第106練　固體、液體與氣體　（時間　40分鐘）一、選擇題1．關(guān)于下列物理現(xiàn)象的解釋，不正確的是(　　)A．荷葉上面的小水珠呈球形的主要原因是液體有表面張力B．人們感到潮濕是因為空氣的絕對濕度較大C．土壤里有很多毛細管，若要防止把地下的水分沿著它們引到地表，可將地面的土壤鋤松D．彩色液晶顯示器利用了液晶的光學性質(zhì)具有各向異性的特點2．(多選)下列說法正確的是(　　)A．將一塊晶體敲碎后，得到的小顆粒是非晶體B．固體可以分為晶體和非晶體兩類，有些晶體在不同方向上有不同的光學性質(zhì)C．由同種元素構(gòu)成的固體，可能會由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體D．在合適的條件下，某些晶體可以轉(zhuǎn)化為非晶體，某些非晶體也可以轉(zhuǎn)化為晶體3.如圖所示，上端開口的光滑圓柱形氣缸豎直放置，開始時活塞放置在卡環(huán)a、b上，下方封閉了一定質(zhì)量的理想氣體．現(xiàn)緩慢加熱缸內(nèi)氣體，直到活塞到達氣缸口．氣缸內(nèi)氣體的體積為V、壓強為p，下列V-圖像，正確的是(　　)  4．如圖所示，兩端開口的彎管，其左管插入水銀槽中，管內(nèi)、外液面高度差為h1，右管有一段U形水銀柱，兩邊液面高度差為h2，中間封有一段氣體，則(　　)A．若增大大氣壓強，則h1和h2同時增大B．若升高環(huán)境溫度，則h1和h2同時減小C．若把彎管向下移動少許，則管內(nèi)封閉氣體體積不變D．若把彎管向下移動少許，則管內(nèi)封閉氣體壓強增大5．如圖所示，一定量的理想氣體從狀態(tài)A開始，經(jīng)歷兩個過程，先后到達狀態(tài)B和C.有關(guān)A、B和C三個狀態(tài)溫度TA、TB和TC的關(guān)系，正確的是(　　)A．TA＝TB，TB＝TCB．TA＜TB，TB＜TCC．TA＝TC，TB＞TCD．TA＝TC，TB＜TC 6．如圖是一個測溫裝置示意圖，可以觀測大棚內(nèi)的溫度變化情況，M、N是兩個完全相同的立方體容器，橫截面積為S，高度為H＝57 cm，導熱性良好，兩個容器用絕熱細管相連．早晨的時候把M放在恒溫室內(nèi)，把N放在蔬菜大棚里，兩容器的高度在同一水平線上，此時N內(nèi)水銀高度為h＝2 cm，N內(nèi)氣體壓強為pN＝53 cmHg，溫度為270 K，M中恰好無水銀，細管的容積忽略不計，一段時間后再次穩(wěn)定時，N中的水銀恰好全部排出，則此時大棚內(nèi)的溫度為(　　)A.38.5 ℃         B．48.5 ℃C．28.5 ℃        D．18.5 ℃二、非選擇題7．利用如圖所示的實驗裝置可測量粉末狀物體的體積．導熱性能良好的密閉容器，頂部連接一氣壓計可測出容器內(nèi)的理想氣體的壓強，容器左端與一個帶有活塞的汽缸相連，右端有一個小門．將小門開啟，活塞位于圖中1位置，記錄此時氣壓計讀數(shù)p0＝1.00 atm.現(xiàn)將小門封閉，活塞緩慢推至圖中2位置．記錄此時氣壓計讀數(shù)p1＝1.20 atm.此過程中，汽缸中氣體體積變化ΔV＝0.5 L．打開小門，將活塞恢復到1位置，放入待測粉末狀物體后封閉小門．再次將活塞緩慢推至2位置，記錄此時氣壓計讀數(shù)p2＝1.25 atm.整個過程中環(huán)境溫度不變，求待測粉末狀物體的體積．             8．物理課堂上，老師帶領(lǐng)學生演示了“馬德堡半球?qū)嶒?/span>”．老師取兩個在碗底各焊接了鐵環(huán)的不銹鋼碗，讓兩只碗口正對但不接觸，點燃一張紙放到碗內(nèi)，然后迅速把兩只碗扣在一起，再在碗的外面澆水，使其冷卻到環(huán)境溫度．在兩碗底的鐵環(huán)上拴上兩根繩子，讓兩組同學朝相反的方向水平拉繩，試圖把兩個碗拉開，結(jié)果當兩組同學各增加到5人時，才把碗拉開．