人教版(2019)选择性必修三(第一、二、三章)阶段性检测C卷(原卷版+解析版)

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名称 人教版(2019)选择性必修三(第一、二、三章)阶段性检测C卷(原卷版+解析版)
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文件大小 2.2MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2024-04-09 10:08:41

文档简介

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人教版选择性必修三(第一、二、三章)阶段性检测C卷
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
一、选择题:本题共10小题,共42分。在每小题给出的四个选项中,第1~8小题只有一项符合题目要求,每小题4分;第9~10小题有多项符合题目要求,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的或不选的得0分。
1.地球上有大量的海水,若使海水温度降低0.1℃就能释放出5.8×1023J的热量。有人设想用一热机将海水放出的热量完全转化为机械能,但这种使内能转化成机械能的机器是不能实现的,其原因是(  )
A.内能不能转化成机械能
B.内能转化成机械能不满足能量守恒定律
C.只从单一热源吸收热量并完全转化成机械能而不引起其他变化的机器不满足能量转化和转移的方向性
D.上述三种原因都不正确
【答案】C
【详解】A.根据热力学第二定律可知,内能能够转化成机械能,只不过需要外界的影响,故A错误;
B.能量守恒定律普遍成立,内能转化成机械能仍然满足能量守恒定律,故B错误;
C.根据热力学第二定律可知,只从单一热源吸收热量并完全转化成机械能而不引起其他变化的机器不满足能量转化和转移的方向性,故C正确;
D.结合上述,前方所设计的三种情景中,第三种是正确的,故D错误。
故选C。
2.下列说法正确的是( )
A.雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力
B.1g、100℃的水与1g、100℃的水蒸气相比较,分子热运动的平均动能与分子的总动能不相同
C.玻璃上附着水发生浸润现象的原因是附着层里的分子比水内部平均距离大,所以分子间表现为引力
D.晶体一定具有规则形状,且有各向异性的特征
【答案】A
【详解】A.雨水在布料上形成一层薄膜,使雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力,故A正确;
B.1g 100℃的水要变为1g 100℃的水蒸气,吸收热量,温度不变,但内能增大.分子动能与温度有关,温度越高,分子运动越剧烈,分子动能越大,100℃的水与1g 100℃的水蒸气温度相同,故分子的平均动能相同和总动能都相同,故B错误.
C.当浸润现象产生的原因是附着层内分子间距比液体内部分子间距小,分子间作用力表现为引力的缘故,故C错误;
D.单晶体具有规则的几何外形,具有各向异性,多晶体不具有规则形状,且有各向同性的特征.故D错误;
故选A.
3.分子间引力和斥力大小随分子间距离变化的图像如图所示。两图像交点为e,e点的横坐标为,下列表述正确的是(  )
A.曲线表示引力随分子间距离变化的图线
B.压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力,这是气体分子间的平均距离小于导致的
C.当分子间距离由逐渐变为的过程中,分子势能增加
D.当分子间距离由逐渐变为的过程中,分子势能减小
【答案】C
【详解】A.分子间引力和斥力都随分子距离的增大而减小,而斥力减小的更快,则曲线表示斥力随分子间距离变化的图线,故A错误;
B.压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力,分子间的距离依然超过,分子间的作用力可忽略不计,这是气体分子间的压强导致的,故B错误;
