粤教版高二物理选修3-3第二章 热学综合计算题之玻璃管水银柱模型(共17张PPT)
物理粤教版高二年级选修3-3第二章固体液体气体单元测试2
单元测试题（B）一.不定项选择题(每小题4分,共80分)1．下列说法中正确的是（）A．温度高的物体的分子平均速率一定比温度低的物体大B．温度高的物体的分子平均动能一定比温度低的物体大C．热量一定从内能大的物体向内能小的物体传递D．热量一定从温度高的物体向温度低的物体传递2．下面关于分子间势能与体积的关系的说法中正确的是（）A．物体的体积增大，分子势能增加B．气体分子间距离增大，分子势能减少C．物体体积减小，分子势能有可能增大D．物体体积减小，分子势能可能先减小后增大3．如图所示，A、B两球完全相同，分别浸没在水和水银的同一深度处。
A、B球用同一种特殊的材料制成，当温度稍微升高时，球的体积明显增大。
如果水和水银的初温及缓慢升高后的末温都相同，切两球膨胀后体积也相等，两球也不上升，则（）A．A球吸收的热量多B．B球吸收的热量多C．A、B两球吸收的热量一样多D．不能比较两球吸收热量的多少4．对一定质量的理想气体，下列说法正确的是（）压强增大，体积增大，分子的平均动能一定增大A、压强减小，体积减小，分子的平均动能一定增大B、压强减小，体积增大，分子的平均动能一定增大C、压强增大，体积减小，分子的平均动能一定增大5．如图，是一定质量气体的等压线，等压线上的a、b两个状态比较，下列说法正确的是（）A、在相同时间撞在单位面积上的分子数b状态较多B、在相同时间内撞在相同面积上的分子数两状态一样多C、单位体积的分子数两状态一样多D、从b 到a的过程是外界对气体做功6．一定质量的理想气体保持体积不变，温度升高时（）A、分子平均速率增大，分子总数增多B、分子每次碰撞器壁时，对器壁冲量增大C、单位体积的分子数减少，分子平均速率增大D、分子总数不变，分子平均动能增加7．一定质量的理想气体，温度升高且压强增大的过程中，有（）A、单位体积的分子数可能减少B、若气体对外做功，则肯定同时从外界吸热，且吸热量大于对外做的功C、若外界对气体做功，则气体肯定向外界放热，且放出的热量小于外界对气体做的功D、若气体体积不变，则气体肯定从外界吸热，且吸热量等于气体内能的增加8．一定质量的理想气体（）A．先等压膨胀，再等容降温，其温度必低于起始温度B．先等温膨胀，再等压压缩，其体积必小于起始体积C．先等容升温，再等压压缩，其温度有可能等于起始温度D．先等容加热，再绝热压缩，其内能必大于起始内能9.如下图甲所示，P-T图上的图线abc表示一定质量的理想气体的状态变化过程，此过程在P-V图上(下图 (乙)所示)的图线应为( )甲乙10.一定量气体可经不同的过程以状态(P1、V1、T1)变到状态(P2、V2、T2)，已知T2＞T1.则在这些过程中( )A.气体一定都从外界吸收热量B.气体和外界交换的热量都是相等的C.外界对气体所做的功都是相等的D.气体内能间变化量都是相等的二、计算题(每小题10分,共20分)11.如下图所示，A、B是两截面积相同的气缸，放在水平地面上，活塞可无摩擦地上、下移动.活塞上固定一细的刚性推杆，顶在一可绕水平固定轴O自由旋转的杠杆MN上，接触点光滑.活塞(连推杆)、杠杆的质量均可忽略，开始时，A和B中气体压强为P A=1.10×105Pa和P B=1.20×105Pa，体积均为V0=1.00L，温度均为T0=300K，杠杆处于水平位置，设大气压强始终P0=1.00×105Pa，当气缸B中气体的温度T B变为400K，体积V B=1.10L时，求气缸A中气体温度.12.如图所示，水平放置的密封气缸的活塞被很细的弹簧拉住，气缸内密封一定质量的气体.当缸内气体温度为27℃，弹簧的长度为30cm时，气缸内气体压强为缸外大气压的1.2倍.当缸内气体温度升高到127℃时，弹簧的长度为36cm.求弹簧的原长?(不计活塞与缸壁的摩擦)13.如图所示，在圆筒形真空容器内，弹簧下挂一重量可忽略的活塞.当弹簧自然伸长时，活塞刚好触及容器底部.如果活塞下充入一定质量的温度为T的某种气体，则气柱高度为h.问气体温度升高到T′时，气柱的高度h′是多少?(设活塞不漏气，且与器壁无摩擦)14.一个质量可不计的活塞将一定质量的理想气体封闭在上端开口的直立筒形气缸内，活塞上堆放着铁砂，如图所示，最初活塞搁置在气缸内壁的卡环上，气体柱的高度为H0，压强等于大气压强P0，现对气体缓慢加热，当气体温度升高了△T=60K时，活塞(及铁砂)开始离开卡环而上升，继续加热直到气柱高度为H1=1.5H0.此后在维持温度不变的条件下逐渐取走铁砂，直到铁砂全部取走时，气柱高度变为H2=1.8H0.求此时气体的温度.(不计活塞与气缸之间的摩擦)15.如下图所示，一圆柱形气缸直立在水平地面上，内有质量不计的可上下移动的活塞，在距缸底高为2H0的缸口处有固定的卡环；使活塞不会从气缸中顶出，气缸壁和活塞都是不导热的，它们之间没有摩擦.活塞下方距缸底高为H0处还有一固定的可导热的隔板，将容器分为A、B两部分，A、B中各封闭同种的理想气体，开始时A、B中气体的温度均为27℃，压强等于外界大气压强P0，活塞距气缸底的高度为1.6H0，现通过B中的电热丝缓慢加热，试求：(1)当B中气体的压强为1.5P0时，活塞距缸底的高度是多少?(2)当A中气体的压强为1.5P0时，B中气体的温度是多少?。
高中物理 第二章 固体、液体和气体单元综合检测 粤教版选修3-3
第二章固体、液体和气体(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分)1．关于饱和蒸汽，下列说法正确的是( ) A．液面上的蒸汽分子的密度不断增大B．液面上的蒸汽分子的密度不断减小C．液面上的蒸汽分子的密度不变D．液面上没有蒸汽分子2．在标准大气压(相当于76 cmHg产生的压强)下做托里拆利实验时，由于管中混有少量空气，水银柱上方有一段空气柱，如图1所示，则管中稀薄气体的压强相当于下列哪个高度的水银柱产生的压强( )图1A．0 cm B．60 cmC．30 cm D．16 cm3．民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地被“吸”在皮肤上．其原因是，当火罐内的气体( )A．温度不变时，体积减小，压强增大B．体积不变时，温度降低，压强减小C．压强不变时，温度降低，体积减小D．质量不变时，压强增大，体积减小4．对一定质量的气体，若用N表示单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数，则( ) A．当体积减小时，N必定增加B．当温度升高时，N必定增加C．当压强不变而体积和温度变化时，N必定变化D．当压强不变而体积和温度变化时，N一定不变5．一定质量的理想气体由状态A经过如图2所示过程变成状态B，在此过程中，气体的密度( )图2A．一直变小B．一直变大C．先变小后变大D．先变大后变小6．一个密闭的绝热容器内，有一个绝热的活塞将它隔成A、B两部分空间，在A、B两部分空间内封有相同质量的空气，开始时活塞被销钉固定，A部分气体的体积大于B部分气体的体积，温度相同，如图3所示．若拔出销钉后，达到平衡时，A，B两部分气体的体积V A与V B的大小关系是( )图3A．V A>V B B．V A＝V BC．V A<V B D．条件不足，不能确定二、双项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)7．甲、乙、丙、丁四位同学组成合作学习小组，对晶体和液晶的特点展开了讨论．他们的说法正确的是( ) A．甲说，晶体有单晶体和多晶体，单晶体有天然规则的几何外形B．乙说，多晶体是由许多单晶体杂乱无章地组合而成的，所以多晶体没有固定的熔点C．丙说，液晶就是液态的晶体，其光学性质与多晶体相似，具有各向异性D．丁说，液晶是一种在分子结构上介于固体和液体之间的中间态，它具有液体的流动性，又像某些晶体那样具有光学各向异性8．下列说法正确的是( ) A．小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中，是液体表面张力在起作用B．小木块能够浮于水面上，是液体表面张力与其重力平衡的结果C．缝衣针浮在水面上不下沉，是重力和水的浮力平衡的结果D．喷泉喷射到空中的水形成一个个球形的小水珠，是表面张力作用的结果9．下列关于湿度的说法中正确的是( ) A．绝对湿度大，相对湿度一定大B．相对湿度是100%，表明在当时温度下，空气中水汽已达饱和状态C．相同温度下绝对湿度越大，表明空气中水汽越接近饱和D．露水总是出现在夜间和清晨，是气温的变化使空气里原来饱和的水蒸气液化的缘故10．用一导热、可自由滑动的轻隔板把一圆柱形容器分隔成A、B两部分，如图4所示，A、B中分别封闭有质量相等的氮气和氧气，且均可看成理想气体，则当两气体处于平衡状态时( )图4A．