固体 液体
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基础巩固
1.有一固体,外形呈规则的六面体,则它( )
A.一定是晶体
B.一定是多晶体
C.一定是非晶体
D.可能是晶体,也可能是非晶体
解析单个物体仅仅从外观并不能确切地判断晶体与非晶体。
答案D
2.(多选)下列哪些物质是晶体( )
A.雪花 B.橡胶
C.玻璃 D.食盐
解析单晶体具有规则的几何形状和确定的熔点,故雪花和食盐是晶体,选项A、D正确;橡胶和玻璃遇热熔化,没有确定熔点,不属于晶体,选项B、C错误。
答案AD
3.下列说法正确的是( )
A.黄金可以被切割加工成任意形状,所以是非晶体
B.同一种物质只能形成一种晶体
C.单晶体的所有物理性质都是各向异性的
D.玻璃没有确定的熔点,也没有规则的几何形状
解析所有的金属都是晶体,因而黄金也是晶体,只是因为多晶体内部小晶粒的排列杂乱无章,才使黄金没有规则的几何形状,选项A错误;同一种物质可以形成多种晶体,如碳可以形成金刚石和石墨两种晶体,选项B错误;单晶体有些物理性质是各向异性的,有些物理性质是各向同性的,选项C错误;玻璃是非晶体,因而没有确定的熔点和规则的几何形状,选项D正确。
答案D
4.(多选)关于液晶分子的排列,下列说法正确的是( )
A.液晶分子在特定方向排列整齐
B.液晶分子的排列不稳定,外界条件的微小变动都会引起液晶分子排列的变化
C.液晶分子的排列整齐而稳定
D.液晶的物理性质稳定
解析液晶分子的排列是不稳定的,外界条件的微小变动都会引起液晶分子排列的变化,从而改变其某些性质,例如:温度、压力、摩擦、电磁作用、容器表面的差异性等,都可以改变液晶的光学性质,即物理性质,故A、B正确。
答案AB
5.
如图所示,曲线M、N分别表示晶体和非晶体在一定压强下的熔化过程,图中横轴表示时间t,纵轴表示温度T。从图中可以确定的是( )
A.晶体和非晶体均存在固定的熔点T0
B.曲线M的bc段表示固液共存状态
C.曲线M的ab段、曲线N的ef段均表示固态
D.曲线M的cd段、曲线N的fg段均表示液态
解析晶体有固定的熔点,而非晶体没有固定的熔点,选项A错误;曲线M的bc段的温度不变,晶体正在熔化,处于固液共存状态,选项B正确;曲线M的ab段表示固态,曲线N的ef段的状态不能确定,选项C错误;曲线M的ab段表示液态,曲线N的fg段的状态不能确定,选项D错误。
答案B
6.下列有关液晶的一些性质的说法中,错误的是( )
A.液晶分子的空间排列是稳定的
B.液晶的光学性质随温度的变化而变化
C.液晶的光学性质随所加电场的变化而变化
D.液晶的光学性质随所加压力的变化而变化
解析液晶分子既有排列的有序性,又可以自由移动;液晶分子的排列是不稳定的,外界条件(如温度、电场等)的微小变化都会引起液晶分子排列的变化,因而改变液晶的某些性质,例如温度、压力、摩擦、电磁作用、容器表面的差异等,都可以改变液晶的光学性质,故选项A错误,选项B、C、D正确。
答案A
7.(多选)下列现象能说明液体存在表面张力的有( )
A.水黾(一种昆虫)可以停在水面上
B.叶面上的露珠呈球形
C.滴入水中的红墨水很快散开
D.悬浮在水中的花粉做无规则运动
解析因为液体表面张力的存在,有些小昆虫才能停在水面上,故A正确;草叶上的露珠存在表面张力,它表面的水分子表现为引力,从而使它收缩成一个球形,故B正确;滴入水中的红墨水很快散开是扩散现象,是液体分子无规则热运动的反映,故C错误;悬浮在水中的花粉做无规则运动是液体分子无规则热运动的反映,故D错误。
答案AB
8.附着层里的液体分子比液体内部稀疏的原因是( )
A.附着层里液体分子间的斥力强
B.附着层里液体分子间的引力强
C.固体分子对附着层里的液体分子的吸引,比液体内部分子的吸引弱
D.固体分子对附着层里的液体分子的吸引,比液体内部分子的吸引强
解析附着层里的分子既受到固体分子的吸引,又受到液体内部分子的吸引,如果受到的固体分子的吸引比较弱,附着层中的部分分子进入液体内部,从而使附着层的分子比液体内部稀疏,所以选项C正确,选项A、D错误。对于B,虽然附着层分子稀疏,分子间的吸引强,这是附着层分子稀疏后的一个结果,并不是引起附着层分子稀疏的原因,因此选项B也错误。
答案C
9.(1)把一块玻璃分别浸入水和水银里再取出来,可观察到从水银中取出的玻璃上没有附着水银,从水中取出的玻璃上会沾上一层水,为什么会出现上述两种不同的现象呢?