CD.分子间距为时斥力等于引力为平衡位置,当分子间距离由逐渐变为的过程中,分子间表现为引力,距离增大,分子力做负功,则分子势能增加,故C正确,D错误;
故选C。
4.图甲是浇花的一种喷壶,图乙是喷壶的切面简化图,假设喷壶中装有水但未装满,里面有一部分压强为P0的空气。现将喷壶的盖盖好并密封阀门,通过打气筒向喷壶内充入一部分压强也为P0的气体,假设此充气过程中壶内气体温度保持不变。研究的气体可视为理想气体,不考虑水的蒸发,下列说法正确的是(  )
A.充入气体后壶内气体的内能增加
B.将阀门打开后壶内气体的压强保持不变
C.将阀门打开后壶内气体的内能不变
D.从喷壶中喷出的水雾在空中飞舞,水雾的运动属于扩散现象
【答案】A
【详解】A.充气过程中,壶内气体温度不变,气体分子数目增加,所以壶内气体内能增加,A正确;
B.将阀门打开后壶内气体膨胀,压强减小,B错误;
C.将阀门打开后壶内气体的分子数目减少,内能减少,C错误;
D.从喷壶中喷出的水雾是小水滴的运动,不属于分子运动,D错误。
故选A。
5.如图为一注水的玻璃装置,玻璃管D、E上端与大气相通,利用玻璃管C使A、B两球上部相通,D、C、E三管与两球接口处紧密封接.当A、B、D的水面高度差如图所示时,E管内水面相对B中水面的高度差h应等于( )
A.0米
B.0.5米
C.1米
D.1.5米
【答案】D
【分析】根据题中“如图为一注水的玻璃装置,玻璃管D、E上端与大气相通”可知,本题考查封闭气体压强,根据平衡条件,运用压力相等,进行分析推断。
【详解】因为1、2区以管C相通有
对1区有
对2区有
则联立可得
故D正确。
故选D。
6.科学家在“哥伦比亚”号航天飞机上进行了一次在微重力条件(即失重状态)下制造泡沫金属的实验。把锂、铝、钛等轻金属放在一个石英瓶内,用太阳能将这些金属熔化成液体,然后在熔化的金属中充进氢气,使金属内产生大量气泡,金属冷凝后就形成到处是微孔的泡沫金属。下列说法中正确的是(  )
A.失重条件下液态金属呈现球状是由于液体表面分子间存在引力作用
B.失重条件下充入金属液体的气体气泡不能无限地膨胀是因为液体表面张力的约束
C.在金属液体冷凝过程中,气泡收缩变小,外界对气体做功,气体内能增大
D.泡沫金属物理性质各向同性,说明它是非晶体
【答案】B
【详解】A.失重条件下液态金属呈现球状是由于液体表面分子间存在表面张力的作用,故A错误;
B.失重条件下充入金属液体的气体气泡不能无限地膨胀是因为液体表面张力的约束,故B正确;
C.金属液体冷凝过程中,气体温度降低,内能减小,故C错误;
D.泡沫金属物理性质各向同性,它是多晶体,故D错误。
故选B。
7.关于下列各图,说法正确的是(  )
A.图甲中,布朗运动是液体分子的无规则运动
B.图乙中,当分子间距离为r0时,分子势能最小
C.图丙中,T1对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图
D.图丁中,实验现象说明薄板材料一定是非晶体
【答案】B
【详解】
A.布朗运动是固体小微粒的运动,而不是分子的运动,故A错误;
B.当分子间距离为r0时,分子势能最小,故B正确;
C.T2对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图,故C错误;
D.薄板材料可能是多晶体或非晶体,故D错误。
故选B。
8.如图,一竖直放置的汽缸内有两个活塞分别用一根硬杆相连,上活塞上放有一小木块,缸内封有一定质量的气体,整个系统处于平衡。活塞与缸壁间无摩擦且不漏气。下列做法中能使两活塞相对汽缸向下移动的是(  )
A.给汽缸内气体缓慢降温 B.上活塞再加一个小木块
C.让整个装置自由下落 D.大气压变大
【答案】B
【详解】A.给汽缸缓慢降温,气体温度降低,由盖·吕萨克定律知气体体积要减小,从汽缸结构上看活塞应向上移动,选项A错误;
B.设缸内气体压强p,外界大气压为p0,大活塞面积S,小活塞面积s,活塞和木块的总重力为G,以活塞和气体整体为研究对象,由物体平衡条件知
上活塞再加一个小木块,整体的重力增大,大气压及活塞面积不变,则容器内气体压强必须减小,由玻意耳定律知气体体积要增大,所以两活塞相对汽缸向下移动,选项B正确.
