11、第2讲 固体、液体和气体(2)

[随堂巩固提升]
1．关于液体表面现象的说法中正确的是()
A．把缝衣针小心地放在水面上，针可以把水面压弯而不沉没，是因为针受到重力小，又受液体的浮力的缘故
B．在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会成球状，是因为液体表面分子间有相互吸引力
C．玻璃管道裂口放在火上烧熔，它的尖端就变圆，是因为熔化的玻璃，在表面张力的作用下，表面要收缩到最小的缘故
D．飘浮在热菜汤表面上的油滴，从上面的观察是圆形的，是因为油滴液体呈各向同性的缘故
解析：选BC压弯的水面由于表面张力，有收缩的趋势，给缝衣针向上的弹力与重力平衡而并非受浮力，A错；大滴水银会成球状，是因表面张力的缘故，B项正确，同理C 项正确；菜汤表面的油滴呈圆形也是由于表面张力，D错。

2．在图11－2－5甲、乙、丙三种固体薄片上涂蜡，由烧热的针接触其上一点，蜡熔化的范围如图甲、乙、丙所示，而甲、乙、丙三种固体在熔解过程中温度随加热时间变化的关系如图丁所示，以下说法正确的是()
图11－2－5
A．甲、乙为非晶体，丙是晶体
B．甲、乙为晶体，丙是非晶体
C．甲、丙为非晶体，乙是晶体
D．甲为多晶体，乙为非晶体，丙为单晶体
解析：选D由图甲、乙、丙可知：甲、乙各向同性，丙各向异性；由图丁可知：甲、丙有固定熔点，乙无固定熔点，所以甲、丙为晶体，乙是非晶体，其中甲为多晶体，丙为单晶体，故D正确。

3．(2012·福建高考)空气压缩机的储气罐中储有1.0 atm的空气6.0 L，现再充入1.0 atm 的空气9.0 L。

设充气过程为等温过程，空气可看做理想气体，则充气后储气罐中气体压强为()
A．2.5 atm B．2.0 atm
C．1.5 atm D．1.0 atm
解析：选A由玻意耳定律p1V1＋p2V2＝p3V1得p3＝2.5 atm。

4．(2012·江苏高考)密闭在钢瓶中的理想气体，温度升高时压强增大。

从分子动理论的角度分析，这是由于分子热运动的________增大了。

该气体在温度T1、T2时的分子速率分布图象如图11－2－6所示，则T1________(选填“大于”或“小于”)T2。

图11－2－6
解析：温度是分子热运动的宏观体现，温度越高，分子热运动越剧烈，分子平均动能越大；由题图可以看出T2对应的高速率分子数的百分比大于T1，所以T2对应的分子平均动能大于T1对应的分子平均动能，即T1＜T2。

答案：平均动能小于
5．(2011·新课标全国卷)如图11－2－7，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管，下部有长l1＝66 cm的水银柱，中间封有长l2＝6.6 cm的空气柱，上部有长l3＝44 cm的水银柱，此时水银面恰好与管口平齐。

已知大气压强为p0＝76 cmHg。

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。

图11－2－7
解析：设玻璃管开口向上时，空气柱的压强为
p1＝p0＋ρgl3 ①
式中，ρ和g分别表示水银的密度和重力加速度。

玻璃管开口向下时，原来上部的水银有一部分会流出，封闭端会有部分真空。

设此时开口端剩下的水银柱长度为x，则
p2＝ρgl1，p2＋ρgx＝p0 ②
式中，p2为管内空气柱的压强。

由玻意耳定律得
p1(Sl2)＝p2(Sh) ③
式中，h是此时空气柱的长度，S为玻璃管的横截面积。

由①②③式和题给条件得
h ＝12 cm ，x ＝10 cm ④
从开始转动一周后，设空气柱的压强为p 3，则
p 3＝p 0＋ρgx
⑤
由玻意耳定律得
p 1(Sl 2)＝p 3(Sh ′) ⑥ 式中，h ′是此时空气柱的长度。

由①②③⑤⑥式得
h ′≈9.2 cm ⑦
答案：12 cm 9.2 cm
6．如图11－2－8所示，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 。

图11－2－8
解析：设初态压强为p 0，膨胀后A 、B 压强相等p B ＝1.2 p 0。

B 中气体始末状态温度相等，由玻意耳定律得
p 0V 0＝1.2p 0(2V 0－V A )。

所以V A ＝76V 0，A 中气体满足，p 0V 0T 0＝1.2 p 0V A T A
， 所以T A ＝1.4 T 0。

答案：76
V 0 1.4T 0。