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高中物理学习材料桑水制作2008A 、（选修模块3－3）（12分）⑴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×l05J ．试问：此压缩过程中，气体 （填“吸收”或“放出”）的热量等于 J ．⑵若一定质量的理想气体分别按下图所示的三种不同过程变化，其中表示等压变化的是（填“A ”、“B ”或“C ”），该过程中气体的内能 （填“增加”、“减少”或“不变”）．⑶设想将1 g 水均匀分布在地球表面上，估算1 cm 2的表面上有多少个水分子?（已知1 mol水的质量为18 g ，地球的表面积约为5×1014 m 2，结果保留一位有效数字）2009A （1）若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，则在此过程中关于气泡中的气体， 下列说法正确的是 ▲ 。
（填写选项前的字母）（A ）气体分子间的作用力增大 （B ）气体分子的平均速率增大（C ）气体分子的平均动能减小 （D ）气体组成的系统地熵增加（2）若将气泡内的气体视为理想气体，气泡从湖底上升到湖面的过程中，对外界做了0.6J 的功，则此过程中的气泡 ▲ （填“吸收”或“放出”）的热量是 ▲ J 。
气泡到达湖面后，温度上升的过程中，又对外界做了0.1J 的功，同时吸收了0.3J 的热量，则此过程中，气泡内气体内能增加了 ▲ J（3）已知气泡内气体的密度为1.29kg/3m ，平均摩尔质量为0.29kg/mol 。
阿伏加德罗常数A 23-1N =6.0210mol ⨯，取气体分子的平均直径为-10210m ⨯，若气泡内的气体能完全变为液体，请估算液体体积与原来气体体积的比值。
（结果保留以为有效数字）2010（1）为了将空气装入气瓶内，现将一定质量的空气等温压缩，空气可视为理想气体。
下列图象能正确表示该过程中空气的压强p 和体积V 关系的是 O V P A O T P B O T V C 1 1 2 2 1 2（2）在将空气压缩装入气瓶的过程中，温度保持不变，外界做了24KJ的功。
章末质量评估(四)(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求)1．在以下事例中，通过热传递的方式来改变物体内能的是() A．两小球碰撞后粘合起来，同时温度升高B．冬天暖气为房间供暖C．点燃的爆竹在空中爆炸D．汽车的车轮与地面相互摩擦发热解析：改变内能的方式有两种：做功和热传递．热传递指内能的转移，而不是其他形式的能转化为内能，两小球碰撞后粘在一起，温度升高，是机械能转化为内能，故A错；点燃的爆竹在空中爆炸，是化学能转化为了内能，故C错；车轮与地面摩擦生热，是机械能转化为内能，故D错．正确答案为B.答案：B2．下列说法正确的是()A．若两物体接触但没有传热，则两物体所包含的热量相等B．做功和传热的共同点是都能使系统内能发生改变C．一物体先后经过几个不同的物理过程，其温度均从t1升高到t2，则在这些过程中物体一定从外界吸收相同的热量D．高温物体内能多，低温物体内能少解析：两物体没有发生传热是因为两物体温度相等，A错误；做功和传热都是改变物体内能的方式，B正确；物体温度从t1升高到t2，内能的改变可能是由于吸收了热量，也可能是对物体做了功，C错误；高温物体分子的平均动能大，但内能不一定大，D错误．答案：B3．关于物体的内能，以下说法中不正确的是()A．物体的内能是指物体内所有分子的动能和势能之和B．物体不从外界吸收热量，其内能也可能增加C．外界对物体做功，物体的内能一定增加D．物体内能的多少，跟物体的温度和体积都有关系解析：根据物体内能的定义可知A项正确；根据热力学第一定律可判B、D正确，C项不正确．答案：C4．下列关于熵的说法中错误的是()A．熵是物体内分子运动无序程度的量度B．在孤立系统中，一个自发的过程熵总是向减小的方向进行C．热力学第二定律的微观实质是熵的增加，因此热力学第二定律又叫熵增加原理D．