C.让整个装置自由下落,缸内气体压强增大(原来小于大气压强),由玻意耳定律知气体体积要减小,所以汽缸向上移动,选项C错误;
D.大气压变大时,由知缸内气体压强要变大,由玻意耳定律知气体体积要减小,所以汽缸要向上移动,选项D错误。
故选B。
9.在巴蜀中学春季运动会上释放的气球是充有氦气的可降解气球。释放前工作人员用容积为30L、压强为1.0×107Pa的氦气罐给气球充气(充气过程温度不变),要求充气后气球体积为6L、压强为1.0×105Pa;气球释放后飘向高空,当气球体积膨胀到9L时就会爆裂落回地面。已知高度每升高1000m,大气温度下降6℃,高度每升高1m,大气压减小11Pa,庆祝现场地面空气温度为27℃,大气压为1.0×105Pa,不计充气过程的漏气和气球内原有气体,下列说法正确的是(  )
A.用一个氦气罐可以充出500个符合要求的气球
B.用氦气罐给气球充气过程中,氦气从外界吸收热量
C.当气球发生爆裂时,气球离地面的高度为3448m
D.要降低气球发生爆裂时的高度,在地面充气时可使充气后的气球体积适当减小
【答案】BC
【详解】A.全部充气完毕,罐内气体压强也变为p0,设充出的气体总体积为V,则根据理想气体状态变化规律
将p1=1.0×107Pa,V1=30L,p0=1.0×105Pa,带入可解得
V=3000L
设总共充气n个符合要求的气体,则
V=V1+nV0
V0=6L
带入可得
n=495
故A错误;
B.对充入气球内的氦气,从氦气罐内到气球内的过程,体积增大,对外做功,不计温度变化,将氦气实为理想气体,则内能不变,根据热力学第一定律
=0,W为负值,则Q为正值,气体吸热,故B正确;
C.当气球发生爆裂时,气球体积膨胀到9L,设此时气球离地面高度为h,则爆裂时气体的压强和温度分别是
p2=p0-11h
带入理想气体状态变化方程
解得
h=3448m
故C正确;
D.由C中分析可以推导出h与V0的函数关系式为
可见,V0越小,h越大,D错误。
故选BC。
10.内径均匀且大小可忽略的“T”形细玻璃管竖直放置,管内有被水银封闭的理想气体Ⅰ和Ⅱ,竖直管上端与大气相通,各部分长度如图所示。已知环境温度为,大气压强。下列说法正确的是(  )
A.保持温度不变,从竖直管上端加水银至管口,加入水银长度为12cm
B.保持温度不变,从竖直管上端加水银至管口,加入水银长度为11.2cm
C.使两部分气体升高相同温度,当水银面上升至管口时,气体温度为500K
D.使两部分气体升高相同温度,当水银面上升至管口时,气体温度为480K
【答案】AC
【详解】AB.保持温度不变,从竖直管上端加水银至管口,对理想气体Ⅰ和Ⅱ,由玻意耳定律

带入数据
解得

加入水银长度为
A正确,B错误;
CD.使两部分气体升高相同温度,当水银面上升至管口时,由理想气体状态方程
,,,
带入数据
解得
C正确,D错误。
故选AC。
二、实验题(本题共2小题,共16分。)
11.如图所示为“研究一定质量的气体在温度不变的情况下,压强与体积的关系”实验装置,实验步骤如下:
①把注射器活塞移至注射器满刻度处,将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接;
②移动活塞,记录注射器的刻度值V,同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p;
③用V﹣ 图像处理实验数据,得出如图2所示图线.
(1)为了保持封闭气体的温度不变,实验中采取的主要措施是 和 .