(2)如图所示,在灌溉完土地后农民伯伯往往利用翻松地表土壤的方法来保存土壤的水分,你知道这是为什么吗?
答案(1)水银不浸润玻璃,而水浸润玻璃。
(2)把地表土壤锄松,破坏了土壤表层的毛细管,地下的水分就不会沿毛细管上升到地面而被蒸发掉。
能力提升
1.关于液体,下列说法不正确的是( )
A.水是浸润液体,水银是不浸润液体
B.草叶上的露珠呈球形是表面张力引起的
C.粉笔能把纸上的墨水吸干是毛细现象
D.液体表面层的分子间隙稍大于液体内部分子间隙
解析浸润与不浸润是相对的,水银对玻璃来说是不浸润液体,但不是对任何固体都是不浸润,故A错误;液体表面的分子分布比液体内部分子的分布要稀疏,故存在液体的表面张力,草叶上的露珠呈球形是由于液体表面张力的作用,故B正确;粉笔吸墨水是因为粉笔内部有很多细小的通道,属于毛细现象,故C正确;液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,分子力表现为引力,因此液体表面存在张力,故D正确。
答案A
2.(多选)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
解析晶体敲碎后,得到的小颗粒仍为晶体,选项A错误;某些晶体在不同方向上有不同的光学性质,选项B正确;同种元素构成的固体,可形成不同的晶体,比如金刚石和石墨,选项C正确;在合适条件下,某些晶体和非晶体可相互转变,选项D正确;晶体在熔化过程中,温度不变,内能增加,选项E错误。
答案BCD
3.一块密度和厚度都均匀分布的矩形被测样品,长AB是宽AC的两倍,如图所示,若用多用电表沿两对称轴O1O1'和O2O2'测其电阻阻值均为R,则这块样品是( )
A.单晶体 B.多晶体
C.非晶体 D.金属
解析沿O1O1'和O2O2'两对称轴测长方体所得阻值相等,说明该物质沿O1O1'和O2O2'方向电阻率不同,即表现出各向异性的物理性质,故选项A正确。
答案A
4.(多选)在绕轨道飞行的人造地球卫星上的开口容器中装有某种液体,若该液体在地球上是可浸润器壁的,则 ( )
A.在卫星上该液体不再浸润器壁
B.在卫星上该液体仍可浸润器壁
C.在卫星上该液体将沿器壁流到容器外去
D.在卫星上该液体仍保留与在地面时相同的形状
解析液体浸润容器壁时,容器分子对该液体的吸引力大于液体内部分子力,在卫星上该液体仍浸润器壁,故A错误,B正确;在卫星上该液体处于完全失重状态,由重力引起的现象均消失,所以液体沿容器壁流散,不能保留与在地面时相同的形状,故C正确,D错误。
答案BC
5.石墨和金刚石都是由碳原子构成的晶体,它们的空间点阵不同,已知碳的摩尔质量M=12.0 g/mol,石墨的密度为ρ1=2.25 g/cm3,金刚石的密度ρ2=3.52 g/cm3。试求石墨和金刚石中相邻原子间的平均距离各为多大。
解析金刚石与石墨都是原子晶体,由于原子间距很小,我们可以认为原子是紧密排列的,相邻原子间的距离等于原子的直径(把原子视为球形)。摩尔体积V=
一个原子体积V0=
把原子视为小球V0=
整理得d=
代入数据得d1=≈2.57×10-10 m
d2=≈2.21×10-10 m。
答案2.57×10-10 m 2.21×10-10 m
6.如图是对某种合金连续不断地加热过程中,温度随时间变化的曲线,据图回答:
(1)这种合金在固态时是不是晶体?