熵值越大，代表系统内分子运动越无序解析：热力学第二定律表明，一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行的．例如，功转变为热是机械能向内能转化．答案：B5．物体由大量分子组成，下列说法正确的是()A．分子热运动越剧烈，物体内每个分子的动能越大B．分子间引力总是随着分子间的距离减小而减小C．物体的内能跟物体的温度和体积有关D．只有外界对物体做功才能增加物体的内能解析：分子运动的剧烈程度是针对大量分子的统计规律而言，并不能说明每一个分子的运动情况，故A选项错误；根据分子间的引力大小与分子间的距离之间的关系(分子间的引力大小随分子间的距离的减小而增大)可知，B选项错误；从宏观角度看，物体的内能与物体的温度和体积有关，故C选项正确；改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，故D选项错误．答案：C6.如图所示，厚壁容器的一端通过胶塞插进一支灵敏温度计和一根气针，另一端有个用卡子卡住的可移动胶塞，用打气筒通过气针慢慢向容器内打气，使容器内的压强增大到一定程度，这时读出温度计示数．打开卡子，胶塞冲出容器口后()A．温度计示数变大，实验表明气体对外界做功，内能减少B．温度计示数变大，实验表明外界对气体做功，内能增加C．温度计示数变小，实验表明气体对外界做功，内能减少D．温度计示数变小，实验表明外界对气体做功，内能增加解析：胶塞冲出容器口后，气体膨胀，对外做功，W<0.由于没时间进行热交换，由ΔU＝W可知内能减小．内能等于分子动能与势能之和，由于体积增大，势能增大，由此可知分子平均动能减小，所以温度降低，故C正确．答案：C7.热力学第二定律常见的表述方式有两种：一是不可能使热量由低温物体传递到高温物体而不引起其他变化；二是不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化．第一种表述方式可以用如右图示意图来表示，根据你对第二种表述的理解，如果也用类似的示意图来表示，你认为下列示意图中正确的是()解析：第二种表述的意思是：热机吸收热量，对外做功，同时把热量传给低温物体．答案：B8．下列说法中正确的是()A．任何物体的内能就是组成该物体的所有分子热运动动能的总和B．只要对内燃机不断改进，就可以把内燃机得到的全部内能转化为机械能C．做功和热传递在改变内能的方式上是不同的D．满足能量守恒定律的物理过程都能自发进行解析：内能的改变有两种方式：做功是不同形式的能间的转化，热传递是同种能间的转移，故C项正确．内能是物体内所有分子热运动动能和分子势能之和，故A项错．由热力学第二定律可知，热机的效率不可能达到100%，且一切与热现象有关的宏观过程都是有方向性的，故B、D均错．答案：C9．下列说法中正确的是()A．物体吸热后温度一定升高B．物体温度升高，内能一定增加C．0 ℃的冰融化为0 ℃的水的过程中内能不变D．100 ℃的水变为100 ℃的水汽的过程中内能增大解析：物体吸收热量温度不一定升高，A错误；物体温度升高，分子平均动能增大，若分子势能减小，物体的内能可能减小或不变，B 错误；0 ℃的冰融化成0 ℃的水的过程中吸热，内能增加，C错误；100 ℃的水变成100 ℃的水汽过程中吸热，内能增大，D正确．答案：D10.如图所示，密闭绝热容器内有一绝热的具有一定质量的活塞，活塞的上部封闭着气体，下部为真空，活塞与器壁的摩擦忽略不计．置于真空中的轻弹簧的一端固定于容器的底部，另一端固定在活塞上，弹簧被压缩后用绳扎紧，此时弹簧的弹性势能为E p(弹簧处在自然长度时的弹性势能为零)．现绳突然断开，弹簧推动活塞向上运动，经过多次往复运动后活塞静止，气体达到平衡态，经过此过程()A．E p全部转换为气体的内能B．E p一部分转换成活塞的重力势能，其余部分仍为弹簧的弹性势能C．E p全部转换成活塞的重力势能和气体的内能D．E p一部分转换成活塞的重力势能，一部分转换为气体的内能，其余部分仍为弹簧的弹性势能解析：以活塞为研究对象，设气体压强为p1，活塞质量为m，横截面积为S，末态时压强为p2，初态F弹>mg＋p1S，由题意可得末态位置必须高于初位置，否则不能平衡，则由ΔU＝W(绝热)．