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7．(2009·上海高考)如圖11－2－11所示，粗細均勻的彎曲玻璃管A、B　

兩端開口．管內有一段水銀柱，右管內氣柱長為39 cm，中管內水銀

面與管口A之間氣柱長為40 cm.先將B端封閉，再將左管豎直插入水

銀槽，設整個過程溫度不變，穩定后右管內水銀面比中管內水銀面高　

2 cm.求：

(1)穩定后右管內的氣體壓強p；

(2)左管A端插入水銀槽的深度h.(大氣壓強p₀＝76 cmHg)

解析：(1)設均勻玻璃管的橫截面積為S，插入水銀槽后對右管內氣體，由玻意耳定律得：

p₀l₀S＝p(l₀－Δh/2)S，

所以p＝78 cmHg.

(2)插入水銀槽后左管內氣體壓強：

p′＝p+ρgΔh＝80 cmHg，

左管內、外水銀面高度差h₁＝＝4 cm，

對中、左管內氣體有p₀lS＝p′l′S，

得l′＝38 cm，

左管插入水銀槽深度

h＝l+Δh/2－l′+h₁＝7 cm.

答案：(1)78 cmHg　(2)7 cm

6.某同學在夏天游玩時，看到有一些小昆蟲可以在水面上停留或能跑來

跑去而不會沉入水中，尤其是湖水中魚兒戲水時吐出小氣泡的情景，

覺得很美，于是畫了一幅魚兒戲水的圖畫如圖11－2－10所示．但旁

邊的同學考慮到上層水溫較高和壓強較小的情況，認為他的畫有不符

合物理規律之處，請根據你所掌握的物理知識指出正確的畫法(用簡

單的文字表述，不要畫圖)，并指出這樣畫的物理依據．

(1)正確的畫法應為：__________________________.

(2)物理學依據：____________________________.

(3)試分析小昆蟲在水面上不會沉入水中的原因________________________________．

解析：(1)正確的畫法應為：上面的氣泡體積比下面的氣泡體積要大．

(2)物理學依據：由理想氣體狀態方程得V₂＝V₁.

因為p₁＞p₂，T₂＞T₁，所以V₂＞V₁.

(3)由于水的表面張力作用，當昆蟲在水面上時，水的表面向下凹，像張緊的橡皮膜，小昆蟲受到向上的彈力與重力平衡，所以昆蟲可以在水面上停留或能跑來跑去而不會沉入水中．

答案：見解析

5．(2009·山東高考)一定質量的理想氣體由狀態A經狀態B變為狀態C，其中A→B過程為等壓變化，B→C過程為等容變化．已知V_A＝0.3 m³，T_A＝T_C＝300 K，T_B＝400 K.

(1)求氣體在狀態B時的體積．

(2)說明B→C過程壓強變化的微觀原因．

(3)設A→B過程氣體吸收熱量為Q₁，B→C過程氣體放出熱量為Q₂，比較Q₁、Q₂的大小并說明原因．

解析：(1)設氣體在狀態B時的體積為V_B，由蓋­呂薩克定律得＝

代入數據得V_B＝0.4 m³

(2)微觀原因：氣體體積不變，分子密集程度不變，溫度變化(降低)，氣體分子平均動能變化(減小)，導致氣體壓強變化(減小)．

(3)Q₁大于Q₂；因為T_A＝T_C，故A→B增加的內能與B→C減少的內能相同，而A→B過程氣體對外做正功，B→C過程氣體不做功，由熱力學第一定律可知Q₁大于Q₂.

答案：(1)0.4 m³　(2)見解析　(3)Q₁大于Q₂，原因見解析

4．內壁光滑的導熱汽缸豎直浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不計質量的活塞封閉壓強為1.0×10⁵ Pa、體積為2.0×10^－3 m³的理想氣體．現在活塞上方緩緩倒上沙子，使封閉氣體的體積變為原來的一半，然后將汽缸移出水槽，緩慢加熱，使氣體溫度變為127℃.(大氣壓強為1.0×10⁵ Pa)

　(1)求汽缸內氣體的最終體積；

(2)在圖11－2－9所示的p－V圖上畫出整個過程中汽缸內氣體的狀態變化．

解析：(1)在活塞上方倒沙的全過程中溫度保持不變，即p₀V₀＝p₁V₁

解得：p₁＝p₀＝×1.0×10⁵ Pa＝2.0×10⁵Pa

在緩慢加熱到127℃的過程中壓強保持不變，則

＝

所以V₂＝V₁＝×1.0×10^－3m³

≈1.47×10^－3m³.

(2)如下圖所示．

答案：(1)1.47×10^－3m³　(2)見解析圖

3．(2010·東城模擬)如圖11－2－7所示，導熱的汽缸固定在水平地面

　 上，用活塞把一定質量的理想氣體封閉在汽缸中(狀態①)，汽缸

　　 的內壁光滑．現用水平外力F作用于活塞桿，使活塞緩慢地向

右移動一段距離(狀態②)，在此過程中：

(1)如果環境保持恒溫，下列說法正確的是　　　　　　　　　　　　　　 (　)

A．每個氣體分子的速率都不變

B．氣體分子平均動能不變

C．水平外力F逐漸變大

D．氣體內能減少

E．氣體放熱

F．氣體內能不變，卻對外做功，此過程違反熱力學第一定律，不可能實現

G．氣體是從單一熱庫吸熱，全部用來對外做功，此過程不違反熱力學第二定律

(2)如果環境保持恒溫，分別用p、V、T表示該理想氣體的壓強、體積、溫度．氣體從狀態①變化到狀態②，此過程可用圖11－2－8中的哪幾個圖象表示　 (　)