(2)这种合金的熔点是多少?
(3)熔化过程用了多少时间?
(4)图中BC段表示这种合金处于什么状态?
解析(1)图中BC段表示该合金的熔化过程,说明有一确定的熔点,所以这种合金在固态时是晶体。
(2)熔点为210 ℃。
(3)熔化过程用了Δt=(14-6) min=8 min。
(4)BC段为固液共存状态。
答案(1)是 (2)210 ℃ (3)8 min (4)固液共存状态
5
饱和汽与饱和汽压 物态变化中的能量交换
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基础巩固
1.关于饱和汽及饱和汽压的正确结论是( )
A.密闭容器中某种蒸汽开始时若是饱和的,保持温度不变,增大容器的体积,蒸汽的压强一定会减小
B.对于同一种液体,饱和汽压随温度升高而增大
C.温度不变时,饱和汽压随饱和汽体积的增大而增大
D.相同温度下,各种液体的饱和汽压都相同
解析饱和汽处在动态平衡中,当温度或体积变化时,只要有足够的液体它还会达到平衡的,即其饱和压强只与液体种类和温度有关,所以选项B正确。
答案B
2.(多选)下列对动态平衡的说法正确的是( )
A.当气态水分子的分子数密度增大到一定程度时就会达到动态平衡的状态
B.在相同时间内回到液体中的分子数小于从液体表面飞出去的分子数
C.动态平衡时,水蒸气的密度不再增大,液体也不再减少
D.蒸发的速度不再改变,以恒速蒸发
解析对水的蒸发过程进行分析判断:当达到动态平衡时,蒸发仍在继续进行,只不过达到动态平衡而已,故B选项错误。
答案ACD
3.关于汽化热,下列说法正确的是( )
A.液体只有在沸腾时才有汽化热
B.某种物质的汽化热是一定的
C.质量越大汽化热越大
D.汽化热与物质的种类、汽化时所处的温度和压强有关
解析所有物质都有汽化热,某种物质的汽化热与物质的种类、所处的温度和压强都有关系。只有D正确。
答案D
4.火箭在大气中飞行时,由于跟空气摩擦发热,温度可达几千摄氏度,在火箭上涂一层特殊材料,这种材料在高温下熔化并且汽化,能起到防止烧坏火箭的作用,这是因为( )
A.熔化和汽化都吸热
B.熔化和汽化都放热
C.熔化放热,汽化吸热
D.熔化吸热,汽化放热
解析这种特殊材料在熔化和汽化过程中都是吸收热量的,从而防止火箭温度太高,故选项A正确。
答案A
5.某兴趣小组以相同的烧杯盛等量的水,用相同的热源同时加热,甲杯为隔水加热,乙杯为隔油加热,丙杯为隔沙加热,加热一段时间后,测得烧杯外物质的温度分别为水温100 ℃、油温300 ℃、沙温600 ℃,且观察到乙、丙两烧杯中的水呈沸腾状态,则三杯水的温度高低顺序为 ( )
A.甲>乙>丙 B.甲<乙<丙
C.甲<乙=丙 D.甲=乙=丙
解析甲杯外水温为100 ℃,所以甲杯中的水温也为100 ℃,乙、丙两烧杯外的物质温度虽分别达到了300 ℃和600 ℃,但由于两烧杯中的水呈沸腾状态,沸腾过程中水温保持100 ℃不变,所以两烧杯中的水温也同为100 ℃,故选项D正确。
答案D
6.在某温度时,水蒸气的压强为p=200 kPa,此时的相对湿度为50%,则此时饱和汽压为多大?