W为正，ΔU必为正，温度升高，内能增加，活塞重力势能增加，末态时，由力的平衡条件知F弹′＝mg＋p2S，仍然具有一部分弹性势能，D正确．答案：D二、多项选择题(本大题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求)11．下面设想符合能量守恒定律的是()A．利用永久磁铁间的作用力造一台永远转动的机器B．做成一条船利用河水的能量逆水航行C．通过太阳照射飞机使飞机起飞D．不用任何燃料使河水升温解析：利用磁场能可能使磁铁所具有的磁场能转化为动能，但由于摩擦力的不可避免性，动能最终转化为内能，使转动停止，故A错；让船先静止在水中，设计一台水力发电机使船获得足够电能，然后把电能转化为船的动能使船逆水航行；同理可利用光能的可转化性和电能的可收集性，使光能转化为飞机的动能，实现飞机起飞，故B、C 正确；设计水坝利用河水的重力势能发电，一部分重力势能通过水轮机叶片转化为水的内能，另外电能也可转化为内能使水升温，故D正确．答案：BCD12．温室效应严重威胁着人类生态环境的安全，为了减少温室效应造成的负面影响，有的科学家受到了啤酒在较高压强下能够溶解大量的二氧化碳的启发，设想了一个办法：可以用压缩机将二氧化碳送入深海底，永久贮存起来．海底深处，压强很大，温度很低，海底深水肯定能够溶解大量的二氧化碳，这样就为温室气体二氧化碳找到了一个永远的“家”，从而避免温室效应．在将二氧化碳送入深海底的过程中，以下说法正确的是()A．压缩机对二氧化碳做功，能够使其内能增大B．二氧化碳与海水间的热传递能够使其内能减少C．二氧化碳分子平均动能会减少D．每一个二氧化碳分子的动能都会减少解析：本题考查热力学第一定律．压缩机压缩气体对气体做功，气体温度升高，内能增大，A对．二氧化碳压入海底时比海水温度高，因此将热量传递给海水而内能减小，B是对的．二氧化碳温度降低，分子平均动能减少，但不是每个分子的动能都减少，C正确，D错误．答案：ABC13.如图，一绝热容器被隔板K隔开成a，b两部分．已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空．抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态．在此过程中()A．气体对外界做功，内能减少B．气体不做功，内能不变C．气体压强变小，温度降低D．气体压强变小，温度不变解析：因b内为真空，抽开隔板K后，a内气体对外界不做功，由ΔU＝W＋Q知内能不变，故选项A错误．选项B正确．稀薄气体可看作理想气体，其内能只与温度有关，气体的内能不变，温度也不变，由p1V1＝p1V2和V1<V2知p1>p2，即气体压强变小，故选项C错误，选项D正确．答案：BD14.如图所示，一定质量的理想气体，从状态A经绝热过程A→B、等容过程B→C、等温过程C→A又回到了状态A，则()A．A→B过程气体降温B．B→C过程气体内能增加，可能外界对气体做了功C．C→A过程气体放热D．全部过程气体做功为零解析：A→B过程气体绝热膨胀，气体对外界做功，其对应的内能必定减小，即气体温度降低，选项A正确；B→C过程气体等容升压，＝C(常量)可知，气体温度升高，其对应内能增加，因做功W＝0，由pT选项B错；C→A过程气体等温压缩，故内能变化为零，但外界对气体做功，因此该过程中气体放热，选项C正确；A→B过程气体对外做功，其数值等于AB线与横轴包围的面积．B→C过程气体不做功．C→A 过程外界对气体做功，其数值等于CA线与横轴包围的面积，显然全过程对气体做的净功为ABC封闭曲线包围的面积，选项D不正确．答案：AC三、非选择题(本题共5小题，共54分．把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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)15．(6分)指出下面例子中各是什么物理过程改变物体内能：(1)瓶内的高压气体将瓶塞冲开，瓶内气体的温度降低，_______．(2)子弹打中木块，木块和子弹的温度升高，________．