内能相等B．分子的平均动能相等C．气体的压强相等D．分子数相等三、填空题(本题共2小题，共10分)11．(4分)一定质量的理想气体由状态A依次变化到B、C、D、A、CDA为双曲线的一部分，整个变化过程如图5所示．已知在状态A时气体温度为320 K，则状态B时气体温度为________K，状态D时气体温度为________K.图512．(6分)如图6为“研究一定质量气体在压强不变的条件下，体积变化与温度变化的关系”的实验装置示意图．粗细均匀的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶，B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接，C管开口向上，一定质量的气体被水银封闭于烧瓶内．开始时，B、C内的水银面等高．图6(1)若气体温度升高，为使瓶内气体的压强不变，应将C管________(填“向上”或“向下”)移动，直至________；(2)实验中多次改变气体温度，用Δt表示气体升高的摄氏温度，用Δh表示B管内水银面高度的改变量．根据测量数据作出的图线是( )四、计算题(本题共5小题，共42分)13．(6分)白天的气温是30 ℃，空气的相对湿度是60%，天气预报说夜里的气温要降到20 ℃，那么空气中的水蒸气会不会成为饱和蒸汽？为什么？(已知20 ℃时水的饱和汽压为2.3×103 Pa，30 ℃时水的饱和汽压为4.25×103 Pa)14．(8分)一个自行车内胎的容积是 2.0 L．用打气筒给这个自行车打气，每打一次就把1.0×105 Pa的空气打进去125 cm3.设打气前胎内有0.5 L压强为1.0×105 Pa的空气，打了20次，胎内的压强有多大？假定空气的温度不变．15．(8分)如图7所示的绝热容器内装有某种理想气体，一无摩擦导热活塞将容器分成两部分，初始状态时A、B两部分气体压强相等，温度分别为t A＝127 ℃，t B＝207 ℃，两部分气体体积V B＝2V A，经过足够长时间后，当活塞达到稳定后，两部分气体的体积之比V A′/V B′为多少？图716.(10分)如图8，长L＝100 cm、粗细均匀的玻璃管一端封闭．水平放置时，长L0＝50 cm的空气柱被水银封住，水银柱长h＝30 cm.将玻璃管缓慢地转到开口向下的竖直位置，然后竖直插入水银槽，插入后有Δh＝15 cm的水银柱进入玻璃管．设整个过程中温度始终保持不变，大气压强p0＝75 cmHg.求：图8(1)插入水银槽后管内气体的压强p；(2)管口距水银槽液面的距离H.17．(10分)一定质量的理想气体经历了温度缓慢升高的变化，如图9所示，p－T和V－T 图各记录了其部分变化过程，试求：图9(1)温度600 K时气体的压强；(2)在p－T图象上将温度从400 K升高到600 K的变化过程补充完整．答案1．C 2．D 3．B 4．C 5．A 6．A 7．AD 8．AD 9．BD 10．BC 11．80 32012．(1)向下 B 、C 两管内水银面等高 (2)A 13．见解析解析 根据题意可得30 ℃时水蒸气的压强p ＝p s ×60%＝4.25×103×60% Pa＝2.55×103 Pa到了夜间，设空气中水蒸气的压强不变则空气的相对湿度：B ＝p p s ′×100%＝2.55×103Pa2.3×103Pa ×100%>1 所以空气中的水蒸气会变为饱和蒸汽． 14．1.5×105Pa15.3516．(1)62.5 cmHg (2)27.5 cm 17．(1)1.25×105Pa (2)如图所示解析 (2)在原p －T 图象上补充两段直线。
热学计算题(较难)
题型三 热气球
9、（2017 年广州一模）如图所示，孔明灯的质量 m = 0.2kg 、体积恒为V = 1m3 ，空气初温t0 = 27C ，大气压 强 p0 = 1.013105 Pa ，该条件下空气密度 0 = 1.2kg/m3 。重力加速度 g = 10m/s2 。对灯内气体缓慢加热， 直到灯刚能浮起时，求：（1）灯内气体密度 ；（2）灯内气体温度 t ．
2、如图所示，粗细相同的导热玻璃管 A、B 由橡皮软管连接，一定质量的空气被水银柱封闭在 A 管内，气柱 长 L1＝40 cm，B 管上方与大气相通，大气压强 p0＝76 cmHg，环境温度 T0＝300 K．初始时两管水银面相平， 若 A 管不动，将 B 管竖直向上缓慢移动一定高度后固定，A 管内水银面上升了 h1＝2 cm。 （1）求 B 管上移的高度为多少？ （2）要使两管内水银面再次相平，环境温度需降低还是升高？变为多少？(大气压强不变)
由于是等温变化，由玻耳定律：pB1VB1 =pB2 VB2
联立以上各式可得： x = 4 d （2 分） 3
4、答案：Δh＝p0Sm＋gmg·VS
（1 分） （2 分） （1 分） （2 分）
8
解析：A 与 B 之间、B 与容器底面之间的气体压强分别为 P1 、 P2
氮气和气缸外大气的压强均为
p0，大活塞与大圆筒底部相距
L 2
，两活塞与气缸壁之间的摩擦不计，重力加速
度为 g。现通过电阻丝缓慢加热氮气，求当小活塞缓慢上升至上表面与大圆筒底部平齐时，氮气的压强。
2
7、(14 年全国 II 卷）如图所示，两气缸 A、B 粗细均匀、等高且内壁光滑。其下部由体积可忽略的细管连通； A 的直径是 B 的 2 倍，A 上端封闭，B 上端与大气连通；两气缸除 A 顶部导热外，其余部分均绝热。两气缸 中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞 a、b，活塞下方充由氮气，活塞 a 上方充有氧气。当大气压为 P0，外界和
物理粤教版选修3-3巩固提升训练：第二章固体、液体和气体单元测试Word版含解析
章末过关检测(二)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1．下列说法不正确的是()A．空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果B．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C．高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故D．干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果解析：选C.由于表面张力的作用使液体表面的面积收缩，使小雨滴呈球形，选项A正确．液晶的光学性质具有各向异性，彩色液晶显示器就利用了这一性质，选项B正确．高原地区水的沸点较低是因为高原地区的大气压强较小，水的沸点随大气压强的降低而降低，选项C错误．由于液体蒸发时吸收热量，温度降低，所以湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，选项D 正确．2．下列说法正确的是()A．表面张力就是分子引力B．水面托起缝衣针表明表面张力与缝衣针的重力相平衡C．液体表面张力的存在，使得表面层内分子的分布比内部要密些D．液体表面层分子间的引力小于液体内部分子间的引力，因而产生表面张力解析：选D.表面张力是液体表面层内分子力的宏观表现，不能说表面张力就是分子引力，A 错误；缝衣针在水面上静止是液膜对其弹力与重力平衡，B错误；液体表面层中的分子分布比内部的稀疏些，而使分子间的距离大于r0，分子间的作用力表现为引力，从而产生了表面张力，C错误；液体表面层分子间距离小于内部液体分子间距离，使得表面层液体分子之间的引力小于液体内部分子间的引力，因而产生表面张力，D正确．3．在完全失重状态下的宇宙飞船中，液体表面的形状将是()A．椭球形B．球形C．和容器形状有关D．不能确定解析：选B.液体表面张力的作用效果，是使液体表面具有收缩到最小表面积的趋势．在体积相等的各种形状的物体中，球形物体的表面积最小．在地球上，液滴因所受重力的影响不能忽略而呈扁平形状，表面近似于椭球形，如图所示，若在完全失重状态下的宇宙飞船中，无论液体多大，在表面张力的作用下都将呈球形，故正确选项为B .4.弯曲管子内部注有密度为ρ的水，部分是空气，图中所示的相邻管子液面高度差为h ，大气压强为p 0，则图中A 点的压强是( )A ．ρghB ．p 0＋ρghC ．p 0＋2ρghD ．p 0＋3ρgh解析：选C .管子内部空气柱的气体压强为p 空＝p 0＋ρgh ，而p A ＝p 空＋ρgh ，所以p A ＝p 0＋2ρgh .5．要使水在100 ℃以上沸腾，下列办法可行的是( )A ．移到高山上去烧B ．在锅上加密封的盖C ．在水中加盐D ．加大火力解析：选B .气压增大，水的沸点升高，在高山上，气压低，沸点下降；而在锅上加密封的盖，锅内气压增大；水中含杂质、沸点降低；加大火力并不能升高沸点．