本章易错过关(二)
1.B [解析] 标准状况下冰水混合物的温度为0 ℃,与0 ℃的水达到了热平衡,选项A错误;根据热平衡定律,A、B两系统分别与C系统达到热平衡,则A、B两系统达到热平衡,故B正确;甲、乙、丙物体温度不相等,先把甲、乙接触,最终达到热平衡,再将丙与乙接触最终也达到热平衡,此时乙、丙与甲的温度不一定相等,所以甲、丙不一定达到热平衡,故C错误;根据热平衡的特点可知,两个系统达到热平衡的标志是它们温度相同,但压强、体积不一定相同,故D错误.
2.A [解析] 由热力学温标与摄氏温标的关系式T=t+273.15 K和t=-271 ℃,得T=2.15 K,故选A.
3.C [解析] 多晶体和非晶体是多向同性,单晶体各向异性.具有这种在不同方向上性能不同特性的物质一定是单晶体.故选C.
4.A [解析] 晶体和非晶体的最大区别是:是否有固定的熔点,因此可以通过是否存在固定的熔点来判断固体是晶体还是非晶体,故A正确;液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向异性的特点制成的,故B错误;水黾可以在水面自由活动,是液体的表面张力造成的,与浮力无关,故C错误;酱油与左边材料浸润,与右边材料不浸润,故D错误.
5.A [解析] 设玻璃泡中气体压强为p,外界大气压强为p',则有p'=p+ρgh,且玻璃泡中气体与外界大气温度相同,液柱上升,气体体积V减小,由理想气体的状态方程=C可知,V减小,气泡内压强减小,则T减小,即外界大气的温度降低,B、C、D错误,A正确.
6.A [解析] 由理想气体状态方程可得=C,由题中p-T图像可知,从A到B过程,气体压强不变,温度升高,所以体积增大,选项B、C错误;B到C过程,温度不变,压强减小,所以体积增大,C到D过程压强减小,温度降低,由于压强与温度成正比,所以体积不变,选项A正确,D错误.
7.C [解析] 推拉活塞时,动作要慢,使其温度与环境温度保持一致,故A错误;活塞移至某位置时,应等状态稳定后再记录数据,故B错误;图线与纵轴相交的原因可能是没有考虑注射器与压强传感器连接部分气体的体积,故C正确;根据理想气体的状态方程=C可知=V,则温度升高时,图像斜率变小,故D错误.
8.B [解析] 管内封闭气柱的压强恒等于外界大气压与水银柱因自身重力而产生的压强之和,因外界大气压不变,则管内气体做等压变化,并由此推知,封闭气柱下端的水银柱高度不变,根据盖-吕萨克定律可知=,整理得ΔV=·V,因A、B管中的封闭气体初始温度相同,温度升高ΔT也相同,且ΔT>0,推导出ΔV>0即A、B管中的封闭气体体积均增大,又因为H1>H2,A管中气体体积较大,所以ΔVA>ΔVB即A管中气柱长度增加得多一些,故A、B管中气柱上方的水银柱均向上移动,A中水银柱移动较多.故选B.
9.D [解析] 根据理想气体状态方程=C,可得p=CT,故可知p-图像的斜率k=CT,对于一定质量的理想气体而言,斜率定性的反映温度的高低,p-图像在过程①的每点与坐标原点连线的斜率逐渐减小,表示理想气体的温度逐渐降低,则过程①中气体分子的平均动能减小,A错误;p-图像在过程②中压强不变,体积增大,根据理想气体状态方程可知温度升高,分子的平均动能增大,则单位时间内气体分子对容器壁的碰撞次数减少,B错误;p-图像在过程②的每点与坐标原点连线的斜率逐渐增大,表示理想气体的温度逐渐升高,则过程②中气体分子的平均动能增大,C错误;p-图像在过程③中压强增大,温度不变,分子的平均动能不变,由理想气体压强的微观意义,气体压强与气体分子单位时间内对容器壁的碰撞次数、气体分子平均动能有关,在压强增大,温度不变的条件下,可得单位时间内气体分子对容器壁的碰撞次数增多,D正确.