(2)如果实验操作规范正确,但如图2所示的V﹣ 图线不过原点,则V0代表 .
(3)小明同学实验时缓慢推动活塞,并记录下每次测量的压强p与注射器刻度值V.在实验中出现压强传感器软管脱落,他重新接上后继续实验,其余操作无误.V﹣ 关系图像应是
【答案】 移动活塞要缓慢 不能用手握住注射器的封闭气体部分 注射器与压强传感器连接部分气体的体积 B
【详解】(1)[1][2].要保持封闭气体的温度不变,实验中采取的主要措施是移动活塞要缓慢;不能用手握住注射器封闭气体部分.这样能保证装置与外界温度一样.
(2)[3].体积读数值比实际值大V0. 根据P(V+V0)=C,C为定值,则.如果实验操作规范正确,但如图所示的图线不过原点,则V0代表注射器与压强传感器连接部位的气体体积.
(3)[4].根据PV=C可知,当质量不变时成正比,当质量发生改变时(质量变大),还是成正比,但此时的斜率发生变化即斜率比原来大,故B正确.
12.某物理实验小组为了探究在压强不变的情况下气体的体积与热力学温度的关系,选用了如图(a)所示的实验装置,图中压强计的指针可指示出管内气柱的压强,刻度可指示出气柱的体积,整个装置安装在固定架上,实验中气柱质量不变。
(1)将下列实验步骤补充完整;
①在烧杯中放入冰水混合物,使其浸没气柱,压强计示数稳定后,记下冰水混合物的热力学温度T、气柱的体积V和压强;
②改变烧杯内的水温,使水浸没气柱,经过一段时间后,缓慢调节活塞位置改变气柱的体积,使压强计的示数 ,记下气柱体积和水的热力学温度;
③多次改变水温,重复步骤②;
(2)下表为某次实验记录的数据:
1 2 3 4 5 6 7
273 283 300 313 325 333 347
10.0 10.4 11.0 11.4 12.0 12.2 12.7
(3)根据表格中的数据在图(b)给出的坐标系中补齐数据点,并作出图线;
(4)根据作出的图线可知,一定质量的气体在压强不变的情况下,体积V与热力学温度T成 关系。
【答案】 线性
【详解】(1)②[1] 本实验是探究在压强不变的情况下气体的体积和热力学温度的关系,故需要控制压强保持不变,使压强计示数为;
(3)[2]根据表格的数据,补齐数据点并描点连线,作出如下图线:
(4)[3]根据作出的V-T图线可知,一定质量的气体在压强不变的情况下,体积V与热力学温度T成一次线性关系。
三、计算题(本题共3小题,共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
13.如图,开口向上的汽缸内盛有一定深度的水银,一粗细均匀,长为l=12cm且下端开口的细玻管竖直漂浮在水银中。平衡时,玻璃管露出水银面的高度和进入玻管中的水银柱长度均为h1=3cm,轻质活塞到水银面的高度为h0=6cm,水银面上方的气体压强为p0=76cmHg。现施外力使活塞缓慢向下移动,当玻管上端恰好与水银面齐平时,进入玻管中的水银柱长度为h2=6cm。活塞与汽缸壁间的摩擦不计且密封性良好,玻管的横截面积远小于汽缸的横截面积,整个过程中各部分气体的温度保持不变,求:
(1)玻管上端恰好与水银面齐平时,玻管内气体的压强;
(2)整个过程中活塞向下移动的距离。
【答案】(1)123cmHg;(2)
【详解】(1)设玻管的横截面积为,活塞的横截面积为,对玻管中的气体,初态体积和压强分别为
末态体积为
由玻意耳定律有
代入数据解得
(2)设玻管上端恰好与水银面齐平时,活塞到水银面的高度为,对水银面上方的气体,初态体积和压强分别为

末态体积和压强分别为

由玻意耳定律有
代入数据解得
活塞向下移动的距离为
14.如图所示,一粗细均匀足够长的导热U形管竖直放置在烘烤箱中,右侧上端封闭,左侧上端与大气相通,右侧顶端密封空气柱A的长度为,左侧密封空气柱B的长度为,上方水银柱长,左右两侧水银面高度差,已知大气压强,大气温度,现开启烘烤箱缓慢加热U形臂,直到空气柱A、B下方水银面等高。加热过程中大气压保持不变。求:
(1)加热前空气柱A、B的压强各为多少;
(2)空气柱A、B下方水银面等高时烘烤箱的温度;
(3)加热后,B空气柱上方水银柱上升高度L。
【答案】(1),;(2);(3)
【详解】(1)加热前有
(2)空气柱B压强保持不变,则有
空气柱A根据理想气体状态方程
解得
(3)以空气柱B 为研究对象,加热前温度,体积,加热后温度,体积,由盖-吕萨克定律得
联立可得
B 空气柱上方水银柱上升高度
15.将横截面积分别为 和 两个汽缸竖直连接。在两汽缸连接处及其下方处均固定有活塞销。整个汽缸被活塞和活塞分割成三部分,两活塞用长的轻绳连接,上下两部分均与大气直接连通,两活塞之间密闭有一定质量的理想气体。已知活塞的质量为,活塞的质量为。初始时,密闭气体的温度为,压强为,两活塞静止于如图所示的位置。外界大气压强恒为,不计活塞和活塞销的厚度,不计活塞和汽缸间的摩擦,取。现在开始缓慢升高密闭气体的温度,求:
(1)轻绳刚好要被拉直时,密闭气体的温度;
(2)若轻绳能承受的最大拉力,至少需要将温度升高到多少,才能将绳拉断?
【答案】(1);(2)
【详解】(1)由平衡条件得
解得

对密闭气体
解得
(2)绳子拉断瞬间,对活塞a
对活塞b
故绳子拉断瞬间,活塞b已经上移至两个汽缸连接处,对密闭气体
解得
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人教版选择性必修三(第一、二、三章)阶段性检测C卷
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
一、选择题:本题共10小题,共42分。在每小题给出的四个选项中,第1~8小题只有一项符合题目要求,每小题4分;第9~10小题有多项符合题目要求,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的或不选的得0分。
1.地球上有大量的海水,若使海水温度降低0.1℃就能释放出5.8×1023J的热量。有人设想用一热机将海水放出的热量完全转化为机械能,但这种使内能转化成机械能的机器是不能实现的,其原因是(  )
A.内能不能转化成机械能
B.内能转化成机械能不满足能量守恒定律
C.只从单一热源吸收热量并完全转化成机械能而不引起其他变化的机器不满足能量转化和转移的方向性
D.上述三种原因都不正确
2.下列说法正确的是( )
A.雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力
B.1g、100℃的水与1g、100℃的水蒸气相比较,分子热运动的平均动能与分子的总动能不相同
C.玻璃上附着水发生浸润现象的原因是附着层里的分子比水内部平均距离大,所以分子间表现为引力
D.晶体一定具有规则形状,且有各向异性的特征
3.分子间引力和斥力大小随分子间距离变化的图像如图所示。两图像交点为e,e点的横坐标为,下列表述正确的是(  )
A.曲线表示引力随分子间距离变化的图线
B.压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力,这是气体分子间的平均距离小于导致的
C.当分子间距离由逐渐变为的过程中,分子势能增加
D.当分子间距离由逐渐变为的过程中,分子势能减小
4.图甲是浇花的一种喷壶,图乙是喷壶的切面简化图,假设喷壶中装有水但未装满,里面有一部分压强为P0的空气。现将喷壶的盖盖好并密封阀门,通过打气筒向喷壶内充入一部分压强也为P0的气体,假设此充气过程中壶内气体温度保持不变。研究的气体可视为理想气体,不考虑水的蒸发,下列说法正确的是(  )