已知碗口的直徑為20 cm，環(huán)境溫度為27 ℃，實驗過程中碗不變形，也不漏氣，每個人平均拉力為F＝200 N，大氣壓強p0＝1×105 Pa.求：(1)兩只碗剛扣在一起時，碗內(nèi)空氣的溫度為多少攝氏度？(2)兩只碗剛扣在一起后，碗內(nèi)剩余空氣質(zhì)量與碗內(nèi)最初空氣質(zhì)量的比值．          9．“天問一號”的發(fā)射開啟了我國探測火星的征程．設(shè)想將圖中所示的粗細均勻、導熱良好、右端封閉有一定質(zhì)量理想氣體的“U”形管帶往火星表面．“U”形管分別在地球和火星表面豎直放置時的相關(guān)參數(shù)如表中所示． 地球火星重力加速度g0.38 g環(huán)境溫度T地＝300 KT火＝280 K大氣壓強p地＝76.0 cmHgp火封閉氣柱長度l地＝19.0 cml火＝56.0 cm水銀柱高度差h地＝73.0 cmh火求：(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(1)火星表面高1 m的水銀柱產(chǎn)生的壓強相當于地球表面多高水柱產(chǎn)生的壓強；(已知ρ水銀＝13.6×103 kg/m3，ρ水＝1.0×103 kg/m3)(2)火星表面的大氣壓強p火．             10．如圖為打氣筒給足球充氣的示意圖．先上提活塞，閥門B關(guān)閉，閥門A打開，外界大氣進入氣筒內(nèi)；再下壓活塞，閥門A關(guān)閉．閥門B打開，氣筒內(nèi)氣體全部進入足球．完成一次打氣．如此重復多次，即可給足球充足氣．外界大氣壓強p0＝1.0×105 Pa.環(huán)境溫度t0＝17 ℃.氣筒的體積V0＝1.0×10－4 m3.初始時，足球內(nèi)氣體壓強p＝0.60×105 Pa，足球的體積V＝5.0×10－3 m3(始終保持不變)，忽略連接部件的體積，氣體可視為理想氣體．(1)不考慮氣筒和足球內(nèi)氣體溫度的變化，打氣一次后，足球內(nèi)氣體的壓強為多大？(2)打氣過程中，氣筒內(nèi)氣體溫度與環(huán)境溫度保持一致，球內(nèi)氣體溫度最終升高至t＝27 ℃.為使足球內(nèi)氣體的壓強不低于pn＝1.1×105 Pa，求打氣的次數(shù)n至少為多少？         第106練　固體、液體與氣體1．答案：B解析：表面張力有使液體的表面積收縮到最小的趨勢，荷葉上的小水珠呈球形，是液體表面張力作用的結(jié)果，A正確；人們感到潮濕時，與空氣的相對濕度有關(guān)，與絕對濕度無關(guān)，當人們感到潮濕時，空氣的絕對濕度不一定大，B錯誤；土壤里有很多毛細管，如果將地面的土壤鋤松，毛細管被破壞，地下的水分將不會被引到地面，C正確；液晶像液體一樣具有流動性，而其光學性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性，彩色液晶顯示器利用了液晶的光學性質(zhì)具有各向異性的特點，D正確．2．答案：BCD解析：晶體敲碎為小顆粒，仍是晶體，選項A錯誤；固體分為晶體和非晶體兩類，有些晶體在不同方向上光學性質(zhì)不同，表現(xiàn)為晶體具有各向異性，選項B正確；同種元素可能由于原子的排列方式不同而形成不同的晶體，如金剛石和石墨，選項C正確；晶體的分子排列結(jié)構(gòu)如果遭到破壞就可能形成非晶體，反之亦然，選項D正確．3．答案：D解析：緩慢加熱氣缸內(nèi)氣體，氣體先等容升溫，后等壓升溫．根據(jù)＝C知，開始時體積不變T增大，則p增大；然后p不變T增大，則V增大，故D正確．4．答案：D解析：設(shè)大氣壓強為p0，則管中封閉氣體的壓強p＝p0＋ρgh1＝p0＋ρgh2，得h1＝h2.