(3)电流通过电炉丝，其温度升高，____________．(4)将烧红的铁块放入冷水中，水的温度升高，________．解析：(1)中体积增大对外做功；(2)中子弹与木块摩擦做功；(3)中电流做功；(4)中属于热传递．答案：(1)做功(2)做功(3)做功(4)热传递16．(12分)(1)若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，则在此过程中关于气泡中的气体，下列说法中正确的是________(填写相应的序号)．①气体分子间的作用力增大②气体分子的平均速率增大③气体分子的平均动能减小④气体组成的系统的熵增加(2)若将气泡内的气体视为理想气体，气泡从湖底上升到湖面的过程中，对外界做了0.6 J的功，则此过程中气泡__________(填“吸收”或“放出”)的热量是________J．气泡到达湖面后，温度上升的过程中，又对外界做了0.1 J的功，同时吸收了0.3 J的热量，则此过程中，气泡内气体内能增加了________J.解析：(1)气泡上升过程中温度保持不变，压强减小体积增大，所以①②③均错，根据熵增加原理知④正确．(2)气泡上升过程中T不变，故ΔU＝0，由热力学第一定律得气体吸收热量Q＝W＝0.6 J.气泡到达湖面后温度上升，ΔU＝Q＋W＝0.3 J－0.1 J＝0.2 J.答案：(1)④(2)吸收0.60.217．(12分)如图所示，为一气缸内封闭的一定质量的气体的p－V 图线，当该系统从状态a沿过程a→c→b到达状态b时，有335 J的热量传入系统，系统对外界做功126 J.(1)若沿a→d→b过程，系统对外做功42 J，则有多少热量传入系统？(2)若系统由状态b沿曲线过程返回状态a时，外界对系统做功84 J，问系统是吸热还是放热？热量传递是多少？解析：(1)沿a→c→b过程：ΔU＝W＋Q＝(－126＋335) J＝209 J.沿a→d→b过程：ΔU＝W′＋Q′，Q′＝ΔU－W′＝[209－(－42)] J＝251 J，即有251 J 的热量传入系统．(2)由b→a，ΔU′＝－209 J.ΔU′＝W″＋Q″＝84 J＋Q″，Q″＝(－209－84)J＝－293 J.负号说明系统放出热量．答案：(1)251 J(2)放热293 J18．(12分)如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A.其中，A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程(气体与外界无热量交换)．这就是著名的“卡诺循环”．(1)该循环过程中，下列说法正确的是________．①A→B过程中，外界对气体做功；②B→C过程中，气体分子的平均动能增大；③C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多；④D→A过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化．(2)该循环过程中，内能减小的过程是__________(选填“A→B”“B→C”“C→D”或“D→A”)．若气体在A→B过程中吸收63 kJ的热量，在C→D过程中放出38 kJ的热量，则气体完成一次循环对外做的功为________kJ.(3)若该循环过程中的气体为1 mol，气体在A状态时的体积为10L，在B状态时压强为A状态时的23.求气体在B状态时单位体积内的分子数(已知阿伏加德罗常数N A＝6.0×1023 mol－1，计算结果保留一位有效数字)．解析：(1)A→B过程中，气体温度不变，内能不变，气体体积变大，气体对外界做功，①错误；B→C过程中，气体对外界做功，气体内能减少，温度降低，分子平均动能减小，②错误；C→D过程中，气体温度不变，分子运动的剧烈程度不变，体积减小，单位体积内的分子个数增加，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，③正确；D→A 过程中，外界对气体做功，气体内能增大，温度升高，气体分子的速率分布曲线发生变化，④错误．