A.充入气体后壶内气体的内能增加
B.将阀门打开后壶内气体的压强保持不变
C.将阀门打开后壶内气体的内能不变
D.从喷壶中喷出的水雾在空中飞舞,水雾的运动属于扩散现象
5.如图为一注水的玻璃装置,玻璃管D、E上端与大气相通,利用玻璃管C使A、B两球上部相通,D、C、E三管与两球接口处紧密封接.当A、B、D的水面高度差如图所示时,E管内水面相对B中水面的高度差h应等于( )
A.0米
B.0.5米
C.1米
D.1.5米
6.科学家在“哥伦比亚”号航天飞机上进行了一次在微重力条件(即失重状态)下制造泡沫金属的实验。把锂、铝、钛等轻金属放在一个石英瓶内,用太阳能将这些金属熔化成液体,然后在熔化的金属中充进氢气,使金属内产生大量气泡,金属冷凝后就形成到处是微孔的泡沫金属。下列说法中正确的是(  )
A.失重条件下液态金属呈现球状是由于液体表面分子间存在引力作用
B.失重条件下充入金属液体的气体气泡不能无限地膨胀是因为液体表面张力的约束
C.在金属液体冷凝过程中,气泡收缩变小,外界对气体做功,气体内能增大
D.泡沫金属物理性质各向同性,说明它是非晶体
7.关于下列各图,说法正确的是(  )
A.图甲中,布朗运动是液体分子的无规则运动
B.图乙中,当分子间距离为r0时,分子势能最小
C.图丙中,T1对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图
D.图丁中,实验现象说明薄板材料一定是非晶体
8.如图,一竖直放置的汽缸内有两个活塞分别用一根硬杆相连,上活塞上放有一小木块,缸内封有一定质量的气体,整个系统处于平衡。活塞与缸壁间无摩擦且不漏气。下列做法中能使两活塞相对汽缸向下移动的是(  )
A.给汽缸内气体缓慢降温 B.上活塞再加一个小木块
C.让整个装置自由下落 D.大气压变大
9.在巴蜀中学春季运动会上释放的气球是充有氦气的可降解气球。释放前工作人员用容积为30L、压强为1.0×107Pa的氦气罐给气球充气(充气过程温度不变),要求充气后气球体积为6L、压强为1.0×105Pa;气球释放后飘向高空,当气球体积膨胀到9L时就会爆裂落回地面。已知高度每升高1000m,大气温度下降6℃,高度每升高1m,大气压减小11Pa,庆祝现场地面空气温度为27℃,大气压为1.0×105Pa,不计充气过程的漏气和气球内原有气体,下列说法正确的是(  )
A.用一个氦气罐可以充出500个符合要求的气球
B.用氦气罐给气球充气过程中,氦气从外界吸收热量
C.当气球发生爆裂时,气球离地面的高度为3448m
D.要降低气球发生爆裂时的高度,在地面充气时可使充气后的气球体积适当减小
10.内径均匀且大小可忽略的“T”形细玻璃管竖直放置,管内有被水银封闭的理想气体Ⅰ和Ⅱ,竖直管上端与大气相通,各部分长度如图所示。已知环境温度为,大气压强。下列说法正确的是(  )
A.保持温度不变,从竖直管上端加水银至管口,加入水银长度为12cm
B.保持温度不变,从竖直管上端加水银至管口,加入水银长度为11.2cm
C.使两部分气体升高相同温度,当水银面上升至管口时,气体温度为500K
D.使两部分气体升高相同温度,当水银面上升至管口时,气体温度为480K
二、实验题(本题共2小题,共16分。)
11.如图所示为“研究一定质量的气体在温度不变的情况下,压强与体积的关系”实验装置,实验步骤如下:
①把注射器活塞移至注射器满刻度处,将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接;
②移动活塞,记录注射器的刻度值V,同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p;
③用V﹣ 图像处理实验数据,得出如图2所示图线.
