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

兩端開口．管內(nèi)有一段水銀柱，右管內(nèi)氣柱長為39 cm，中管內(nèi)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(shè)整個過程溫度不變，穩(wěn)定后右管內(nèi)水銀面比中管內(nèi)水銀面高　

2 cm.求：

(1)穩(wěn)定后右管內(nèi)的氣體壓強(qiáng)p；

(2)左管A端插入水銀槽的深度h.(大氣壓強(qiáng)p₀＝76 cmHg)

解析：(1)設(shè)均勻玻璃管的橫截面積為S，插入水銀槽后對右管內(nèi)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(nèi)氣體壓強(qiáng)：

p′＝p+ρgΔh＝80 cmHg，

左管內(nèi)、外水銀面高度差h₁＝＝4 cm，

對中、左管內(nèi)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(xué)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(xué)考慮到上層水溫較高和壓強(qiáng)較小的情況，認(rèn)為他的畫有不符

合物理規(guī)律之處，請根據(jù)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(jù)．

(1)正確的畫法應(yīng)為：__________________________.

(2)物理學(xué)依據(jù)：____________________________.

(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(yīng)為：上面的氣泡體積比下面的氣泡體積要大．

(2)物理學(xué)依據(jù)：由理想氣體狀態(tài)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(dāng)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(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)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(tài)B時的體積．

(2)說明B→C過程壓強(qiáng)變化的微觀原因．

(3)設(shè)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(shè)氣體在狀態(tài)B時的體積為V_B，由蓋­呂薩克定律得＝

代入數(shù)據(jù)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(dǎo)致氣體壓強(qiáng)變化(減小)．

(3)Q₁大于Q₂；因為T_A＝T_C，故A→B增加的內(nèi)能與B→C減少的內(nèi)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(xué)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(nèi)壁光滑的導(dǎo)熱汽缸豎直浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不計質(zhì)量的活塞封閉壓強(qiáng)為1.0×10⁵ Pa、體積為2.0×10^－3 m³的理想氣體．現(xiàn)在活塞上方緩緩倒上沙子，使封閉氣體的體積變?yōu)樵瓉淼囊话�，然后將汽缸移出水槽，緩慢加熱，使氣體溫度變?yōu)?27℃.(大氣壓強(qiáng)為1.0×10⁵ Pa)

　(1)求汽缸內(nèi)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(nèi)氣體的狀態(tài)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(qiáng)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(dǎo)熱的汽缸固定在水平地面

　 上，用活塞把一定質(zhì)量的理想氣體封閉在汽缸中(狀態(tài)①)，汽缸

　　 的內(nèi)壁光滑．現(xiàn)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(tài)②)，在此過程中：

(1)如果環(huán)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(nèi)能減少

E．氣體放熱

F．氣體內(nèi)能不變，卻對外做功，此過程違反熱力學(xué)第一定律，不可能實現(xiàn)

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(xué)第二定律

(2)如果環(huán)境保持恒溫，分別用p、V、T表示該理想氣體的壓強(qiáng)、體積、溫度．氣體從狀態(tài)①變化到狀態(tài)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(yùn)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(qiáng)減

小，活塞內(nèi)、外壓強(qiáng)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(nèi)能不變，對外做功，由熱力學(xué)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(xué)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(qiáng)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(zhì)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(yán)寒的冬天，房間玻璃上往往會結(jié)一層霧，霧珠是在窗玻璃的________________表面．(填“外”或“內(nèi)”)．

(3)密閉容器里液體上方的蒸汽達(dá)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(fā)？

答：___________________________________________________________________

解析：(1)加熱時，晶體有確定的熔點(diǎn)，而非晶體沒有確定的熔點(diǎn)，因而可以用加熱時有無確定熔點(diǎn)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(nèi)側(cè)出現(xiàn)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(dāng)液體上方的蒸汽達(dá)到飽和時，單位時間內(nèi)逸出液體表面的分子數(shù)與回到液體表面的分子數(shù)相等而呈動態(tài)平衡即飽和汽．液體不再減少，從宏觀上看好像不再蒸發(fā)了．

答案：(1)用加熱時有無確定熔點(diǎn)的實驗

(2)內(nèi)　(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(xiàn)緩慢升高缸內(nèi)氣體溫度，則如圖11－2－6所示的p－T圖象能正確反應(yīng)缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)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(qiáng)小于外界大氣壓強(qiáng)；在

緩慢升高汽缸內(nèi)氣體溫度時，氣體先做等容變化，溫度升高，壓強(qiáng)增大，當(dāng)壓強(qiáng)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(diǎn)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(zhì)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(yīng)落下多少次？[設(shè)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(jī)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?dú)忮N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(shè)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(jī)工作時，強(qiáng)迫制冷劑在冰箱內(nèi)外的管道中不斷循環(huán)．在蒸發(fā)器中制冷劑汽化吸收箱體內(nèi)的熱量，經(jīng)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(fā)地從冰箱內(nèi)傳到冰箱外

B．電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)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(xué)第一定律

D．電冰箱的工作原理違反熱力學(xué)第一定律

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

解析：(1)熱力學(xué)第一定律是熱現(xiàn)象中內(nèi)能與其他形式能的轉(zhuǎn)化規(guī)律，是能量守恒定律的具體表現(xiàn)，適用于所有的熱學(xué)過程，故C正確，D錯誤；由熱力學(xué)第二定律可知，熱量不能自發(fā)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(nèi)部傳到高溫的外部，需要壓縮機(jī)的幫助并消耗電能，故應(yīng)選B、C.

(2)由熱力學(xué)第一定律可知，電冰箱從冰箱內(nèi)吸了熱量，同時消耗了電能，釋放到外界的熱量比從冰箱內(nèi)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(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比(%)]，仔細(xì)觀察下表，對于氣體分子的無規(guī)則運(yùn)動，你能得出哪些結(jié)論？

答案：隨著溫度的升高，分子的平均運(yùn)動速率增大；各分子的運(yùn)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(guī)律．