(2)A→B、C→D都是等温过程，内能不变，B→C为绝热膨胀，Q ＝0，由热力学第一定律ΔU＝W＜0，内能减小，D→A为绝热压缩，同理内能增加，故选“B→C”．由热力学第一定律：W＋Q1＋Q2＝ΔU，W＝ΔU－Q1－Q2＝0－63 kJ－(－38 kJ)＝－25 kJ，即气体完成一次循环对外做功25 kJ.(3)A→B为等温过程，由玻意耳定律：p A V A＝p B V B，又p B＝23p A，故V B＝32V A＝32×10×10－3 m3＝1.5×10－2 m3.则B状态时单位体积内的分子数为：n＝1×6.0×10231.5×10－2＝4×1025个/m3.答案：(1)③(2)B→C25(3)4×1025个/m319．(12分)一定质量的理想气体由状态A经状态B变成状态C，其中A→B过程为等压变化，B→C过程为等容变化．已知V A＝0.3 m3，T A＝T C＝300 K，T B＝400 K.(1)求气体在状态B时的体积；(2)说明B→C过程压强变化的微观原因；(3)设A →B 过程气体吸收热量为Q 1，B →C 过程气体放出热量为Q 2，比较Q 1、Q 2的大小，并说明原因．解析：(1)A →B 由气体定律得V A T A ＝V B T B，则 V B ＝T B T A V A ＝400300×0.3 m 3＝0.4 m 3. (2)B →C 气体体积不变，分子数不变，温度降低，分子平均动能减小，压强减小．(3)A →B ，气体内能增加，由热力学第一定律：Q 1－W ＝ΔU ，Q 1＝ΔU ＋W .B →C ，气体体积不变，内能减少，Q 2＝ΔU ，所以Q 1>Q 2.答案：(1)0.4 m 3 (2)(3)见解析。
第8章 气体1．关于密闭容器中气体的压强，下列说法正确的是( )A ．是由气体受到的重力产生的B ．是由大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的C ．压强的大小只取决于气体分子数量的多少D ．容器运动的速度越大，气体的压强也越大解析： 气体的压强是由于大量分子对器壁频繁碰撞造成的，在数值上就等于在单位面积上气体分子的平均碰撞作用力．答案： B2．对于一定质量的气体，当它的压强和体积发生变化时，以下说法正确的是( )A ．压强和体积都增大时，其分子平均动能不可能不变B ．压强和体积都增大时，其分子平均动能有可能减小C ．压强增大，体积减小时，其分子平均动能一定不变D ．压强减小，体积增大时，其分子平均动能可能增大解析： 由pV T＝常量知，只有D 正确．答案： D3.如图所示，在一只烧瓶上连一根玻璃管，把它跟一个水银压强计连在一起，烧瓶里封闭着一定质量的气体，开始时水银压强计U 形管两端水银面一样高．下列情况下，为使U 形管两端水银面一样高，管A 的移动方向是( )A ．如果把烧瓶浸在热水中，应把A 向下移B ．如果把烧瓶浸在热水中，应把A 向上移C ．如果把烧瓶浸在冷水中，应把A 向下移D ．如果把烧瓶浸在冷水中，应把A 向上移解析： 使U 形管两端水银面一样高，即保持封闭气体的压强始终等于外界大气压而不变，若把烧瓶浸在热水中，气体体积增大，A 中水银面上升，为使两管水银等高，应把A 下移，故A 项正确，B 错；若把烧瓶浸在冷水中，气体体积减小，B 管中水银面上升，为使两管水银面等高，应把A 管上移，故C 错，D 对．答案： AD4.如图，一小段水银封闭了一段空气，玻璃管竖直静放在室内．下列有关说法正确的是( )A．现发现水银柱缓慢上升了一小段距离，这表明气温一定上升了B．若外界大气压强不变，现发现水银柱缓慢上升了一小段距离，这表明气温上升了C．若发现水银柱缓慢下降一小段距离，这可能是外界的气温下降所致D．若把管子转至水平状态，稳定后水银未流出，此时管中空气的体积将大于原来竖直状态时的体积解析：若水银柱上移，表示气体体积增大，可能的原因是外界压强减小而温度没变，也可能是压强没变而气温升高，A错，B对；同理，水银柱下降可能是气温下降或外界压强变大所致，C对；管子置于水平时，压强减小，体积增大，D对．答案：BCD5.如图所示，一定质量的某种气体的等压线，等压线上的a、b两个状态比较，下列说法正确的是( )A．b状态在相同时间内撞在单位面积上的分子数较多B．