10.B [解析] 由图可知,活塞紧压着两个小挡板,则汽缸内温度升高的过程先是等容变化过程,在这个过程中,是一个定值,即在这个过程中,p-T图像应该是一条延长线过原点的倾斜直线;直到汽缸内的气体压强等于外界大气压,此时活塞会被向上顶起,这个过程是一个等压过程,即是一个定值,故随着温度的升高,汽缸内封闭气体的体积变大,在p-T图像中是一条平行于T轴的直线,故选项B正确.
11.(1)1.085×105 Pa (2)0.97
[解析] (1)瓶内气体的始末状态的热力学温度分别为
T=(27+273) K=300 K
T'=(37+273) K=310 K
温度变化过程中体积不变,故由查理定律有
=
解得p'=1.085×105 Pa
(2)保持温度不变,挤压气体,等温变化过程,由玻意耳定律有pV=p'V'
解得V'≈0.97V
12.(1)1.02×105 Pa (2)
[解析] (1)设吸管内气体压强为p1,则有
p1=p0+ρg(L-h)
解得p1=1.02×105 Pa
(2)吸管中的气体初始状态为
p0=1.0×105 Pa,V0=LS,T0=300 K
假设温度升高时,吸管中的气体没有进入上方,而是膨胀成一个整体,该整体的状态为
p1=1.02×105 Pa,V1=V0+ΔV,T1=370 K
则有=
则从吸管内溢出气体的质量与吸管内初始气体质量的比值=
解得=本章易错过关(二)建议用时:40分钟
一、选择题
1.下列对热平衡的理解,正确的是 ( )
A.标准状况下冰水混合物与0 ℃的水未达到热平衡
B.A、B两系统分别与C系统达到热平衡,则A、B两系统达到热平衡
C.甲、乙、丙物体温度不相等,先把甲、乙接触,最终达到热平衡,再将丙与乙接触最终也达到热平衡,则甲、丙达到热平衡
D.热平衡时,两系统的温度相同,压强、体积也一定相同
2.强子对撞机加速器工作时,需要注入约1万吨液氮对电路进行冷却,冷却的温度可达到零下271摄氏度,这时该温度用热力学温标来表示为 ( )
A.2.15 K B.271.15 K
C.4.15 K D.0.25 K
3.[2024·河南开封期末] 有的物质在不同方向上的性能不同,如热传导性、导电性、透光率、弹性强度等,这种特点广泛应用于太阳能电池、半导体元件、电力传输、航空航天等.那么,具有这种在不同方向上性能不同特性的物质 ( )
A.可能是多晶体 B.一定是多晶体
C.一定是单晶体 D.可能是非晶体
4.[2024·福建福州一中月考] 关于下列四幅图所涉及的物理知识,论述正确的是 ( )
A.图甲说明可以通过是否存在固定的熔点来判断固体是晶体或非晶体
B.图乙液晶显示器是利用液晶的光学性质具有各向同性的特点制成的
C.图丙水黾可以在水面自由活动,说明其受到的浮力大小等于重力
D.图丁中的酱油与左边材料不浸润,与右边材料浸润
5.[2024·湖南长沙一中月考] 伽利略设计的一种测温装置如图所示,细玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通,下端插入水中,玻璃泡中封闭有一定质量的理想气体.实验时,外界大气压强保持不变, 若观察到玻璃管中的水柱上升,下列判断正确的是( )
A.外界大气的温度降低
B.外界大气的温度升高
C.玻璃泡内气体的压强增大
D.玻璃泡内气体的压强不变
6.如图甲所示是一定质量理想气体由状态A依次经过B、C到D变化的p-T图像,图乙中对应的转换图像中可能正确的是 ( )
A
B
C
D
乙
7.[2024·山西太原五中月考] 如图甲所示,用气体压强传感器“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”,并通过计算机作出了如图乙所示的-V图像,下列说法正确的是 ( )
A.推拉活塞时,动作要快,以免气体进入或漏出
B.活塞移至某位置时,应立即记录数据
C.图线与纵轴相交的原因可能是没有考虑注射器与压强传感器连接部位气体的体积
