过程中没有发生漏气.
解析:设玻璃管开口向上时,空气柱的压强为。
p1=p0+ρgl3①
式中ρ和g分别表示水银的密度和重力加速度.
玻璃管开口向下时,原来上部的水银有一部分会流出,封闭端会有部分真空.设此时开口端剩下的水银柱长度为x,则。
p2=ρgl1,p2+ρgx=p0②
式中p2为管内空气柱的压强.由玻意耳定律得。
p1(sl2)=p2(sh)③
式中h是此时空气柱的长度,s为玻璃管的横截面积.由①②③式和题给条件得h=12 cm④
从开始转动一周后,设空气柱的压强为p3,则。
p3=p0+ρgx⑤
由玻意耳定律得。
p1(sl2)=p3(sh′)⑥
式中h′是此时空气柱的长度.由①②③式得。
h′≈9.2 cm
答案:12 cm 9.2 cm
10.一只容器的体积为v0,封在容器中的气体的压强为p0,现用活塞式抽气机对容器抽气,活塞筒的有效抽气容积为v,其工作示意图如右图所示,k1,k2为工作阀门,求抽气机抽n次后容器里气体的压强(设温度不变).
解析:抽气容器中的空气等温膨胀,体积由v0变成v,压强逐渐减小,根据玻意耳定律。
第一次抽:p0v0=p1(v0+v) p1=p0
第二次抽:p1v0=p2(v0+v) p2=2p0
推理可知,第n次抽气后pn=np0
答案:pn=np0
11.(2010·山东高考)一太阳能空气集热器,底面及侧面为隔热材料,顶面为透明玻璃板,集热器容积为v0,开始时内部封闭气体的压强为p0.经过太阳曝晒,气体温度由t0=300 k升至t1=350 k.
1)求此时气体的压强.
2)保持t1=350 k不变,缓慢抽出部分气体,使气体压强再变回到p0.求集热器内剩余气体的质量与原来总质量。
的比值.判断在抽气过程中剩余气体是吸热还是放热,并简述原因.
解析:(1)设升温后气体的压强为p1,由查理定律得。
代入数据得p1=p0.②
2)抽气过程可等效为等温膨胀过程,设膨胀后气体的总体积为v,由玻意耳定律得p1v0=p0v③
联立②③式得v=v0④
设剩余气体的质量与原来总质量的比值为k,由题意得k=⑤
联立④⑤式得k=⑥
吸热.因为抽气过程中剩余气体温度不变,故内能不变,而剩余气体膨胀对外做功,所以根据热力学第一定律可知剩余气体要吸热.
答案:(1) p0 (2) 吸热原因见解析。
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