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1作业53固体、液体和气体-2-一、选择题1．(多选)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：晶体在熔化过程中温度保持不变，食盐具有这样的特点，则说明食盐是晶体，选项A正确；蜂蜡的导热特点是各向同性的，烧热的针尖使蜂蜡熔化后呈椭圆形，说明云母片的导热特点是各向异性的，故云母片是晶体，选项B错误；天然石英表现为各向异性，则该物质微粒在空间的排列是规则的，选项C错误；石墨与金刚石皆由碳原子组成，但它们的物质微粒排列结构是不同的，选项D正确．答案：AD2．(多选)(河北唐山统考)下列关于物态或物态变化中的现象，表述正确的是()A．晶体在熔化过程中，温度保持不变，不需继续加热B．非晶体与晶体的区别之一是非晶体都没有固定的熔点C．不浸润液体在毛细管内下降，主要是附着层内部分子稀疏使液面凸起，凸起部分重力使液面下降D．温度不变时，饱和汽压随饱和汽体积的增大而增大E．若干湿泡处于饱和汽压下，干湿泡湿度计上两支温度计的读数一定相同解析：晶体熔化时需要继续加热，A错误；非晶体都没有固定的熔点，B正确；不浸润液体在毛细管内下降是附着层分子的作用，C错误；温度不变时饱和汽压与饱和汽体积无关，D错误；饱和汽压下，干湿泡湿度计上两只温度计读数相同，E正确．答案：BE3．(多选)下列说法正确的是()A．把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面，这是由于水表面存在表面张力B．水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干净的玻璃板上却不能，这是因为油脂使水的表面张力增大C．在围绕地球飞行的宇宙飞船中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果D．在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关-3-E．当两薄玻璃板间夹有一层水膜时，在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开，这是由于水膜具有表面张力解析：水的表面张力托起针，A正确；水在油脂上不浸润，在干净的玻璃上浸润，B错误；当宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动时，里面的所有物体均处于完全失重状态，此时自由飘浮的水滴在表面张力作用下呈现球形，C正确；对于浸润液体，在毛细管中上升，对于非浸润液体，在毛细管中下降，D正确；在垂直于玻璃板方向很难将夹有水膜的玻璃板拉开，是大气压力的作用，E错误．答案：ACD图53－14．图53－1为一定质量理想气体的压强p与体积V关系图象，它由状态A经等容过程到状态B，再经等压过程到状态C.设A、B、C状态对应的温度分别为TA、TB、TC，则下列关系式中正确的是()A．TATB，TBTCB．TATB，TB＝TCC．TATB，TBTCD．TA＝TB，TBTC解析：根据理想气体状态方程pVT＝C可知：从A到B，体积不变，压强减小，故温度降低；从B到C，压强不变，体积增大，故温度升高，所以A、B、D均错，C正确．答案：C图53－25．如图53－2，一定量的理想气体从状态a沿直线变化到状态b，在此过程中，其压强()A．逐渐增大-4-B．逐渐减小C．始终不变D．先增大后减小解析：解法一：由题图可知，气体从状态a变到状态b，体积逐渐减小，温度逐渐升高，由pVT＝C可知，压强逐渐增大，故A正确．解法二：由pVT＝C得V＝CpT，从a到b，ab段上各点与O点连线的斜率逐渐减小，即1p逐渐减小，p逐渐增大，故A正确．答案：A图53－36．如图53－3，竖直放置、开口向下的试管内用水银封闭一段气体，若试管自由下落，管内气体()A．压强增大，体积增大B．压强增大，体积减小C．压强减小，体积增大D．压强减小，体积减小解析：试管静止时，被封闭气体的压强为p1＝p0－ph；试管自由下落时，被封闭气体的压强为p2＝p0，故压强增大．根据玻意耳定律得气体体积减小，故选项B正确．