D.若升高环境温度,则该图像斜率变大
8.如图所示,两根粗细相同、两端开口的直玻璃管A和B,竖直插入同一水银槽中,各用一段水银柱封闭着温度相同的空气,空气柱长度H1>H2,水银柱长度h1>h2,现使封闭气柱升高相同的温度(外界大气压保持不变),则两管中气柱上方水银柱的移动情况是 ( )
A.均向上移动,B中水银柱移动较多
B.均向上移动,A中水银柱移动较多
C.均向下移动,B中水银柱移动较多
D.均向上移动,两管中水银柱移动情况相同
9.[2024·浙江效实中学月考] 如图所示为一定质量的理想气体的压强随体积变化的p-图像,其中AB段为双曲线的一部分,则下列说法正确的是 ( )
A.过程①中气体分子的平均动能不变
B.过程②中单位时间内气体分子对容器壁的碰撞次数增多
C.过程②中气体分子的平均动能减小
D.过程③中单位时间内气体分子对容器壁的碰撞次数增多
10.如图所示,U形汽缸固定在水平地面上,用重力不计的活塞封闭着一定质量的理想气体,已知汽缸不漏气,活塞移动过程中与汽缸
内壁无摩擦,外界大气压为p0,活塞紧压小挡板.现缓慢升高汽缸内气体的温度,则图中能反映汽缸内气体的压强p随热力学温度T变化的图像的是 ( )
二、非选择题
11.[2023·海南卷] 某饮料瓶内密封一定质量理想气体,t=27 ℃时,压强p=1.050×105 Pa.
(1)t'=37 ℃时,气压是多大
(2)保持温度不变,挤压气体,使之压强与(1)时相同时,气体体积为原来的多少倍
12.小明在使用运动吸管杯时发现了这样的现象:在温度恒为300 K的室内,向吸管杯内注入开水并迅速盖上带有吸管的杯盖,吸管上端封闭、杯盖与杯体未拧紧,这时有大量气泡从吸管底溢出,过了一会儿,吸管底端不再有气泡溢出,此时水与吸管内气体温度为370 K,测得杯体水面距离吸管顶端为h=2 cm,吸管总长为L=22 cm.已知水面上方气体的压强始终为外界大气压强p0=1.0×105 Pa,吸管内气体可视为理想气体,重力加速度g取10 m/s2,水的密度ρ=1.0×103 kg/m3,求:
(1)吸管底端不再有气泡溢出时, 吸管内气体的压强;
(2)从吸管内溢出气体的质量与吸管内初始气体质量的比值.(共28张PPT)
本章易错过关(二)
一、选择题
二、非选择题
一、选择题
1.下列对热平衡的理解，正确的是( )
A.标准状况下冰水混合物与的水未达到热平衡
B.、两系统分别与系统达到热平衡，则、两系统达到热平衡
C.甲、乙、丙物体温度不相等，先把甲、乙接触，最终达到热平衡，再将丙与乙接触最终也达到热平衡，则甲、丙达到热平衡
D.热平衡时，两系统的温度相同，压强、体积也一定相同
√
[解析] 标准状况下冰水混合物的温度为，与的水达到了热平衡，选项A错误；
根据热平衡定律，A、B两系统分别与C系统达到热平衡，则A、B两系统达到热平衡，故B正确；
甲、乙、丙物体温度不相等，先把甲、乙接触，最终达到热平衡，再将丙与乙接触最终也达到热平衡，此时乙、丙与甲的温度不一定相等，所以甲、丙不一定达到热平衡，故C错误；
根据热平衡的特点可知，两个系统达到热平衡的标志是它们温度相同，但压强、体积不一定相同，故D错误.
2.强子对撞机加速器工作时，需要注入约1万吨液氮对电路进行冷却，冷却的温度可达到零下271摄氏度，这时该温度用热力学温标来表示为( )
A. B. C. D.
[解析] 由热力学温标与摄氏温标的关系式和，得，故选A.
√
3.[2024·河南开封期末] 有的物质在不同方向上的性能不同，如热传导性、导电性、透光率、弹性强度等，这种特点广泛应用于太阳能电池、半导体元件、电力传输、航空航天等.那么，具有这种在不同方向上性能不同特性的物质( )
A.可能是多晶体 B.一定是多晶体 C.一定是单晶体 D.可能是非晶体
[解析] 多晶体和非晶体是多向同性，单晶体各向异性.具有这种在不同方向上性能不同特性的物质一定是单晶体.故选C.