(1)为了保持封闭气体的温度不变,实验中采取的主要措施是 和 .
(2)如果实验操作规范正确,但如图2所示的V﹣ 图线不过原点,则V0代表 .
(3)小明同学实验时缓慢推动活塞,并记录下每次测量的压强p与注射器刻度值V.在实验中出现压强传感器软管脱落,他重新接上后继续实验,其余操作无误.V﹣ 关系图像应是
12.某物理实验小组为了探究在压强不变的情况下气体的体积与热力学温度的关系,选用了如图(a)所示的实验装置,图中压强计的指针可指示出管内气柱的压强,刻度可指示出气柱的体积,整个装置安装在固定架上,实验中气柱质量不变。
(1)将下列实验步骤补充完整;
①在烧杯中放入冰水混合物,使其浸没气柱,压强计示数稳定后,记下冰水混合物的热力学温度T、气柱的体积V和压强;
②改变烧杯内的水温,使水浸没气柱,经过一段时间后,缓慢调节活塞位置改变气柱的体积,使压强计的示数 ,记下气柱体积和水的热力学温度;
③多次改变水温,重复步骤②;
(2)下表为某次实验记录的数据:
1 2 3 4 5 6 7
273 283 300 313 325 333 347
10.0 10.4 11.0 11.4 12.0 12.2 12.7
(3)根据表格中的数据在图(b)给出的坐标系中补齐数据点,并作出图线;
(4)根据作出的图线可知,一定质量的气体在压强不变的情况下,体积V与热力学温度T成 关系。
三、计算题(本题共3小题,共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
13.如图,开口向上的汽缸内盛有一定深度的水银,一粗细均匀,长为l=12cm且下端开口的细玻管竖直漂浮在水银中。平衡时,玻璃管露出水银面的高度和进入玻管中的水银柱长度均为h1=3cm,轻质活塞到水银面的高度为h0=6cm,水银面上方的气体压强为p0=76cmHg。现施外力使活塞缓慢向下移动,当玻管上端恰好与水银面齐平时,进入玻管中的水银柱长度为h2=6cm。活塞与汽缸壁间的摩擦不计且密封性良好,玻管的横截面积远小于汽缸的横截面积,整个过程中各部分气体的温度保持不变,求:
(1)玻管上端恰好与水银面齐平时,玻管内气体的压强;
(2)整个过程中活塞向下移动的距离。
14.如图所示,一粗细均匀足够长的导热U形管竖直放置在烘烤箱中,右侧上端封闭,左侧上端与大气相通,右侧顶端密封空气柱A的长度为,左侧密封空气柱B的长度为,上方水银柱长,左右两侧水银面高度差,已知大气压强,大气温度,现开启烘烤箱缓慢加热U形臂,直到空气柱A、B下方水银面等高。加热过程中大气压保持不变。求:
(1)加热前空气柱A、B的压强各为多少;
(2)空气柱A、B下方水银面等高时烘烤箱的温度;
(3)加热后,B空气柱上方水银柱上升高度L。
15.将横截面积分别为 和 两个汽缸竖直连接。在两汽缸连接处及其下方处均固定有活塞销。整个汽缸被活塞和活塞分割成三部分,两活塞用长的轻绳连接,上下两部分均与大气直接连通,两活塞之间密闭有一定质量的理想气体。已知活塞的质量为,活塞的质量为。初始时,密闭气体的温度为,压强为,两活塞静止于如图所示的位置。外界大气压强恒为,不计活塞和活塞销的厚度,不计活塞和汽缸间的摩擦,取。现在开始缓慢升高密闭气体的温度,求:
(1)轻绳刚好要被拉直时,密闭气体的温度;
(2)若轻绳能承受的最大拉力,至少需要将温度升高到多少,才能将绳拉断?
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