6．如图，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B ．逐渐减小C ．始终不变D ．先增大后减小解析：选A .因为p a V a T a ＝p b V b T b ，从图象上看，气体的体积一直减小，温度一直升高，由此可知V a T a >V b T b，所以p a <p b ，选项A 正确．7．如图所示为伽利略设计的世界上第一个温度计示意图，上部是一个球形容器，里面有一定质量的空气，下部是一根细管，细管插入带色液体中，制作时先给球形容器微微加热，跑出一些空气，插入液体中时，带色液体上升到管内某一高度．测量时球形容器与所测物质接触．已知外界大气压为p 0，并保持不变，所测温度为t 1时，管内液面在a 位置，管内气体分子的平均动能为E k1，气体压强为p 1，管内气体内能为E 1；所测温度为t 2时，管内液面b 位置，其他三个量分别为E k2、p 2、E 2，由此可知( )A ．t 1＜t 2B ．p 1＜p 2C ．E k1＜E k2D ．E 1＞E 2解析：选D . b 在a 上方，说明球形容器内气体的压强减小，选项B 错误；由pV T＝k 知，大气压强不变时，则温度降低，选项A 错误；温度是分子平均动能的标志，故管内气体分子的平均动能减小，选项C 错误；管内气体的内能随温度降低而减小，选项D 正确．二、多项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)8．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：选AD .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非晶体，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，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．9．一定质量的理想气体被等温压缩时，压强增大，从微观来分析是因为( )A ．气体分子每次碰撞器壁的平均动能增大B ．器壁单位面积上在单位时间内受到分子碰撞的次数增多C ．气体分子数增多D ．气体分子数密度增大解析：选BD .理想气体被等温压缩，因温度不变，所以分子的平均动能不变；而压缩后，气体的体积变小，分子数密度增大，所以单位时间、单位面积器壁上碰撞的分子数增多，故选项B 、D 正确，A 、C 错误．10.用如图所示的实验装置来研究气体等体积变化的规律．A、B管下端由软管相连，注入一定量的水银，烧瓶中封有一定量的理想气体，开始时A、B两管中水银面一样高，那么为了保持瓶中气体体积不变()A．将烧瓶浸入热水中时，应将A管向上移动B．将烧瓶浸入热水中时，应将A管向下移动C．将烧瓶浸入冰水中时，应将A管向上移动D．将烧瓶浸入冰水中时，应将A管向下移动解析：选AD.将烧瓶浸入热水中时，气体温度升高，压强增大，要维持体积不变，应将A管向上移动，A正确；将烧瓶浸入冰水中时，气体温度降低，压强减小，要维持体积不变，应将A管向下移动，D正确．11．如图所示甲、乙为一定质量的某种气体的等容或等压变化图象，关于这两个图象的正确说法是()A．甲是等压线，乙是等容线B．乙图中p－t线与t轴交点对应的温度是－273.15 ℃，甲图中V－t线与t轴的交点也一定是－273.15 ℃C．由乙图可知，一定质量的气体，在任何情况下都是p与t成直线关系D．乙图表明温度每升高1 ℃，压强增加相同，但甲图随温度的升高压强不变解析：选ABD.由查理定律p＝CT＝C(t＋273.15)及盖·吕萨克定律V＝CT＝C(t＋273.15)可知，甲图是等压线，乙图是等容线，故A正确；由“外推法”可知两种图线的反向延长线与t轴的交点温度均为－273.15 ℃，即热力学温度的0 K，故B正确；查理定律及盖·吕萨克定律是气体的实验定律，都是在温度不太低、压强不太大的条件下得出的，当压强很大，温度很低时，这些定律就不成立了，故C错误；由于图线是直线，故D正确．故选ABD.12.如图为某同学设计的喷水装置．内部装有2 L 水，上部密封1 atm 的空气0.5 L ，保持阀门关闭，再充入1 atm 的空气0.1 L ，设在所有过程中空气可看作理想气体，且温度不变，下列说法正确的有( )A ．充气后，密封气体压强增加B ．充气后，密封气体的分子平均动能增加C ．打开阀门后，密封气体对外界做正功D ．打开阀门后，不再充气也能把水喷光解析：选AC .充气后密封气体压强增加，A 项正确．因温度不变，故气体的分子平均动能不变，B 项错误．打开阀门后气体膨胀对外界做功，C 项正确．气体膨胀后其压强减小，当气压小于1 atm 时，容器不会再向外喷水，故容器中的水不可能喷光，D 项错误．三、非选择题(本题共4小题，共42分．按题目要求作答．解答题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．(8分)测得室温为20 ℃时，空气的绝对湿度p ＝0.799 kPa .求此时空气的相对湿度是多少？(20 ℃时水的饱和汽压p s ＝2.34 kPa)解析：由已知条件：p ＝0.799 kPa ，p s ＝2.34 kPa 代入相对湿度公式B ＝p p s ×100%＝0.7992.34×100%≈34%，即此时空气的相对湿度是34%.答案：34%14.(10分)如图所示为一简易火灾报警装置，其原理是：竖直放置的试管中装有水银，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发出报警的响声.27 ℃时，被封闭的理想气体气柱长L 1为20 cm ，水银上表面与导线下端的距离L 2为5 cm .(1)当温度达到多少℃时，报警器会报警？(2)如果大气压降低，试分析说明该报警器的报警温度会受到怎样的影响？解析：(1)温度升高时，下端气体做等压变化：T 1T 2＝V 1V 2300 K T 2＝20S 25S，解得：T 2＝375 K ，即t 2＝102 ℃. (2)由玻意耳定律，同样温度下，大气压降低，则下端气柱变长，即V 1变大．而刚好报警时V 2不变，由T 1T 2＝V 1V 2可知，T 2变小，即报警温度降低． 答案：见解析15．(10分)如图，绝热汽缸A 与导热汽缸B 均固定于地面，由刚性杆连接的绝热活塞与两汽缸间均无摩擦．两汽缸内装有处于平衡状态的理想气体，开始时体积均为V 0、温度均为T 0.缓慢加热A 中气体，停止加热达到稳定后，A 中气体压强为原来的1.2倍．设环境温度始终保持不变，求汽缸A 中气体的体积V A 和温度T A .解析：设初态压强为p 0，膨胀后A ，B 压强相等．p B ＝1.2p 0B 中气体始末状态温度相等p 0V 0＝1.2p 0(2V 0－V A )故V A ＝76V 0 A 部分气体满足p 0V 0T 0＝1.2p 0V A T A故T A ＝1.4T 0.答案：76V 0 1.4T 0 16．(14分)一氧气瓶的容积为0.08 m 3，开始时瓶中氧气的压强为20个大气压．某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36 m 3.当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时，需重新充气．若氧气的温度保持不变，求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天．解析：设氧气开始时的压强为p 1，体积为V 1，压强变为p 2(2个大气压)时，体积为V 2， 根据玻意耳定律得p 1V 1＝p 2V 2①重新充气前，用去的氧气在p 2压强下的体积为V 3＝V 2－V 1②设用去的氧气在p 0(1个大气压)压强下的体积为V 0，则有p 2V 3＝p 0V 0③设实验室每天用去的氧气在p 0压强下的体积为ΔV ，则氧气可用的天数为N ＝V 0/ΔV ④ 联立①②③④式，并代入数据得N ＝4(天)．⑤答案：4。
2021-2022学年高二物理粤教版选修3-3模块测试(二)