解析由相对湿度公式B=×100%
可得ps=×100%=×100%=400 kPa。
答案400 kPa
7.气温为10 ℃时,测得空气的绝对湿度p1=800 Pa,则此时的相对湿度为多少?如果绝对湿度不变,气温升至20 ℃,相对湿度又为多少?(已知10 ℃时水汽的饱和汽压为ps=1.228×103 Pa,20 ℃时水汽的饱和汽压为ps'=2.338×103 Pa)
解析由相对湿度公式得此时的相对湿度为B1=×100%=×100%≈65.1%。
同理得20 ℃时相对湿度为
B2=×100%=×100%≈34.2%。
答案65.1% 34.2%
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1.下列说法正确的是( )
A.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
B.将一大块晶体敲碎后,得到的小颗粒即是非晶体
C.当人们感到潮湿时,空气的绝对湿度一定较大
D.对于同一种液体,饱和汽压随温度升高而增大
解析组成晶体的微粒是按照一定规则排列的,但沿晶体的不同方向,微粒排列的周期性和疏密程度不相同,由此导致晶体在不同方向的物理性质不同,这就是晶体的各向异性,故A错误;晶体不会因为颗粒的大小而改变,即使敲碎为小颗粒,仍旧是晶体,故B错误;潮湿与空气的相对湿度有关,与绝对湿度无关,当人们感到潮湿时,空气的绝对湿度不一定较大,故D错误;对于同一种液体,饱和汽压随温度升高而增大,故D正确。
答案D
2.(多选)如图是水的饱和汽压与温度关系的图象,请结合饱和汽与饱和汽压的知识判断下列说法中正确的是( )
水的饱和汽压与温度的关系
A.水的饱和汽压随温度的变化而变化,温度升高,饱和汽压增大
B.在一定温度下,饱和汽的分子数密度是不变的
C.当液体处于饱和汽状态时,液体会停止蒸发现象
D.在实际问题中,饱和汽压包括水蒸气的气压和空气中其他各种气体的气压
解析当液体处于饱和汽状态时,液体与气体达到了一种动态平衡,液体蒸发现象不会停止,C项错误;在实际问题中,水面上方含有水分子、空气中的其他分子,但我们所研究的饱和汽压只是水蒸气的分气压,D项错误,A、B两项正确。
答案AB
3.一瓶矿泉水喝完一半之后,把瓶盖拧紧,不久瓶内水的上方形成了水的饱和汽。当温度变化时,瓶内水的饱和汽压与温度变化关系的图象正确的是( )
解析对于同一种液体,饱和汽压随温度升高而增大,故B正确,ACD错误。
答案B
4.
住在非洲沙漠中的居民,由于没有电,夏天无法用冰箱保鲜食物。一位物理教师发明了一种“沙冰箱”罐中罐,它由内罐和外罐组成,且两罐之间填上潮湿的沙子,如图所示,使用时将食物和饮料放在内罐,罐口盖上湿布,然后放在干燥通风的地方,并经常在两罐间的沙子上洒些水,这样就能起到保鲜的作用。试分析:
(1)经常在两罐间洒些水的原因是 。?
(2)放在干燥通风的地方是为了 。?
解析(1)经常在两罐间洒些水,就能起到保鲜作用,先联系实际,非洲地区比较热,食物和饮料在高温环境中易变质,再考虑水蒸发能吸热,所以洒水的原因应为利用水蒸发吸热降低食物和饮料的温度,便于长期保存;(2)放在干燥通风的地方是为了加快水分蒸发从而吸收更多的热,使食物和饮料温度不致过高,起到保鲜作用。
答案(1)有利于水蒸发时吸热 (2)加快水的蒸发
1
第九章 固体 液体和物态变化测评
(时间:60分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分。在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~10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,有选错的得0分)
1.