解析：(1)溫度不變，分子平均動能不變，分子平均速率不變，由于熱運動頻繁碰

撞，不是每個分子的速率都不變，B對，A錯；由玻意耳定律知體積增大，壓強減

小，活塞內、外壓強差增大，水平拉力F增大，C對；由溫度不變、體積增大知，

氣體內能不變，對外做功，由熱力學第一定律知，氣體一定從外界吸收熱量，D、

E、F均錯；題中氣體雖從單一熱庫吸熱，全部用來對外做功，但必須有外力作用

于桿并引起氣體的體積增大，因而引起了其他變化，不違反熱力學第二定律，G

對．(2)由題意知，從①到②，溫度不變，體積增大，壓強減小，所以只有A、D正確．

答案：(1)BCG　(2)AD

2．(2010·上海模擬)(1)研成粉末后的物體已無法從外形特征和物理性質各向異性上加以判斷時，可以通過________________方法來判斷它是否為晶體．

(2)在嚴寒的冬天，房間玻璃上往往會結一層霧，霧珠是在窗玻璃的________________表面．(填“外”或“內”)．

(3)密閉容器里液體上方的蒸汽達到飽和后，還有沒有液體分子從液面飛出？為什么這時看起來不再蒸發？

答：___________________________________________________________________

解析：(1)加熱時，晶體有確定的熔點，而非晶體沒有確定的熔點，因而可以用加熱時有無確定熔點的實驗來判斷．

(2)靠近窗的溫度降低時，飽和汽壓也變小，這時會有部分水蒸氣液化變成水附著在玻璃上，故在內側出現霧珠．

(3)還有液體分子從液面飛出，但同時也有氣體分子被碰撞飛回到液體中去，當液體上方的蒸汽達到飽和時，單位時間內逸出液體表面的分子數與回到液體表面的分子數相等而呈動態平衡即飽和汽．液體不再減少，從宏觀上看好像不再蒸發了．

答案：(1)用加熱時有無確定熔點的實驗

(2)內　(3)見解析

1．如圖11－2－5所示，一向右開口的汽缸放置在水平地面上，活塞可無摩擦移動且不漏氣，汽缸中間位置有小擋板．初始時，外界大氣壓為p₀，活塞緊壓小擋板處，現緩慢升高缸內氣體溫度，則如圖11－2－6所示的p－T圖象能正確反應缸內氣體壓強變化情況的是　　　　 (　)

解析：初始時刻，活塞緊壓小擋板，說明汽缸中的氣體壓強小于外界大氣壓強；在

緩慢升高汽缸內氣體溫度時，氣體先做等容變化，溫度升高，壓強增大，當壓強等

于大氣壓時活塞離開小擋板，氣體做等壓變化，溫度升高，體積增大，A、D是錯誤

的．在p－T圖象中，等容線為通過原點的直線，所以C圖是錯誤的．

答案：B

10．重1000 kg的氣錘從2.5 m高處落下，打在質量為200 kg的鐵塊上，要使鐵塊的溫度升高40℃以上，氣錘至少應落下多少次？[設氣錘撞擊鐵塊時做的功有60%用來使鐵塊溫度升高，且鐵的比熱容c＝0.11 cal/(g·℃)，g取10 m/s²，1 cal＝4.2 J]

解析：氣錘下落過程中只有重力做功，機械能守恒，因而氣錘撞擊鐵塊時動能為

E_k＝mgh＝10³×10×2.5 J＝2.5×10⁴ J

由動能定理知氣錘撞擊鐵塊所做的功為

W＝E_k－0＝2.5×10⁴ J

使鐵塊溫度升高所需的熱量(升高40℃)

Q＝cmΔt＝0.11×200×10³×40 cal＝3.696×10⁶ J

設氣錘下落n次才能使鐵塊溫度升高40℃，由能量守恒定律有：n·W·η＝Q

n＝＝次＝246.4次

故氣錘至少要下落247次．

答案：247次

9．如圖11－1－5所示為電冰箱的工作原理示意圖．

壓縮機工作時，強迫制冷劑在冰箱內外的管道中不斷循環．在蒸發器中制冷劑汽化吸收箱體內的熱量，經過冷凝器時制冷劑液化，放出熱量到箱體外．

(1)下列說法正確的是______．

A．熱量可以自發地從冰箱內傳到冰箱外

B．電冰箱的制冷系統能夠不斷地把冰箱內的熱量傳

到外界，是因為其消耗了電能

C．電冰箱的工作原理不違反熱力學第一定律

D．電冰箱的工作原理違反熱力學第一定律

(2)電冰箱的制冷系統從冰箱內吸收的熱量與釋放到外界的熱量相比，有怎樣的關系？

解析：(1)熱力學第一定律是熱現象中內能與其他形式能的轉化規律，是能量守恒定律的具體表現，適用于所有的熱學過程，故C正確，D錯誤；由熱力學第二定律可知，熱量不能自發地從低溫物體傳給高溫物體，除非有外界的影響或幫助．電冰箱把熱量從低溫的內部傳到高溫的外部，需要壓縮機的幫助并消耗電能，故應選B、C.

(2)由熱力學第一定律可知，電冰箱從冰箱內吸了熱量，同時消耗了電能，釋放到外界的熱量比從冰箱內吸收的熱量多．

答案：見解析

8．下表為0℃和100℃時氧分子的速率分布[不同溫度下各速率區間的分子數占總分子數的百分比(%)]，仔細觀察下表，對于氣體分子的無規則運動，你能得出哪些結論？

答案：隨著溫度的升高，分子的平均運動速率增大；各分子的運動速率(平均動能)并不相同；但其速率分布遵循中間多兩邊少的規律．