模块测试(二)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分)1.如图1所示，容积确定的测温泡，上端有感知气体压强的压力传感器.待测物体温度上升时，泡内封闭气体( )图1A.内能不变，压强变大B.体积不变，压强变大C.温度不变，压强变小D.温度降低，压强变小 答案 B解析 由题意知，该测温泡的容积确定，即体积不变，当待测物体温度上升时，泡内封闭气体的温度上升，依据查理定律pVT ＝C 常数，可知气体压强变大，所以A 、C 、D 错误，B 正确.2.如图2所示，确定质量的抱负气体由a 状态变化到b 状态，则此过程中( )图2A.气体的温度上升B.气体对外放热C.外界对气体做功D.气体分子间平均距离变小 答案 A解析 由盖·吕萨克定律知，压强不变，VT ＝常数，a →b ，V 、T 均增大，气体对外做功，故A 正确，C 错误.对抱负气体，温度上升内能增加，同时气体又对外做功，故只能吸热，B 选项错误，气体体积变大，分子间距变大，D 选项错误.3.如图3所示，U 形管的A 端封有气体，B 端也有一小段气体.先用一条小铁丝插至B 端气体，轻轻抽动，使B端上下两部分水银柱相连接，设外界温度不变，则A 端气柱的( )图3 A.体积减小 B.体积不变 C.压强增大D.压强减小答案 B解析 由气体向各个方向压强相等的特点，A 管中封闭气体的压强等于外界大气压和A 管液面与B 管中的水银柱的竖直水银柱产生的压强之和，前后这两种状况，水银柱的高度差没有变化，则A 管封闭气体的压强不变，体积不变，故B 选项正确. 4.下列说法正确的是( )A.叶面上的小露珠呈球形是由于液体内部分子间吸引力作用的结果B.晶体熔化过程中要吸取热量，分子的平均动能变大C.自然 水晶是晶体，熔化后再凝固的水晶(即石英玻璃)也是晶体D.当液晶中电场强度不同时，液晶对不同颜色光的吸取强度不同，就显示不同颜色 答案 D解析 叶面上的小露珠呈球形是由于在液体表面张力作用下表面收缩的结果，A 项错误；晶体熔化过程中要吸取热量，但温度不变，分子的平均动能不变，B 项错误；晶体与非晶体在确定条件下可相互转化，例如：自然 水晶是单晶体，熔化后再凝固的水晶(即石英玻璃)就是非晶体，C 项错误；由液晶各向异性可知，对不同颜色光的吸取强度随电场强度的变化而变化，D 项正确，故选D. 5.下列说法正确的是( )A.物体从外界吸取热量，其内能确定增加B.物体对外界做功，其内能确定削减C.气体温度上升时，每个分子运动速率都会增大D.电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递 答案 D解析 依据热力学第确定律ΔU ＝Q ＋W 知，转变内能的方式为做功和热传递，外界吸取热量，其内能不愿定增加，物体对外界做功，其内能不愿定削减，故A 、B 错误；温度是分子平均动能标志，物体温度越高，分子平均动能越大，但不是每个分子的动能都增大，则每个分子运动速率不愿定增大，选项C错误；依据热力学其次定律知，热量只能够自发从高温物体传到低温物体，但也可以通过热机做功实现从低温物体传递到高温物体，电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递，故D正确.故选D.6.确定质量的抱负气体，在某一状态变化过程中，气体对外界做功8J，气体内能削减12J，则在该过程中()A.气体吸热4JB.气体放热4JC.气体吸热20JD.气体放热20J答案 B解析转变内能的方式有两种，即热传递和做功，气体内能变化ΔU＝W＋Q，即－12J＝－8J＋Q，可得Q＝－4J，即放热4J，选项B对.7.某同学用橡皮塞塞紧饮料瓶，并用打气筒向饮料瓶内打气，装置如图4所示.当压强增大到确定程度时，橡皮塞冲出，发觉饮料瓶内壁中有水蒸气分散，产生这一现象的缘由是饮料瓶中气体()图4A.体积增大，压强减小B.动能增大，温度上升C.对外做功，温度降低D.质量削减，温度降低答案 C解析由题意知，因瓶内气体膨胀，对外界做功，故橡皮塞冲出，W＜0.又因时间很短，可得吸放热Q≈0，依据热力学第确定律ΔU＝W＋Q，得ΔU＜0，所以内能减小，温度降低，故选C.8.以下说法正确的是()A.当分子间距离增大时，分子间作用力减小，分子势能增大B.某物体温度上升，则该物体分子热运动的总动能确定增大C.液晶显示屏是应用液晶的光学各向异性制成的D.自然界发生的一切过程能量都守恒，符合能量守恒定律的宏观过程都能自然发生答案BC解析当r＜r0时，分子间距增大，分子力减小，分子势能减小；当r＞r0时，当分子间距增大时，分子力先增加后减小，分子势能增加，选项A错误；某物体温度上升，则分子的平均动能增大，该物体分子热运动的总动能确定增大，选项B正确；液晶显示屏是应用液晶的光学各向异性制成的，选项C正确；自然界发生的一切过程能量都守恒，符合能量守恒定律的宏观过程不愿定都能自然发生，例如水能由高处自发的流向低处，但是不能自发的由低处流向高处，选项D错误.9.关于热力学其次定律的微观意义，下列说法正确的是()A.大量分子无规章的热运动能够自动转变为有序运动B.热传递的自然过程是大量分子从有序运动状态向无序运动状态转化的过程C.热传递的自然过程是大量分子从无序程度小的运动状态向无序程度大的运动状态转化的过程D.一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行答案CD解析分子热运动是大量分子的无规章运动，系统的一个宏观过程包含着大量的微观状态，这是一个无序的运动，依据熵增加原理，热运动的结果只能使分子热运动更加无序，而不是变成了有序，热传递的自然过程从微观上讲就是大量分子从无序程度小的运动状态向无序程度大的运动状态转化的过程，故选C、D.10.如图5所示，导热性能良好的气缸内用活塞封闭确定质量的抱负气体，气缸固定不动，外界温度恒定，一条细线左端连接在活塞上，另一端跨过定滑轮后连接在一个小桶上，开头时活塞静止，现不断向小桶中添加细砂，使活塞缓慢向右移动(活塞始终未被拉出气缸)，则在活塞移动过程中正确的说法是()图5A.气缸内气体的压强不变B.气缸内气体分子在单位时间内对器壁单位面积的碰撞次数变少C.气缸内气体的内能不变D.此过程中气体从外界吸取的热量全部用来对外做功，此现象违反了热力学其次定律答案BC解析依据活塞的平衡条件可得，pS＋mg＝p0S，故添加细砂时，p减小，A错误.气缸内气体温度不变，压强减小，体积增大，故B正确.由于温度不变，气体内能不变，C正确.气体从外界吸取热量，对外做功但引起了其他变化，即小桶的重力势能减小了，故不违反热力学其次定律，D错误.二、填空题(本题共2小题，共10分)11.(5分)在做“用油膜法估测分子大小”的试验中，已知试验室中使用的酒精油酸溶液的浓度为A，N滴溶液的总体积为V .在浅盘中的水面上均匀撒上痱子粉，将一滴溶液滴在水面上，待油膜稳定后，在带有边长为a 的正方形小格的玻璃板上描出油膜的轮廓(如图6所示)，测得油膜占有的正方形小格个数为X .图6(1)用以上字母表示油酸分子的大小d ＝____________. (2)从图中数得X ＝____________. 答案 (1)VANXa 2(2)61解析 (1)N 滴溶液的总体积为V ，一滴溶液的体积为V N ，含有的油酸体积为V AN ，形成单分子油膜，面积为Xa 2，油膜厚度即分子直径d ＝VAN Xa 2＝VANXa 2.(2)油膜分子所占有方格的个数，以超过半格算一格，不够半格舍去的原则，对比图示的油酸膜，共有61格.12.(5分)空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对气缸中的气体做功为2.0×105J ，同时气体的内能增加了1.5×105J.试问：此压缩过程中，气体________(填“吸取”或“放出”)的热量等于________J. 答案 放出 5×104解析 由热力学第确定律ΔU ＝W ＋Q ，W ＝2.0×105J 、ΔU ＝1.5×105J 、Q ＝ΔU －W ＝－5×104J. 三、计算题(本题共4小题，共50分)13.(10分)已知金刚石密度为3.5×103kg/m 3，体积为4×10－8m 3的一小块金刚石中含有多少个碳原子？并估算碳原子的直径(取两位有效数字). 答案 7.0×1021个 2.2×10－10m解析 这一小块金刚石的质量m ＝ρV ＝3.5×103×4×10－8kg ＝1.4×10－4kg 这一小块金刚石的物质的量n ＝m M ＝1.4×10－4kg 0.012kg ＝76×10－2mol 所含碳分子的个数N ＝n ×6.02×1023＝76×10－2×6.02×1023≈7.0×1021个一个碳原子的体积为V 0＝V N ＝4×10－87×1021m 3＝47×10－29m 3碳原子的直径d ＝36V 0π＝36×47×10－293.14m ≈2.2×10－10m14.(10分)如图7所示，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m 的活塞密封一部分气体，活塞与容器壁间能无摩擦滑动，容器的横截面积为S ，将整个装置放在大气压恒为p 0的空气中，开头时气体的温度为T 0，活塞与容器底的距离为h 0，当气体从外界吸取热量Q 后，活塞缓慢上升d 后再次平衡，求：图7(1)外界空气的温度是多少？(2)在此过程中的密闭气体的内能增加了多少？ 