√
4.[2024·福建福州一中月考] 关于下列四幅图所涉及的物理知识，论述正确的是( )
A.图甲说明可以通过是否存在固定的熔点来判断固体是晶体或非晶体
B.图乙液晶显示器是利用液晶的光学性质具有各向同性的特点制成的
C.图丙水黾可以在水面自由活动，说明其受到的浮力大小等于重力
D.图丁中的酱油与左边材料不浸润，与右边材料浸润
√
[解析] 晶体和非晶体的最大区别是：是否有固定的熔点，因此可以通过是否存在固定的熔点来判断固体是晶体还是非晶体，故A正确；
液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向异性的特点制成的，故B错误；
水黾可以在水面自由活动，是液体的表面张力造成的，与浮力无关，故C错误；
酱油与左边材料浸润，与右边材料不浸润，故D错误.
5.[2024·湖南长沙一中月考] 伽利略设计的一种测温装置如图所示，细玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定质量的理想气体.实验时，外界大气压强保持不变，若观察到玻璃管中的水柱上升，下列判断正确的是( )
A.外界大气的温度降低 B.外界大气的温度升高
C.玻璃泡内气体的压强增大 D.玻璃泡内气体的压强不变
√
[解析] 设玻璃泡中气体压强为，外界大气压强为，则有，且玻璃泡中气体与外界大气温度相同，液柱上升，气体体积减小，由理想气体的状态方程可知，减小，气泡内压强减小，则减小，即外界大气的温度降低，B、C、D错误，A正确.
6.如图甲所示是一定质量理想气体由状态依次经过、到变化的图像，图乙中对应的转换图像中可能正确的是( )
A.&1& B.&2& C.&3& D.&4&
√
[解析] 由理想气体状态方程可得，由题中图像可知，从A到B过程，气体压强不变，温度升高，所以体积增大，选项B、C错误；
B到C过程，温度不变，压强减小，所以体积增大，C到D过程压强减小，温度降低，由于压强与温度成正比，所以体积不变，选项A正确，D错误.
7.[2024·山西太原五中月考] 如图甲所示，用气体压强传感器“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”，并通过计算机作出了如图乙所示的图像，下列说法正确的是( )
A.推拉活塞时，动作要快，以免气体进入或漏出
B.活塞移至某位置时，应立即记录数据
C.图线与纵轴相交的原因可能是没有考虑注射器与压强传感器连接部位气体的体积
D.若升高环境温度，则该图像斜率变大
√
[解析] 推拉活塞时，动作要慢，使其温度与环境温度保持一致，故A错误；
活塞移至某位置时，应等状态稳定后再记录数据，故B错误；
图线与纵轴相交的原因可能是没有考虑注射器与压强传感器连接部分气体的体积，故C正确；
根据理想气体的状态方程可知，则温度升高时，图像斜率变小，故D错误.
8.如图所示，两根粗细相同、两端开口的直玻璃管和，竖直插入同一水银槽中，各用一段水银柱封闭着温度相同的空气，空气柱长度，水银柱长度，现使封闭气柱升高相同的温度(外界大气压保持不变)，则两管中气柱上方水银柱的移动情况是( )
A.均向上移动，中水银柱移动较多
B.均向上移动，中水银柱移动较多
C.均向下移动，中水银柱移动较多
D.均向上移动，两管中水银柱移动情况相同
√
[解析] 管内封闭气柱的压强恒等于外界大气压与水银柱因自身重力而产生的压强之和，因外界大气压不变，则管内气体做等压变化，并由此推知，封闭气柱下端的水银柱高度不变，根据盖-吕萨克定律可知，整理得
，因A、B管中的封闭气体初始温度相同，温度升高也相同，且，推导出即A、B管中的封闭气体体积均增大，又因为，A管中气体体积较大，所以即A管中气柱长度增加得多一些，故A、B管中气柱上方的水银柱均向上移动，A中水银柱移动较多．故选B.