甲
如图甲所示,金属框上阴影部分表示肥皂膜,它被棉线分割成a、b两部分。若将肥皂膜的a部分用热针刺破,棉线的形状是图乙中的( )
乙
解析当把a部分肥皂膜刺破后,在b部分肥皂膜表面张力的作用下,棉线将绷紧。因液体表面有收缩到面积最小的趋势,而在同周长的几何图形中,圆面积最大,所以棉线被拉成凹的圆弧形状。选项D正确。
答案D
2.下列说法不正确的是( )
A.液晶就是一种液体和晶体的混合物,既具有液体的流动性,又具有光学的各向异性
B.物体的温度越高,组成物体的大多数分子热运动越剧烈,分子平均动能越大
C.毛细玻璃管插入水中,管的内径越小,管内水面升得越高
D.空气的相对湿度定义为水蒸气的实际压强与相同温度时水的饱和汽压之比
解析液晶是一种特殊的物质形式,既具有液体的流动性,又具有光学各向异性,故A错误;温度是分子平均动能的标志,温度越高分子平均动能越大,分子运动越剧烈,故B正确;如果液体浸润管壁,管内液面高于管外液面,且管越细,液面上升越高,管越粗,管内液面越低,水和玻璃是浸润的,故C正确;相对湿度是指水蒸气的实际压强与该温度下水蒸气的饱和压强之比,故D正确。
答案A
3.如图为水的饱和汽压图象,由图可以知道( )
A.饱和汽压与温度无关
B.饱和汽压随温度升高而增大
C.饱和汽压随温度升高而减小
D.未饱和汽的压强一定小于饱和汽的压强
解析由图象可知选项A、C错误,B正确;由于饱和汽压与温度有关,温度不确定时,未饱和汽压与饱和汽压无法比较,选项D错误。
答案B
4.有甲、乙、丙三支相同的温度计,其中一支不准确,将甲放在空气中,乙放在密闭的酒精瓶中,将丙放在开口的酒精瓶中,过一段时间,三支温度计的示数都是22 ℃,则( )
A.甲不准确 B.乙不准确
C.丙不准确 D.不能判定哪支不准确
解析蒸发需要吸热,液体本身的温度要降低,甲温度计上无液体,不存在蒸发现象;乙放在密闭的酒精瓶中,蒸发受阻,不能进行,故温度计的示数与周围环境的温度相同,应准确;丙在开口的酒精瓶中,酒精蒸发吸热,酒精温度应降低,所以应低于22 ℃,故丙不准确。
答案C
5.对热现象的认识和应用,下列说法正确的是( )
A.晶体的导热性能一定是各向异性
B.空气相对湿度越大时,暴露在空气中的水蒸发得越慢
C.要在纯净的半导体材料中掺入其他元素,可在高温条件下利用分子的布朗运动来完成
D.“油膜法估测分子大小”的实验中,估算油酸分子直径用的是油酸酒精溶液的体积除以油膜的面积
解析单晶体各向异性,多晶体各向同性,故A错误;空气相对湿度越大时,空气中水蒸气压强越接近饱和汽压,暴露在空气中的水蒸发得越慢,故B正确;固体也能扩散,生产半导体器件时,需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素,可以在高温条件下利用分子的扩散来完成,故C错误;“油膜法估测分子大小”的实验中,估算油酸分子直径用的是纯油酸的体积除以油膜的面积,故D错误。
答案B
6.由同一种化学成分形成的物质( )
A.既可能是晶体,也可能是非晶体
B.是晶体就不可能是非晶体
C.可能生成几种不同的晶体
D.只可能以一种晶体结构的形式存在
解析由同一种化学成分构成的物质既可能是晶体,也可能是非晶体,也可能是几种不同的晶体,相同的元素可以形成不同的晶体或非晶体,故选项A、C正确。
答案AC
7.下列说法正确的是( )
A.悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动
B.空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果
C.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
D.高原地区水的沸点较低,这是高原地区温度较低的缘故
解析布朗运动反映的是液体分子的热运动,选项A错误;表面张力使得小雨滴呈球形,选项B正确;液晶的光学性质具有各向异性的特点,液晶显示器正是利用的这个特点,选项C正确;高原地区的大气压小,导致水的沸点低,选项D错误。
答案BC
8.如图所示,ACBD是一厚度均匀的由同一种微粒构成的圆板,AB和CD是互相垂直的两条直径,把圆板从图示位置转90°后电流表读数发生了变化(两种情况下都接触良好),关于圆板,下列说法不正确的是( )
A.圆板的导电性能具有各向异性
B.圆板是非晶体
C.圆板是多晶体
D.圆板是单晶体
解析电流表读数发生变化,说明圆板沿AB和CD两个方向的导电性能不同,即各向异性,所以圆板是单晶体,A、D正确,B、C错误。
答案BC
9.下列有关分子动理论和物质结构的认识,其中正确的是 ( )
A.分子间距离减小时分子势能一定减小
B.温度越高,物体中分子无规则运动越剧烈
C.物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度有关
D.非晶体的物理性质各向同性,而晶体的物理性质都是各向异性
解析分子间距离r=r0时,斥力等于引力,当分子间距离r答案BC
10.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
解析晶体有固定的熔点,在熔化过程中,温度保持不变,选项A正确;蜂蜡是非晶体,熔化的蜂蜡呈椭圆形,说明云母是晶体,选项B错误;具有各向异性的晶体的物质微粒结构相同,选项C错误;石墨是多晶体,金刚石是单晶体,组成它们的物质微粒结构不同,使得它们的物理性质不同,选项D正确。
答案AD
二、填空题(本题共2小题,共16分。把答案填在题中的横线上)
11.(8分)两个完全相同的空心玻璃球壳,其中一个盛有一半体积的水,另一个盛有一半体积的水银;将它们封闭起来,用航天飞机送到绕地球做匀速圆周运动的空间实验站中去,在如图所示的四个图中(图中箭头指向地球中心,黑色部分代表所盛液体):
(1)水在玻璃球壳中分布的情况,可能是 。?