答案 (1)h 0＋dh 0T 0(2)Q －(mg ＋p 0S )d解析 (1)取密闭气体为争辩对象，活塞上升过程为等压变化，由盖·吕萨克定律有V V 0＝T T 0得外界温度T ＝VV 0T 0＝h 0＋dh 0T 0(2)活塞上升的过程，密闭气体克服大气压力和活塞的重力做功，所以外界对系统做的功W ＝－(mg ＋p 0S )d 依据热力学第确定律得密闭气体增加的内能：ΔU ＝Q ＋W ＝Q －(mg ＋p 0S )d15.(15分)如图8所示，横截面积S ＝10cm 2的活塞，将确定质量的抱负气体封闭在竖直放置的圆柱形导热气缸内，开头活塞与气缸底部距离H ＝30cm.在活塞上放一重物，待整个系统稳定后.测得活塞与气缸底部距离变为h ＝25cm.已知外界大气压强始终为p 0＝1×105Pa，不计活塞质量及其与气缸之间的摩擦，取g ＝10m/s 2.求：图8(1)所放重物的质量；(2)在此过程中被封闭气体与外界交换的热量. 答案 (1)2kg (2)放出6J 热量 解析 (1)封闭气体发生等温变化 气体初状态的压强为p 1＝1×105p a 气体末状态的压强为p 2＝p 0＋mg S依据玻意耳定律得p 1HS ＝p 2hS 解得：m ＝2kg(2)外界对气体做功W ＝(p 0S ＋mg )(H －h ) 依据热力学第确定律知ΔU ＝W ＋Q ＝0 解得Q ＝－6J ， 即放出6J 热量.16.(15分)如图9所示，确定质量的抱负气体从状态A 变化到状态B ，再从状态B 变化到状态C .已知状态A 的温度为480K.求：图9(1)气体在状态C 时的温度；(2)试分析从状态A 变化到状态B 的整个过程中，气体是从外界吸取热量还是放出热量. 答案 (1)160K (2)既不吸热也不放热解析 (1)A 、C 两状态体积相等， 则有p A T A ＝p CT C①得T C ＝p Cp A T A ＝0.5×4801.5K ＝160K.②(2)由抱负气体状态方程得p A V A T A ＝p B V BT B③得T B ＝p B V Bp A V A T A ＝0.5×3×4801.5×1K ＝480K ④由此可知A 、B 两状态温度相同， 故A 、B 两状态内能相等.所以从A →B ，气体即不吸热也不放热.。
物理粤教版高二选修3-3第二章固体液体气体单元测试
物理粤教版⾼⼆选修3-3第⼆章固体液体⽓体单元测试⾼⼆物理第⼆章固体、液体和⽓体单元测试题⼀、不定项选择题（每题⾄少有⼀个正确答案）1.晶体具有各向异性是由于（）A．晶体在不同⽅向上物质微粒的排列情况不同B．晶体在不同⽅向上物质微粒的排列情况相同C．晶体内部结构的⽆规则性D．晶体内部结构的有规则性2．晶体和⾮晶体的⽐较，下列说法中正确的有（）A、晶体熔化过程中温度不变，不需要吸热B、晶体熔化过程中温度不变，需要吸热C、⾮晶体熔化过程中温度不变，不需要要吸热D、⾮晶体熔化过衙中温度变化，需要吸热3. ⾦刚⽯和⽯墨⽐较：A. 它们是同⼀种物质，只是内部微粒的空间点阵不同。
B. 它们的物理性质有很⼤的差异；C. 由于它们空间点阵不同，所以⾦刚⽯为晶体，⽯墨是⾮晶体。
D. ⾦刚⽯是单晶体，⽯墨是多晶体。
4.液体表⾯具有收缩的趋势，其原因是：（）A．由于液⾯分⼦间距离⼩于液体内部分⼦间的距离，因此液⾯分⼦间表现斥⼒，⽽形成液体表⾯收缩的趋势．B．由于液体表⾯分⼦间的距离⼤于液体内部分⼦间的距离，因此液体表⾯分⼦间表现为引⼒，⽽形成液体表⾯收缩的趋势．C．由于与液⾯接触的容器壁的分⼦对液体表⾯的分⼦的吸引⼒，造成液体表⾯收缩的趋势．D．因液体可以流动，因⽽形成液体表⾯有收缩的趋势．5. 于⼀定量的理想⽓体，下列四个论述中正确的是（）A．当分⼦热运动变剧烈时，压强必变⼤B．当分⼦热运动变剧烈时，压强可以不变C．当分⼦间的平均距离变⼤时，压强必变⼩D．当分⼦间的平均距离变⼤时，压强必变⼤6.对于地⾯所受到的⼤⽓压强，甲说：“这个压强就是地⾯上每平⽅⽶⾯积的上⽅整个⼤⽓柱对地⾯的压⼒，它等于地⾯上⽅的这⼀⼤⽓柱的重⼒。
”⼄说：“这个压强是由地⾯附近那些做⽆规则运动的空⽓分⼦对每平⽅⽶地⾯的碰撞造成的。
”下列判断正确的是（）A ．甲说的对B ．⼄说的对C ．甲、⼄说的都对D ．甲、⼄说的都不对7.已知离地⾯愈⾼时⼤⽓压强愈⼩，温度也愈低，现有⼀⽓球由地⾯向上缓慢升起，试问⼤⽓压强与温度对此⽓球体积的影响如何（）A. ⼤⽓压强减⼩有助于⽓球体积增⼤，温度降低有助于⽓球体积增⼤B ．⼤⽓压强减⼩有助于⽓球体积变⼩，温度降低有助于⽓球体积减⼩C ．⼤⽓压强减⼩有助于⽓球体积增⼤，温度降低有助于⽓球体积减⼩D ．⼤⽓压强减⼩有助于⽓球体积变⼩，温度降低有助于⽓球体积增⼤8.如图所⽰，U 形管封闭端内有⼀部分⽓体被⽔银封住，已知⼤⽓压⼒为p 0,封闭部分⽓体的压强p 以汞柱为单位）为( ) （）A ．20h p +B ．20h p -C ．)(210h h p +-D ．)(120h h p -+9.⼀定质量的理想⽓体，从初态(P 1，V 1，T 1)变化到终态(P 2，V 2，T 2)，下列各量关系中不可能实现的应为( )A.P 1＞P 2，V 1＞V 2，T 1＞T 2B.P 1＞P 2，V 1＞V 2，T 1＜T 2C.P 1＜P 2，V 1＞V 2，T 1＜T 2D.P 1＜P 2，V 1＜V 2，T 1＞T 22.对⼀定质量的理想⽓体，在下列各种过程中，可能发⽣的过程是：( )A.⽓体膨胀对外做功，温度升⾼B.⽓体吸热，温度降低C.⽓体放热，压强增⼤D.⽓体放热，温度不变10.如图所⽰，A 、B 两点表⽰⼀定质量的理想⽓体的两个状态，当⽓体⾃状态A 变化到状态B 时( )A.体积必须变⼤B.有可能经过体积减⼩的过程C.外界必然对⽓体做正功D.⽓体必然从外界吸热 11.的图是( )12.⼀汽泡以30m深的海底升到⽔⾯，设⽔底温度是4℃，⽔⾯温度是15℃，那么汽泡在⽔⾯的体积约是⽔底时( )A.3倍B.4倍C.5倍D.12倍⼆、⾮选择题13. 液晶分⼦的排列是______的(稳定或不稳定)，外界条件的微⼩变动都会引起液晶分⼦排列的变化，因⽽改变液晶的某些性质，有⼀种液晶，温度改变时会改变颜⾊．利⽤这种液晶，可以⽤来______．14．1654年德国马德堡市市长格⾥凯曾做了两个中空的⾦属半球，直径约0.36m，把它们扣在⼀起，然后抽去⾥⾯的空⽓，两边共⽤16匹马才把球拉开，这就是科学史上传=105P a，假设每匹马的拉⼒相等且在同⼀直线上，为美谈的“马德堡半球”。
粤教版高中物理选修3-3第二章固体、气体和液体单元检测含答案解析
17．一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，其状态变化过程的P﹣V图象如图所示．则气体在状态A时的温度________状态B时的温度（选填“大于”、“等于”或“小于”）．已知该气体在状态C时的温度为27℃，该气体在状态B时的温度为________K．
18．下列物质：云母、食盐、蜂蜡、橡胶、铜，具有固定熔解温度的有________；物理性质表现为各向同性的有________．
A．一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，气体分子的平均动能减小
B．若两分子间距离减小，分子间斥力增大、引力减小，合力为斥力
C．在围绕地球运行的“天宫一号”内，飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果
D．布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的
3．下列说法错误的是（）
A．同一种物质能够生成几种不同的晶体 B．同种物质晶体的形状可以不相同
A．np0， p0 B． p0， p0
C．（1+ ）np0，（1+ ）np0D．（1+ ）p0，（ ）np0
6．如图所示，一开口向右的气缸固定在水平地面上，活塞可无摩擦移动且不漏气，气缸中间位置有一挡板，外界大气压为p0．初始时，活塞紧压挡板处；现缓慢升高缸内气体温度，则图中能正确反应缸内气体压强变化情况的p﹣T图象是（）
粤教版高中物理选修3-3第二章固体、气体和液体单元检测
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．世界上第一盏用海浪发电的航标灯，其气室（器壁是导热的）结构示意如图．利用海浪上下起伏的力量，空气从A吸进来，在B中压缩后再推入工作室C，推动涡轮机带动发电机发电．当海水下降时，阀门K1关闭，K2打开．当海水上升时，K2关闭，海水推动活塞等温压缩空气（可视为理想气体），空气压强达到6×105Pa时，阀门K1才打开．K1打开后，活塞继续推动B中的空气，直到气体全部被推入工作室C为止，同时工作室C的空气推动涡轮机工作．根据上述信息判断下列说法正确（）