9.[2024·浙江效实中学月考] 如图所示为一定质量的理想气体的压强随体积变化的图像，其中段为双曲线的一部分，则下列说法正确的是( )
A.过程①中气体分子的平均动能不变
B.过程②中单位时间内气体分子对容器壁的碰撞次数增多
C.过程②中气体分子的平均动能减小
D.过程③中单位时间内气体分子对容器壁的碰撞次数增多
√
[解析] 根据理想气体状态方程,可得,故可知
图像的斜率,对于一定质量的理想气体而言,斜率定性的反
映温度的高低,图像在过程①的每点与坐标原点连线的斜率
逐渐减小,表示理想气体的温度逐渐降低,则过程①中气体分子的平均动能减小,A错误;
图像在过程②中压强不变,体积增大,根据理想气体状态方程可知温度升高,分子的平均动能增大,则单位时间内气体分子对容器壁的碰撞次数减少,B 错误;<
m>图像在过程②的每点与坐标原点连线的斜率逐渐增大,表示理想气体的温度逐渐升高,则过程②中气体分子的平均动能增大,C错误;
图像在过程③中压强增大,温度不变,分子的平均动能不变,由理想气体压强的微观意义,气体压强与气体分子单位时间内对容器壁的碰撞次数、气体分子平均动能有关,在压强增大,温度不变的条件下,可得单位时间内气体分子对容器壁的碰撞次数增多,D正确.
10.如图所示,形汽缸固定在水平地面上,用重力不计的活塞封闭着一定质量的理想气体,已知汽缸不漏气,活塞移动过程中与汽缸内壁无摩擦,外界大气压为,活塞紧压小挡板.现缓慢升高汽缸内气体的温度,则图中能反映汽缸内气体的压强随热力学温度变化的图像的是( )
A.&5& B.&6& C.&7& D.&8&
√
[解析] 由图可知,活塞紧压着两个小挡板,则汽缸内温度升高的过程先是等容变化过程,在这个过程中,是一个定值,即在这个过程中,图像应该是一条延长线过原点的倾斜直线;直到汽缸内的气体压强等于外界大气压,此时
活塞会被向上顶起,这个过程是一个等压过程,即是一个定值,故随着温度的升高,汽缸内封闭气体的体积变大,在图像中是一条平行于轴的直线,故选项B正确.
二、非选择题
11.[2023·海南卷] 某饮料瓶内密封一定质量理想气体，时，压强.
(1) 时，气压是多大？
[答案]
[解析] 瓶内气体的始末状态的热力学温度分别为
温度变化过程中体积不变，故由查理定律有>
解得
11.[2023·海南卷] 某饮料瓶内密封一定质量理想气体，时，压强.
(2) 保持温度不变，挤压气体，使之压强与(1)时相同时，气体体积为原来的多少倍？
[答案] 0.97
[解析] 保持温度不变，挤压气体，等温变化过程，由玻意耳定
律有
解得
12.小明在使用运动吸管杯时发现了这样的现象：在温度恒为的室内，向吸管杯内注入开水并迅速盖上带有吸管的杯盖，吸管上端封闭、杯盖与杯体未拧紧，这时有大量气泡从吸管底溢出，过了一会儿，吸管底端不再有气泡溢出，此时水与吸管内气体温度为，测得杯体水面距离吸管顶端为，吸管总长为.已知水面上方气体的压强始终为外界大气压强，吸管内气体可视为理想气体，重力加速度取，水的密度，求：
(1) 吸管底端不再有气泡溢出时，吸管内气体的压强；
[答案]
[解析] 设吸管内气体压强为，则有
解得
12.小明在使用运动吸管杯时发现了这样的现象：在温度恒为的室内，向吸管杯内注入开水并迅速盖上带有吸管的杯盖，吸管上端封闭、杯盖与杯体未拧紧，这时有大量气泡从吸管底溢出，过了一会儿，吸管底端不再有气泡溢出，此时水与吸管内气体温度为，测得杯体水面距离吸管顶端为，吸管总长为.已知水面上方气体的压强始终为外界大气压强，吸管内气体可视为理想气体，重力加速度取，水的密度，求：
(2) 从吸管内溢出气体的质量与吸管内初始气体质量的比值.
[答案]
[解析] 吸管中的气体初始状态为
，，
假设温度升高时，吸管中的气体没有进入上方，而是膨胀成一个整体，该整体的状态为
，，
则有
则从吸管内溢出气体的质量与吸管内初始气体质量的比值
解得