a状态在相同时间内撞在单位面积上的分子数较多C．两状态在相同时间内撞在相同面积上的分子数一样多D．两状态单位体积的分子数一样多解析：由图可知一定质量的气体a、b两个状态压强相等，而a状态温度低，分子的平均动能小，平均每个分子对器壁的撞击力小，而压强不变，则相同时间内撞在单位面积上的分子数a状态一定较多，故A、C错，B对；一定质量的气体、分子总数不变，V b>V a，单位体积的分子数a状态较多，故D错．答案： B6．如图所示是一定质量的气体从状态A经B到状态C的p－T图象，由图象可知( )A．V A＝V B B．V B＝V CC ．V B <V CD ．V A >V C解析： 图线AB 的延长线过p －T 图象的坐标原点，说明从状态A 到状态B 是等容变化，故A 正确；连接OC ，该直线也是一条等容线，且直线的斜率比AB 小，则C 状态的体积要比A 、B 状态大，故C 也正确；也可以由玻意耳定律来分析B 到C 的过程，该过程是等温变化，由pV ＝C 知，压强p 减小，体积V 必然增大，同样可得C 项是正确的．答案： AC7．甲、乙两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种气体，已知甲、乙容器中气体的压强分别为p 甲、p 乙，且p 甲<p 乙，则( )A ．甲容器中气体的温度高于乙容器中气体的温度B ．甲容器中气体的温度低于乙容器中气体的温度C ．甲容器中气体分子的平均动能小于乙容器中气体分子的平均动能D ．甲容器中气体分子的平均动能大于乙容器中气体分子的平均动能解析： 甲、乙两容器中的气体由于质量相等，可以看成同一气体的两个不同状态，则p 甲V 甲T 甲＝p 乙V 乙T 乙，因为V 甲＝V 乙，所以T 甲<T 乙，B 、C 正确． 答案： BC8.如图所示是一定质量的理想气体的p －V 图线，若其状态由A →B →C →A ，且A →B 等容，B →C 等压，C →A 等温，则气体在A 、B 、C 三个状态时( )A ．单位体积内气体的分子数n A ＝nB ＝n CB ．气体分子的平均速率v A ＞v B ＞v CC ．气体分子在单位时间内对器壁单位面积的平均作用力F A ＞F B ，F B ＝F CD ．气体分子在单位时间内，对器壁单位面积碰撞的次数是N A ＞N B ，N A ＞N C解析： 由图可知B →C ，体积增大，密度减小，A 错．C →A 等温变化，分子平均速率v A ＝v C ，B 错．而气体分子对器壁产生作用力，B →C 为等压过程，p B ＝p C ，F B ＝F C ，F A ＞F B ，则C 正确．A →B 为等容降压过程，密度不变，温度降低，N A ＞N B ，C →A 为等温压缩过程，温度不变，密度增大，应有N A ＞N C .答案： CD9．如图所示，导热的气缸固定在水平地面上，用活塞把一定质量的理想气体封闭在气缸中，气缸的内壁光滑．现有水平外力F 作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动，由状态①变化到状态②，在此过程中(1)如果环境保持恒温，下列说法正确的是________．A ．每个气体分子的速率都不变B ．气体分子平均动能不变C ．水平外力F 逐渐变大D ．气体内能减少(2)如果环境保持恒温，分别用p 、V 、T 表示该理想气体的压强、体积、温度．气体从状态①变化到状态②，此过程可用下列哪几个图象表示：________.解析： (1)温度不变，分子的平均动能不变，分子的平均速率不变，但并不是每个分子的速率都不变，B 对，A 错；由玻意耳定律知，体积增大，压强减小，活塞内外的压强差增大，水平拉力F 增大，C 对；由于温度不变，内能不变，故D 错．(2)由题意知，从状态①到状态②，温度不变，体积增大，压强减小，所以只有A 、D 正确．答案： (1)BC (2)AD10．有一空的薄金属筒开口向下静止于恒温透明液体中，筒中液面与A 点齐平．现缓慢将其压到更深处，筒中液面与B 点齐平，此时筒中气体长度减为原来的23.若测得A 点压强为1.2×105Pa ，不计气体分子间相互作用，且筒内气体无泄漏．(1)求液体中B 点的压强．