高中物理选修3-3课后习题和答案以及解释
课后练习一10（大纲版）高二物理同步复习课程第7讲分子热运动能量守恒（一）主讲人：孟卫东1.已知金刚石的密度为ρ＝3.5×103 kg/m3，现有一块体积为4.0×10－8m3的一小块金刚石，它含有多少个碳原子?假如金刚石中的碳原子是紧密地挨在一起，试估算碳原子的直径?(保留两位有效数字)答案：2.2×10－10 m详解：先求出此金刚石质量，然后除以一个碳原子的质量，就是碳原子个数。
碳原子紧密排在一起的模型，就是一个一个的小球紧密相连，整个金刚石看成一个正方体，于是一条边上碳原子个数就是碳原子总个数的三次方根。
金刚石一条边的长度就是体积的三次方根。
然后边长除以一条边上碳原子个数就是碳原子直径。
2.关于布朗运动，下列说法中正确的是( )A．布朗运动就是分子的运动B．布朗运动是组成固体微粒的分子无规则的反映C．布朗运动是液体分子无规则运动的反映D．观察时间越长，布朗运动越显著答案：C详解：布朗运动是液体无规则运动的反映，它本身不是分子运动。
布朗运动的显著程度和观察时间无关，和液体温度，运动微粒的质量等有关。
3.关于分子间相互作用力，以下说法正确的是( )A．分子间的相互作用力是由组成分子的原子内部的带电粒子间的相互作用而引起的B．温度越高，分子间的相互作用力就越大C．分子力实质上就是分子间的万有引力D．分子引力不等于分子斥力时，违背了牛顿第三定律答案：A详解：A是正确的理论知识。
分子间作用力大小与分子距离有关，和温度无关。
另外，分子引力和分子斥力明显不是作用力和反作用力，不能乱套用牛顿第三定律。
4.关于分子间的相互作用力的以下说法中，正确的是( )A．当分子间的距离r＝r0时，分子力为零，说明此时分子间不存在作用力B．当r＞r0时，随着分子间距离的增大分子间引力和斥力都增大，但引力比斥力增加得快，故分子力表现为引力C．r＜r0时，随着分子间距离的增大分子间引力和斥力都增大，但斥力比引力增加得快，故分子力表现为斥力D．当分子间的距离r＞10-9m时，分子间的作用力可以忽略不计答案：D详解：r＝r0时分子引力和斥力数值相等，分子间作用力合力是0，但不能说分子间没作用力，A错。
粤教版高二物理选修3-3第二章 热学综合计算题之玻璃管水银柱模型
拓展：玻璃管是导热的，气体温度 T2时，若AB段水平不动，BC段缓 慢转动至水平，问封闭的气体在管 中的长度是多少？
2、如图，U型玻璃细管竖直放置，水平细管与U 型细管底部相连通，各部分细管内径相同。此时 U型玻璃管左、右两侧水银面高度差为15cm，C 管水银面距U型玻璃管底部距离为5cm，水平细 管内用小活塞封有长度12.5cm的理想气体A，U 型管左管上端封有长25cm的理想气体B，右管上 端开口与大气相通，现将活塞缓慢向右压，使U 型玻璃管左、右两侧水银面恰好相平（已知外界 大气压强为75 cmHg ，忽略环境温度的变化，水 平细管中的水银柱足够长），
求：①若温度保持27.0°C不变，
需通过阀门放出多长的水银柱？
②若对封闭气体缓慢降温，
温度需降低到多少°C？
3．解： ① 、初状态左管内气柱长L1＝L＝15.0cm，压 强p1＝80.0cmHg，温度T1＝(273.0＋27.0)K＝300.0K。
设玻璃管的截面积为S，放出水银后管中的水银面相平
时，左管内气柱长为L1，压强p2＝p0＝75.0cmHg。
代入数据求得 L3 20cm ， ( L3= - 95.0cm) 舍去
归纳：应用状态方程解题的一般步骤 ①明确研究对象，即某一定质量的理想气体； ②确定气体在始末状态的参量 p1、V1、T1 及 p2、V2、T2； ③确定气体变化过程的特点； ④由状态方程状态方程：pT1V11＝pT2V2 2或气体实验定律列式求解； ⑤讨论结果的合理性．
求：①此时气体B的气柱长度；
②此时气体A的气柱长度。
3．如图所示，下端带有阀门K粗细均匀的U形管 竖直放置，左端封闭右端开口，，左端用水银 封闭着长L＝15.0cm的理想气体，当温度为 27.0°C时，两管水银面的高度差Δh＝5.0cm。 设外界大气压 p0＝75.0cmHg。为了使左、右两 管中的水银面相平（结果保留一位小数）。
专题二：选修3-3水银柱
水银柱相关问题1．如图，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置．玻璃管的下部封有长l1=25.0cm的空气柱，中间有一段长l2=25.0cm的水银柱，上部空气柱的长度l3=40.0cm．已知大气压强为p=75.0cmHg．现将一活塞（图中未画出）从玻璃管开口处缓慢往下推，使管下部空气柱长度变为l1′=20.0cm．假设活塞下推过程中没有漏气，求活塞下推的距离．2．如图，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管，下部有长l1=66cm的水银柱，中间封有长l2=6.6cm的空气柱，上部有长l3=44cm的水银柱，此时水银面恰好与管口平齐．已知大气压强为P=76cmHg．如果使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢地转动一周，求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度．封入的气体可视为理想气体，在转动过程中没有发生漏气．3．如图，一U形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞．初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示．用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止．求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离．已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强p=75.0 cmHg．环境温度不变．4．如图，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p=75.0cmHg．（i）求放出部分水银后A侧空气柱的长度；（ii）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．5．如图，一带有活塞的气缸通过底部的水平细管与一个上端开口的竖直管相连，气缸与竖直管的横截面面积之比为3：1，初始时，该装置的底部盛有水银；活塞与水银面之间有一定量的气体，气柱高度为l（以cm为单位）；竖直管内的水银面比气缸内的水银面高出．现使活塞缓慢向上移动，这时气缸和竖直管内的水银面位于同一水平面上，求初始时气缸内气体的压强（以cmHg为单位）．6．如图，由U形管和细管连接的玻璃泡A、B和C浸泡在温度均为0℃的水槽中，B 的容积是A的3倍．阀门S将A和B两部分隔开．A内为真空，B和C内都充有气体．U 形管内左边水银柱比右边的低60mm．打开阀门S，整个系统稳定后，U形管内左右水银柱高度相等．假设U形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积．（i）求玻璃泡C中气体的压强（以mmHg为单位）（ii）将右侧水槽的水从0℃加热到一定温度时，U形管内左右水银柱高度差又为60mm，求加热后右侧水槽的水温．7..如图，容积为V1的容器内充有压缩空气。
2019-2020年粤教版高中物理选修3-3第二章 固体、液体和气体知识点练习