答案：B7．(多选)(南京模拟)一定质量的理想气体，经等温压缩，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这是因为()A．气体分子的平均速率不变B．气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大C．单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多D．气体分子的总数增加解析：气体温度不变，分子平均动能、平均速率均不变，A正确；理想气体经等温压缩，压强增大，体积减小，分子密度增大，则单位时间内单位面积器壁上受到气体分子的碰撞次-5-数增多，但气体分子每次碰撞器壁的冲力不变，故C正确，B、D错误．答案：AC图53－48．(上海嘉定区模拟)如图53－4所示，一开口向下导热均匀的直玻璃管，通过细绳悬挂在天花板上，玻璃管下端浸没在固定水银槽中，管内外水银面高度差为h，下列情况中能使细绳拉力增大的是()A．大气压强增加B．环境温度升高C．向水银槽内注入水银D．略微增加细绳长度，使玻璃管位置相对水银槽下移解析：根据题意，设玻璃管内的封闭气体的压强为p，玻璃管质量为m，对玻璃管受力分析，由平衡条件可得T＋pS＝mg＋p0S.解得T＝(p0－p)S＋mg＝ρghS＋mg，即绳的拉力等于管的重力和管中高出液面部分水银的重力．大气压强增加时，水银柱上移，h增大，所以拉力T增加，A正确；环境温度升高，封闭气体压强增加，水银柱高度h减小，故拉力T减小，B错误；向水银槽内注入水银，封闭气体的压强增大，平衡时水银柱高度h减小，故拉力减小，C错误；略微增加细绳长度，使玻璃管位置相对水银槽下移，封闭气体的体积减小、压强增大，平衡时水银柱高度h减小，故细绳拉力T减小，D错误．答案：A9．(多选)一定质量的理想气体的状态经历了如图53－5所示的a→b、b→c、c→d、d→a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()图53－5-6-A．a→b过程中不断增加B．b→c过程中保持不变C．c→d过程中不断增加D．d→a过程中保持不变E．d→a过程中不断增大解析：由题图可知a→b温度不变，压强减小，所以体积增大，b→c是等容变化，体积不变，因此A、B正确；c→d体积不断减小，d→a体积不断增大，故C、D错误，E正确．答案：ABE图53－610．(多选)如图53－6为伽利略设计的一种测温装置示意图，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空气．若玻璃管内水柱上升，则外界大气的变化可能是()A．温度降低，压强增大B．温度升高，压强不变C．温度降低，压强减小D．温度不变，压强减小解析：已知玻璃泡导热良好，对被封闭的一定质量的气体进行研究，当水柱上升时，封闭气体的体积V减小，结合理想气体状态方程pVT＝C得，若外界大气温度降低，则T降低，封闭气体压强p可能不变，可能减小，可能增大，则外界大气压强可能增大，可能减小，可能不变，A、C正确；若外界大气温度升高，则T升高，封闭气体压强增大，则外界大气压强增大，B错误；若外界大气温度不变，则T不变，封闭气体压强p增大，外界大气压强增大，D错误．答案：AC二、非选择题11．在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强，两压强差Δp与气泡半径r之间的关系为Δp＝2σr，其中σ＝0.070N/m.现让水下10m处一半径为0.50cm的气泡缓慢上升．已知大气压强p0＝1.0×105Pa，水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，重力加速度大小g＝10m/s2.-7-(1)求在水下10m处气泡内外的压强差；(2)忽略水温随水深的变化，在气泡上升到十分接近水面时，求气泡的半径与其原来半径之比的近似值．解析：(1)当气泡在水下h＝10m处时，设其半径为r1，气泡内外压强差为Δp1有Δp1＝2σr1①代入题给数据得Δp1＝28Pa②(2)设气泡在水下10m处时，气泡内空气的压强为p1，气泡体积为V1，气泡到达水面附近时，气泡内空气压强为p2，内外压强差为Δp2，其体积为V2，半径为r2.