(2)水银在玻璃球壳中分布的情况,可能是 。?
解析在绕地球做匀速圆周运动的空间实验站中,球壳和其中的水、水银均处于完全失重状态;水浸润玻璃,附着层有扩大的趋势,最终水的表面积尽可能伸展到球壳上,故(1)题填C;水银不浸润玻璃,附着层有收缩的趋势,只有当它成为一个球形时表面积最小,(2)题填B。
答案(1)C (2)B
12.(8分)某市凌晨2时气温为10 ℃,空气的相对湿度为98%,10 ℃时水的饱和汽压为1.2×103 Pa。若当天空气中水蒸气的压强不变,则当天空气中水蒸气的压强 (选填“略大于”或“略小于”)1.2×103 Pa。下午15时气温为25 ℃,空气的相对湿度 (选填“大于”或“小于”)98%。?
解析绝对湿度是空气中水蒸气的压强。在气温为10 ℃时,水的饱和汽压为1.2×103 Pa,相对湿度为98%,所以当天空气中水蒸气的压强略小于1.2×103 Pa。温度升高,水的饱和汽压会变大,即25 ℃时对应的水的饱和汽压大于1.2×103 Pa,在水蒸气压强不变的情况下,空气的相对湿度会减小。
答案略小于 小于
三、解答题(本题共3小题,共34分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13.(10分)在某温度时,水蒸气的绝对汽压为p=26 664 Pa,此时的相对湿度为50%,则此时的绝对湿度为多大?饱和汽压为多大?
解析(1)根据绝对湿度的定义可知此时的绝对湿度为26 664 Pa。
(2)由相对湿度B=×100%,
可得
ps=×100%=×100%=53 328 Pa。
答案(1)26 664 Pa (2)53 328 Pa
14.(12分)如图所示,有一个高为H的导热汽缸,原来开口,将其开口向上竖直放置。在气温为27 ℃、气压为100 kPa、相对湿度为75%时,用一质量可不计的光滑活塞将开口端封闭。求将活塞下移多大距离时,将开始有水珠出现。
解析体积减小,容器内的水蒸气气压增大,水蒸气越接近饱和,即p2=ps,根据玻意耳定律可做出估算。
由p1V1=p2V2得V2==0.75V1,又因活塞面积不变,所以下移距离h=。
答案H
15.(12分)质量为m的0 ℃的冰雹,在空中由静止自由下落,由于空气阻力的作用,其中1%质量的冰在下落过程中完全熔化成0 ℃的水脱离冰雹,若落地时的速度为400 m/s。求:
(1)冰雹下落的高度。
(2)若落地时,动能全部转化成热,问能否将冰雹熔化?(设冰的熔化热λ=0.34×107 J/kg,g取10 m/s2)
解析(1)设冰雹下落的高度为h,
根据题意有:
mgh-(1-1%)mv2=m×1%λ
所以h=
代入数据得h=11 320 m。
(2)假设能全部熔化,则需满足:
(1-1%)mv2≥m(1-1%)λ,
即(1-1%)v2≥(1-1%)λ
而(1-1%)v2=(1-1%)×4002=0.79×105<(1-1%)λ≈3.37×106
由动能全部转化成的热不足以使冰全部熔化。
答案(1)11 320 m (2)不能
5