2019-2020年粤教版高中物理选修3-3第二章固体、液体和气体知识点练习第1题【单选题】从宏观上看，气体分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的( )A、体积和压强B、温度和体积C、温度和压强D、压强和温度【答案】：【解析】：第2题【单选题】如图，沸水中气泡在上升过程体积逐渐增大．设泡内为质量不变的理想气体，则上升过程泡内气体( )A、压强增大B、压强不变C、在沸水中吸热D、在沸水中放热【答案】：【解析】：第3题【单选题】下列关于气体分子运动的说法中正确的是( )A、水的内能较大B、冰的内能较大C、水和冰的内能一样大D、条件不足无法确定【答案】：【解析】：第4题【单选题】如图所示，把玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，它的尖端就变钝了，产生这一现象的原因是( )A、玻璃是非晶体，熔化再凝固后变成晶体B、玻璃是晶体，熔化再凝固后变成非晶体C、熔化的玻璃表面分子间表现为引力使其表面绷紧D、熔化的玻璃表面分子间表现为斥力使其表面扩张【答案】：【解析】：第5题【单选题】如图所示，一端封闭的玻璃管，开口向下插入水银槽中，上端封闭一定量的气体．用弹簧测力计拉着玻璃管，此时管内外水银面高度差为h1 ，弹簧测力计示数为F1 ．若周围环境温度升高，待稳定后管内外水银面高度差为h2 ，弹簧测力计示数为F2 ，则( )A、h2＞h1，F2＜F1B、h2＜h1，F2＜F1C、h2＜h1，F2＞F1D、h2＞h1，F2＞F1【答案】：【解析】：第6题【单选题】如图所示，U形管内盛有液体，两臂垂直于地面，若U形管绕左臂的轴线转动，则在图中所示位置时，左右两臂液面高度相比较有( )A、右臂液面高B、左臂液面高C、两臂液面相平D、以上情况都有可能【答案】：【解析】：第7题【单选题】下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射实验规律的是( )A、B、C、D、【答案】：【解析】：第8题【单选题】在“验证玻意耳定律”的实验中，下列操作正确的是( )A、调节空气柱长度后立刻读数B、拉上窗帘防止阳光直射注射器C、拉动注射器活塞时，防止手滑应用手紧握注射器D、实验中若橡皮帽脱落，应立刻堵住后继续实验【答案】：【解析】：第9题【单选题】关于干湿泡温度计，下列说法正确的是( )A、湿泡所显示温度正常都高于干泡显示温度B、干泡所示温度正常都是低于湿泡所显示温度C、在同等温度下，干湿泡温度差别越大，说明该环境越干燥D、在同等温度下，干湿泡温度差别越大，说明该环境越潮湿【答案】：【解析】：第10题【单选题】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【答案】：【解析】：第11题【多选题】一定质量的理想气体，从状态A变到状态D，其状态变化过程的体积V随温度T变化的规律如图所示，已知状态A时气体的体积为V0 ，温度为T0 ，则气体由状态A变到状态D过程中，下列判断正确的是( )A、气体从外界吸收热量，内能增加B、气体体积增大，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增大C、若状态D时气体的体积为2V0 ，则状态D的温度为2T0D、若气体对外做功为5J，增加的内能为9J，则气体放出的热量为14J【答案】：【解析】：第12题【多选题】下列说法中正确的是( )A、布朗运动是悬浮在液体中固体分子所做的无规则运动B、叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C、液晶显示器利用了液晶对光具有各向异性的特点D、当两分子间距离大于平衡位置的间距r0时，分子间的距离越大，分子势能越小E、温度升高时，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有的分子的速率都增大【答案】：【解析】：第13题【多选题】下列说法正确的是( )A、晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化B、温度是分子平均动能的标志C、0℃的冰融化成0℃的水的过程中，分子平均动能增大D、油膜法测油酸分子直径时，用一滴油酸酒精溶液的体积除以油膜面积就得到油酸分子直径【答案】：【解析】：第14题【多选题】以下说法正确的是( )A、玻璃管的裂口烧熔后会变钝是表面张力的作用引起的B、热量可以由低温物体传递给高温物体C、物体的体积增大，分子势能不一定增大D、一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性减小的方向进行E、只要知道某种物质的摩尔体积和分子体积，就可以计算出阿伏加德罗常数【答案】：【解析】：第15题【多选题】下列说法正确的是( )A、物体的内能是物体中所有分子热运动动能和分子势能的总和B、分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距增加时，分子间的引力减小，斥力减小C、液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征D、液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动E、密封在容积不变的容器内的理想气体，若气体从外界吸热，则温度一定升高【答案】：【解析】：第16题【填空题】一定质量的气体等温线的p﹣V图是双曲线的一支______．（判断对错）【答案】：【解析】：第17题【填空题】已知阿伏伽德罗常数为NA（mol^-1），铜的摩尔质量为M（kg/mol），铜的密度为ρ（kg/m^3），则可估算1个铜原子占有的体积为______m^3 ，m千克铜中所含的原子数目为______。
高中物理热学玻璃管液柱模型
(1)两段水银柱的下表面齐平时气体b的压强； 答案 70 cmHg
设大气压强为p0， 对气体a则有pa＝p0＋ρgh1 对气体b则有pb＝pa－ρgh2 联立两式代入数据得pb＝70 cmHg.
(2)两段水银柱的上表面齐平时环境的温度T2. 答案 327.3 K
升温过程中气体b发生等压变化，则温
水银分隔的双气体实验定律习题求解的一般思路
（1）确定好研究对象——保证一定质量 （2）分析各个状态量的变化情况，确定对应的气体实验定律方程 （3）通过水银柱的高度差找出气体之间的压强关系 （4）列方程求解，注意等式两边单位的统一 （5）分析结果的合理性
(2)若保持管内空气温度不变，缓慢倾斜玻璃管，当玻璃管与 水平面间的夹角为θ时，管内水银恰好有一半溢出，求sin θ的 值.
（二）单管加热
考向1 单独气体
例3 如图所示，一粗细均匀、长度为L＝1.0 m、导热性能良好的细玻璃 管竖直放置，下端封闭，上端开口.长度为d＝0.50 m的水银柱将长度为 L0＝0.50 m的空气柱(可视为理想气体)封闭在玻璃管底部，大气压强p0 ＝75 cmHg，管内空气的初始温度为t0＝27 ℃，热力学温度 与摄氏温度之间的关系为T＝(t＋273) K. (1)若缓慢升高管内气体的温度，当温度为T1时，管内水 银恰好有一半溢出，求T1的大小； 答案 360 K
玻璃管液柱模型
玻璃管中都灌有水银,分别求出几种情况被封闭气体的压强.(设大气压强为76 cmHg)
71 cmHg
66 cmHg
81 cmHg
66 cmHg 71 cmHg
单管模型
•
（一）单管旋转
竖直 ——————水平 竖直 ——————倒放 竖直 ——————倾斜
2019-2020学年度高中选修3-3物理第二章 固体、液体和气体粤教版巩固辅导
2019-2020学年度高中选修3-3物理第二章固体、液体和气体粤教版巩固辅导➢第1题【单选题】如图为竖直放置的粗细均匀的两端封闭的细管，水银柱将气体分隔成A、B两部分，A初始温度高于B的初始温度．使A、B升高相同温度达到稳定后，A、B两部分气体压强变化量分别为△pA、△pB ，对液面压力的变化量分别为△FA、△FB ，则( )A、水银柱一定向上移动了一段距离B、△pA=△pBC、△pA＞△pBD、△FA＜△FB【答案】：【解析】：➢第2题【单选题】下面对动态平衡的说法不正确的是( )A、当气态分子数的密度增大到一定程度时就会达到这样的状态B、在相同时间内回到液体中的分子数等于从液体表面飞出去的分子数C、此时，蒸汽的密度不再增大，液体也不再减少D、蒸发的速度不再改变，以恒速蒸发【答案】：【解析】：➢第3题【单选题】在“验证玻意耳定律”的实验中，下列操作正确的是( )A、调节空气柱长度后立刻读数B、拉上窗帘防止阳光直射注射器C、拉动注射器活塞时，防止手滑应用手紧握注射器D、实验中若橡皮帽脱落，应立刻堵住后继续实验【答案】：【解析】：➢第4题【单选题】夏天，如果自行车内胎充气过足，又放在阳光下曝晒，车胎极易爆裂，关于这一现象的以下叙述正确的是( )A、车胎爆裂，是车胎内气体温度升高，气体分子间斥力急剧增大的结果B、在爆裂前受曝晒的过程中，气体温度升高，分子无规则热运动加剧，气体压强增大C、在爆裂前受曝晒的过程中，气体吸热，但内能不变D、在车胎爆裂的瞬间，气体内能增大【答案】：【解析】：➢第5题【单选题】由同种物质微粒组成但空间点阵不同的两种晶体，这两种晶体一定是：( )A、物理性质相同，化学性质不相同B、物理性质不相同，化学性质相同C、物理性质相同，化学性质相同D、物理性质不相同，化学性质不相同【答案】：【解析】：➢第6题【多选题】下列说法正确的是( )A、不可能让热量由低温物体传递给高温物体而不引起其它任何变化B、从单一热源吸取热量使之全部变成有用的机械功是不可能的C、对于一定量的气体，当其温度降低时速率大的分子数目减少，速率小的分子数目增加D、熵值越大，表明系统内分子运动越无序E、热量是热传递过程中，内能大的物体向内能小的物体转移内能多少的量度【答案】：【解析】：➢第7题【多选题】下列说法正确的是( )A、布朗运动表明分子越小，分子运动越剧烈B、大头针能浮在水面上，是由于水的表面存在张力C、单晶体的某些物理性质具有各向异性，而多晶体和非晶体是各向同性的D、人感觉到空气湿度大，是由于空气中水蒸气的饱和气压大【答案】：【解析】：➢第8题【多选题】以下说法中正确的有( )A、功可以全部转化为热B、物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加C、食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体D、布朗运动是指液体分子的无规则运动E、当分子力表现为引力时，分子势能都随分子间距离的增大而增大【答案】：【解析】：。