气泡上升过程中温度不变，根据玻意耳定律p1V1＝p2V2③p1＝p0＋ρgh＋Δp1④p2＝p0＋Δp2⑤气泡体积V1和V2分别为V1＝43πr31⑥V2＝43πr32⑦联立③④⑤⑥⑦式得(r1r2)3＝p0＋Δp2ρgh＋p0＋Δp1⑧由②式知，Δpi≪p0，i＝1，2，故可略去⑧式中的Δpi项．代入题给数据得r2r1＝32≈1.3⑨答案：(1)28Pa(2)r2r1＝32≈1.312.-8-图53－7如图53－7，一粗细均匀的U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上端与大气相通，下端开口处开关K关闭；A侧空气柱的长度为l＝10.0cm，B侧水银面比A侧的高h＝3.0cm.现将开关K打开，从U形管中放出部分水银，当两侧水银面的高度差为h1＝10.0cm时将开关K关闭．已知大气压强p0＝75.0cmHg.(1)求放出部分水银后A侧空气柱的长度；(2)此后再向B侧注入水银，使A，B两侧的水银面达到同一高度，求注入的水银在管内的长度．解析：(1)以cmHg为压强单位，设A侧空气柱长度l＝10.0cm时的压强为p；当两侧水银面的高度差为h1＝10.0cm时，空气柱的长度为l1，压强为p1，由玻意耳定律得pl＝p1l1①由力学平衡条件得p＝p0＋h②打开开关K放出水银的过程中，B侧水银面处的压强始终为p0，而A侧水银面处的压强随空气柱长度的增加逐渐减小，B、A两侧水银面的高度差也随之减小，直至B侧水银面低于A侧水银面h1为止．由力学平衡条件有p1＝p0－h1③联立各式，代入题中所给数据得l1＝12.0cm④(2)当A、B两侧的水银面达到同一高度时，设A侧空气柱的长度为l2，压强为p2.由玻意耳定律得pl＝p2l2⑤由力学平衡条件有p2＝p0⑥联立各式，代入题中所给数据得l2＝10.4cm⑦设注入的水银在管内的长度Δh，依题意得Δh＝2(l1－l2)＋h1⑧联立各式，代入题中所给数据得Δh＝13.2cm.答案：(1)12.0cm(2)13.2cm13．(2017年高考·课标全国卷Ⅲ)一种测量稀薄气体压强的仪器如图53－8甲所示，玻璃泡M的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管K1和K2.K1长为l，顶端封闭，K2上端与待测气体连通；M下端经橡皮软管与充有水银的容器R连通．开始测量时，M与K2相通；逐渐提升R，直到K2中水银面与K1顶端等高，此时水银已进入K1，且K1中水银面比顶端低h，如图乙所示．设测量过程中温度、与K2相通的待测气体的压强均保持不变．已知K1和K2的内径均为d，M的容-9-积为V0，水银的密度为ρ，重力加速度大小为g.求：图53－8(1)待测气体的压强；(2)该仪器能够测量的最大压强．解析：(1)设待测气体的压强为px.以K1中的气体为研究对象，则初状态：压强为p1＝px，体积V1＝V0＋πd2l4末状态：压强为p2＝px＋ρgh，体积V2＝πd2h4由玻意耳定律p1V1＝p2V2.得px＝πρgd2h24V0＋πd2（l－h）.(2)由(1)中结果可知，h越大，Rx越大；由题意知h≤l，故待测气体最大压强pm＝πρgd2l24V0.答案：(1)πρgd2h24V0＋πd2（l－h）(2)πρgd2l24V0图53－914．(汉中质检)两端开口、内表面光滑的U形管处于竖直平面内，如图53－9所示质量均为m＝10kg的活塞A、B在外力作用下静止于左右管中同一高度h处，将管内空气封闭，此时管内外空气的压强均为p0＝1.0×105Pa，左管和水平管横截面积S1＝10cm2，右管横截面积S2＝20cm2，水平管长为3h，现撤去外力让活塞在管中下降，求两活塞稳定后所处的高度．(活塞厚度均大于水平管直径，管内气体初末状态温度相同，g取10m/s2)解析：撤去外力时，左、右活塞对管内空气的压强分别为-10-p左＝p0＋mgS1＝1×105Pa＋10×1010×10－4Pa＝2×105Pa＝2p0p右＝p0＋mgS2＝1×105Pa＋10×1020×10－4Pa＝1.5×105Pa＝1.5p0所以两活塞均会下降．设两活塞都降到水平管