若大氣壓強增大，封閉氣體的壓強增大，由玻意耳定律可知，封閉氣體的體積減小，水銀柱將發(fā)生移動，使h1和h2同時減小，故A錯誤；若環(huán)境溫度升高，封閉氣體的壓強增大，體積也增大，h1和h2同時增大，故B錯誤；若把彎管向下移動少許，封閉氣體的體積減小，壓強增大，故C錯誤，D正確．5．答案：C解析：由圖可知，從狀態(tài)A到狀態(tài)B是一個等壓過程，則有＝，因為VA＜VB，故TA＜TB；而從狀態(tài)B到狀態(tài)C是一個等容過程，則有＝，因為pB＞pC，故TB＞TC；從狀態(tài)A到狀態(tài)C有＝，可得TA＝TC.綜上所述，可知C正確，A、B、D錯誤．6．答案：A解析：初狀態(tài)M內(nèi)的氣體有pM＝pN＋ρgh＝55 cmHg，VM＝HS，末狀態(tài)M內(nèi)的氣體有V′M＝（H－h）S，M內(nèi)氣體發(fā)生等溫變化，由玻意耳定律有pMVM＝p′MV′M，初狀態(tài)N內(nèi)的氣體有pN＝53 cmHg，VN＝（H－h）S，TN＝270 K，末狀態(tài)N內(nèi)的氣體有p′N＝p′M＋ρgh＝59 cmHg，V′N＝HS，對N內(nèi)氣體由理想氣體狀態(tài)方程有＝，解得T′N＝311.5 K，即N內(nèi)的氣體溫度為t＝（311.5－273） ℃＝38.5 ℃，A正確．7．答案：0.5 L解析：未放入粉末狀物體，推動活塞時，氣體經(jīng)歷等溫壓縮過程，由玻意耳定律得：p0V1＝p1V2壓縮后氣體的體積為：V2＝V1－ΔV放入粉末狀物體后，推動活塞時，氣體仍經(jīng)歷等溫壓縮過程，由玻意耳定律得：p0V3＝p2V4壓縮前氣體的體積為：V3＝V1－V壓縮后氣體的體積為：V4＝V1－V－ΔV代入數(shù)據(jù)解得：V＝0.5 L．8．答案：（1）167 ℃　（2）0.68解析：（1）設(shè)兩只碗剛扣在一起時碗內(nèi)空氣的溫度為T，碗內(nèi)空氣的壓強最后變?yōu)?/span>p，環(huán)境溫度為T0＝27 ℃＋273 K＝300 K，對兩碗內(nèi)的密閉氣體，由查理定律有＝，兩只碗恰被拉開時，對其中一只碗，有P0·π＝p·π＋5F，解得T≈440 K，則t＝T－273 K＝167 ℃.（2）設(shè)未加熱前兩碗內(nèi)空氣體積為V0，質(zhì)量為m0，升溫后這部分空氣體積為V，碗內(nèi)剩余空氣質(zhì)量為m，由蓋—呂薩克定律有＝，又＝，解得≈0.68.9．答案：（1）5.2 m?。?）0.57 cmHg解析：（1）根據(jù)液體壓強公式p＝ρgh得ρ水銀×0.38g×h0＝ρ水gh代入數(shù)據(jù)解得h≈5.2 m（2）由題表數(shù)據(jù)分析得h火＝2（l火－l地）－h地解得h火＝1 cm“U”形管在地球表面時，有p1＝p地－ρ水銀gh地＝3 cmHg，V1＝l地S，T1＝300 K在火星表面時，有p2＝p火＋ρ水銀·0.38gh火，V2＝l火S，T2＝280 K根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有＝聯(lián)立解得火星表面的大氣壓強p火＝0.57 cmHg.10．答案：（1）0.62×105 Pa?。?）24次解析：（1）打氣前后氣體溫度不變，對氣筒內(nèi)的氣體，設(shè)壓縮后在球內(nèi)占據(jù)的體積為V′.由玻意耳定律得p0V0＝p1V′.對足球內(nèi)的氣體，壓縮后在球內(nèi)占據(jù)的體積為V－V′由玻意耳定律得pV＝p1（V－V′），解得p1＝0.62×105 Pa.（2）設(shè)打氣次數(shù)為n次，相當于一次將壓強為p0、體積為nV0、溫度為T0＝290 K的氣體與足球內(nèi)原有氣體一起壓縮成體積為V、溫度為T＝300 K的氣體．由理想氣體狀態(tài)方程得＝，解得n＝23.2次，所以，打氣次數(shù)至少為24次．

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