(2)从微观上解释气体压强变化的原因．解析： (1)由题意知气体做等温变化，则有p A V ＝p B 23V 代入数据得p B ＝1.8×105Pa答案： (1)1.8×105 Pa (2)在缓慢下压过程中，温度不变，气体分子的平均动能不变；但单位体积内的气体分子数增多，碰撞器壁的次数增多，气体的压强变大．11．一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 cm 3.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)解析： 将打进去的气体和胎内原有气体作为研究对象，则状态Ⅰ⎩⎪⎨⎪⎧ p 1＝1×105 Pa V 1＝＋状态Ⅱ⎩⎪⎨⎪⎧ p 2V 2＝2.0 L由p 1V 1＝p 2V 2，得p 2＝p 1V 1V 2＝1.0×105×32Pa ＝1.5×105 Pa 答案： 1.5×105 Pa12．一活塞将一定质量的理想气体封闭在水平放置的固定气缸内，开始时气体体积为V 0，温度为27 ℃.在活塞上施加压力，将气体体积压缩到23V 0，温度升高到57 ℃.设大气压强p 0＝1.0×105 Pa ，活塞与气缸壁的摩擦不计．(1)求此时气体的压强；(2)保持温度不变，缓慢减小施加在活塞上的压力使气体体积恢复到V 0，求此时气体的压强．解析： (1)由理想气体状态方程得p 0V 0T 0＝pV 1T 1所以，此时气体的压强为 p 1＝p 0V 0T 0×T 1V 1＝1.0×105×V 0300×33023v 0 Pa ＝1.65×105 Pa (2)由玻意耳定律得p 2V 2＝p 3V 3所以，有p 3＝p 2V 2V 3＝1.65×105×23V 0V 0Pa.＝1.1×105 Pa 答案： (1)1.65×105 Pa (2)1.1×105 Pa。
第课机械振动与机械波、光学考点一描述简谐运动的物理量考点二机械波的传播与图象．波的传播方向和质点振动方向判断：()若已知某时刻点振动方向向上，则波向轴负方向传播．()若已知波向轴正方向传播，则该时刻点向上振动．．由时刻的波形确定＋Δ时刻的波形：()波向右传播Δ＝的时间和向左传播Δ＝的时间波形相同．()若Δ>，可以采取“舍整取零头”的办法．．波速公式：振源经过一个周期完成一次全振动，波恰好向前传播一个波长的距离，所以有＝＝λ.．波的图象特点：()质点振动(波传播λ)时，波形不变．()在波的传播方向上，当两质点平衡位置间的距离为λ时(＝，，，…)，它们的振动步调总相同；当两质点平衡位置间的距离为(＋)(＝，，，，…)时，它们的振动步调总相反．()波源质点的起振方向决定了它后面的质点的起振方向，各质点的起振方向与波源的起振方向相同．考点三折射定律及折射率的应用．对折射率的理解：()公式理解：公式＝θθ)中，不论是光从真空射入介质，还是从介质射入真空，θ总是真空中的光线与法线间的夹角，θ总是介质中的光线与法线间的夹角．()折射率大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度的大小＝.．本质理解．()折射率由介质本身性质决定，与入射角的大小无关．()折射率与介质的密度没有关系，光密介质不是指密度大的介质，光疏介质不是指密度小的介质．．特性理解．()折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关．同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小．()同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同．．应用光的折射定律解题的一般思路：()根据入射角、折射角及反射角之间的关系，作出比较完整的光路图．()充分利用光路图中的几何关系，确定各角之间的联系，根据折射定律求解相关的物理量：折射角、折射率等．()注意在折射现象中，光路是可逆的．考点四单缝衍射与双缝干涉的比较课时过关一、单项选择题．(·东城区模拟)如图甲所示，弹簧振子以点为平衡位置，在、两点之间做简谐运动．