2020年高考物理选修3-3 热学计算题 液柱模型(解析版)
液柱模型【考纲解读与考频分析】液柱模型是高考命题常见模型。
【高频考点定位】：液柱模型考点一：液柱模型【3年真题链接】1.（10分）(2018·高考全国卷III)（2）在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一股水银柱，水银柱的两端各封闭有一段空气。
当U形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的长度分别为l1=18.0 cm和l2=12.0 cm，左边气体的压强为12.0 cmHg。
现将U形管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边。
求U形管平放时两边空气柱的长度。
在整个过程中，气体温度不变。
【命题意图】本题考查玻意耳定律、液柱模型、关联气体及其相关的知识点。
【解题思路】设U形管两端竖直朝上时，左、右两边气体的压强分别为p1和p2。
U形管水平放置时，两边气体压强相等，设为p，此时原左、右两边气体长度分别变为l1′和l2′。
由力的平衡条件有1212p p g l l ρ=+-（）①式中ρ为水银密度，g 为重力加速度大小。
由玻意耳定律有p 1l 1=pl 1′②p 2l 2=pl 2′③l 1′–l 1=l 2–l 2′④由①②③④式和题给条件得l 1′=22.5 cm ⑤l 2′=7.5 cm ⑥2.（2017海南高考）（2）（8分）一粗细均匀的U 形管ABCD 的A 端封闭，D 端与大气相通。
用水银将一定质量的理想气体封闭在U 形管的AB 一侧，并将两端向下竖直放置，如图所示。
此时AB 侧的气体柱长度l 1=25 cm 。
管中AB 、CD 两侧的水银面高度差h 1=5 cm 。
现将U 形管缓慢旋转180°，使A 、D 两端在上，在转动过程中没有水银漏出。
已知大气压强p 0=76 cmHg 。
求旋转后，AB 、CD 两侧的水银面高度差。
【命题意图】 本题考查气体实验定律及其相关的知识点。
【解题思路】对封闭在U 形管的AB 一侧的理想气体，初状态压强p 1= p 0+p h1=81 cmHg ，体积V 1= l 1S=25S若将U 形管垂直纸面缓慢旋转90°，封闭气体压强等于大气压强，气体体积为V 2= l 2S ，由玻意耳定律，p 1V 1= p 0V 2，解得：V 2=202576S=26.64S 。
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拓展：玻璃管是导热的，气体温度 T2时，若AB段水平不动，BC段缓 慢转动至水平，问封闭的气体在管 中的长度是多少？
2、如图，U型玻璃细管竖直放置，水平细管与U 型细管底部相连通，各部分细管内径相同。此时 U型玻璃管左、右两侧水银面高度差为15cm，C 管水银面距U型玻璃管底部距离为5cm，水平细 管内用小活塞封有长度12.5cm的理想气体A，U 型管左管上端封有长25cm的理想气体B，右管上 端开口与大气相通，现将活塞缓慢向右压，使U 型玻璃管左、右两侧水银面恰好相平（已知外界 大气压强为75 cmHg ，忽略环境温度的变化，水 平细管中的水银柱足够长），
1、竖直平面内有一直角形内径处处相同的细玻 璃管，A端封闭，C端开口，AB段处于水平状 态。将竖直管BC灌满水银，使气体封闭在水平 管内，各部分尺寸如图所示，此时气体温度 T1=300 K，外界大气压强P0=75 cmHg。现缓 慢加热封闭气体，使AB段的水银恰好排空，求：
(1)此时气体温度T2； (2)此后再让气体温度缓慢降至初
代入数据求得 L3 20cm ， ( L3= - 95.0cm) 舍去
归纳：应用状态方程解题的一般步骤 ①明确研究对象，即某一定质量的理想气体； ②确定气体在始末状态的参量 p1、V1、T1 及 p2、V2、T2； ③确定气体变化过程的特点； ④由状态方程状态方程：pT1V11＝pT2V2 2或气体实验定律列式求解； ⑤讨论结果的合理性．
3-3热学综合计算题
之玻璃管水银柱模型
信宜二中物理备课组 陈国周
1、竖直平面内有一直角形内径处处相同的细玻 璃管，A端封闭，C端开口，AB段处于水平状 态。将竖直管BC灌满水银，使气体封闭在水平 管内，各部分尺寸如图所示，此时气体温度 T1=300 K，外界大气压强P0=75 cmHg。现缓 慢加热封闭气体，使AB段的水银恰好排空，求：
(2)当温度又降回室温时，T1300K，设最终气体长度为 L3 ，与开始时的状态相比是做等温变化过程，此时 BC管中液柱长 h3= L3
气体压强为 p 37 5L 3cm H g 又开始时气体压强为 p 1 7 5 2 5 c m H g 1 0 0 c m H g
由玻意耳定律得 p3SL3p1SL1
求：①若温度保持27.0°C不变， 需通过阀门放出多长的水银柱？
②若对封闭气体缓慢降温，
温度需降低到多少°C？
拓展：若阀门不动，左右管竖直长 度相等，缓慢往右管中加水银，要 加入多长的水银柱才能装满右管？
三、小结：
4、一U形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封 闭，左端上部有一光滑的轻活塞。初始时，管内 汞柱及空气柱长度如图-19所示。用力向下缓慢推 活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止。求此 时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离。 已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移 动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强
(1)此时气体温度T2； (2)此后再让气体温度缓慢降至初
始温度T1Байду номын сангаас气体的长度L3多大。
1．解：以cmHg为压强单位，设玻管截面积为S
(1)在AB段液柱排空的过程中气体是等压变化过程
L119cm ， L2 25cm ，T1300K 由盖-吕萨克定律得 SL1 SL2
T1 T2
代入数据求得 T2394.7k
解得：T3＝234.4K
p1L1S p3L3S
T1
T3
故温度降低到：t＝(234.4－273.0)°C ＝－38.6°C
3．如图所示，下端带有阀门K粗细均匀的U形管 竖直放置，左端封闭右端开口，，左端用水银 封闭着长L＝15.0cm的理想气体，当温度为 27.0°C时，两管水银面的高度差Δh＝5.0cm。 设外界大气压 p0＝75.0cmHg。为了使左、右两 管中的水银面相平（结果保留一位小数）。
p0=75.0 cmHg。环境温度不变。
求：①若温度保持27.0°C不变，
需通过阀门放出多长的水银柱？
②若对封闭气体缓慢降温，
温度需降低到多少°C？
3．解： ① 、初状态左管内气柱长L1＝L＝15.0cm，压 强p1＝80.0cmHg，温度T1＝(273.0＋27.0)K＝300.0K。
设玻璃管的截面积为S，放出水银后管中的水银面相平
时，左管内气柱长为L1，压强p2＝p0＝75.0cmHg。
由玻意耳定律得：p1L1S＝p2L2S
解得：L2＝16.0cm
故放出水银柱的长度为：h＝(L2－L1)×2＋Δh＝7.0cm
② 、设封闭气体缓慢降温到T3时，两管中的水银面相平，
此时左管内气柱长应变为L3＝(15.0－2.5)cm ＝12.5cm
压强p3＝p0＝75.0cmHg. 由理想气体状态方程得：
求：①此时气体B的气柱长度；
②此时气体A的气柱长度。
3．如图所示，下端带有阀门K粗细均匀的U形管 竖直放置，左端封闭右端开口，，左端用水银 封闭着长L＝15.0cm的理想气体，当温度为 27.0°C时，两管水银面的高度差Δh＝5.0cm。 设外界大气压 p0＝75.0cmHg。为了使左、右两 管中的水银面相平（结果保留一位小数）。