取向右为正方向，振子的位移随时间的变化如图乙所示，下列说法正确的是()．＝时，振子的速度方向向左．＝时，振子在点右侧处．＝和＝时，振子的加速度完全相同．＝到＝的时间内，振子的速度逐渐减小解析：从＝起，再过一段微小时间，振子的位移为负值，因为取向右为正方向，故＝时，速度方向向左，对；由图象得振子的位移＝()，故＝时，＝6，故错；＝和＝时，振子的位移方向相反，由＝－，知加速度方向相反，错；＝到＝的时间内，振子的位移逐渐变小，故振子逐渐靠近平衡位置，其速度逐渐变大，故错．．(·四川高考)平静湖面传播着一列水面波(横波)，在波的传播方向上有相距的甲、乙两小木块随波上下运动，测得两个小木块每分钟都上下次，甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰．这列水面波()．频率是．波长是．波速是．周期是解析：木块的上下运动反映了所在位置水面质点的振动情况，即波传播方向上的质点每分钟完成次全振动，因此其周期为：＝＝，故选项错误；频率为：＝＝，故选项错误；又因为甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰，所以＝λ，解得波长为：λ＝＝，故选项错误；根据波长、波速、周期间关系可知，这列水面波的波速为：＝＝＝，故选项正确．．(·福建高考)简谐横波在同一均匀介质中沿轴正方向传播，波速为.若某时刻在波的传播方向上，位于平衡位置的两质点、相距为，、之间只存在一个波谷，则从该时刻起，下列四副波形中质点最早到达波谷的是()解析：由图知，波长λ＝，周期＝，由图知质点向上振动，经第一次到达波谷，用时＝＝，图对应波长λ＝，周期＝，由图知质点向下振动，经第一次到达波谷，用时＝＝，图对应波长λ＝，周期＝，由图知质点向上振动，经第一次到达波谷，用时＝＝，图对应波长λ＝，由图知质点向下振动，经第一次到达波谷，用时＝＝，所以正确．．(·北京高考)周期为的简谐横波沿轴传播，该波在某时刻的图象如图所示，此时质点沿轴负方向运动，则该波()．沿轴正方向传播，波速＝．沿轴正方向传播，波速＝．沿轴负方向传播，波速＝．沿轴负方向传播，波速＝解析：机械振动与机械波为每年必考题目，难度都不大．根据机械波的速度公式＝，由图可知波长为，再结合周期为，可以得出波速为.应用“同侧法”等方法判断波沿轴正方向传播．因此答案为.．(·四川高考)直线过均匀玻璃球球心，细光束、平行且关于对称，由空气射入玻璃球的光路如图．、光相比()．玻璃对光的折射率较大．玻璃对光的临界角较小．光在玻璃中的传播速度较小．光在玻璃中的传播时间较短解析：由于、光平行且关于过球心的直线对称，因此它们的入射角相等，根据图中几何关系可知，光在玻璃球中的光路偏离进入球之前方向较多，即光的折射角γ较小，根据折射定律有：＝γ)，所以玻璃对光的折射率越大，故选项错误；根据临界角公式有：＝，所以玻璃对光的临界角较大，故选项错误；根据折射率的定义式有：＝，所以光在玻璃中的传播速度较小，故选项正确；根据图中几何关系可知，、光进入玻璃球后，光的光程较大，根据匀速直线运动规律有：＝，所以光在玻璃中的传播时间较长，故选项错误．．(·江苏高考)某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到甲图所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如乙图所示．他改变的实验条件可能是()．减小光源到单缝的距离．减小双缝之间的距离．减小双缝到光屏之间的距离．换用频率更高的单色光源解析：根据Δ＝λ，其中是双缝到光屏之间的距离，是双缝之间的距离，λ是波长，又＝λν，ν是频率，选项正确．．(·大纲版全国卷)在双缝干涉实验中，一钠灯发出的波长为的光，在距双缝的屏上形成干涉图样．图样上相邻两明纹中心间距为，则双缝的间距为()．×－7．×－4．×－4．×－3解析：由Δ＝λ可得：＝λ＝××－9＝×－4，所以选项正确．二、多项选择题．(·海南高考)一列沿轴正方向传播的简谐横波在＝时刻的波形如图所示，质点的坐标为．已知任意振动质点连续次经过平衡位置的时间间隔为．下列说法正确的是()．波速为．波的频率为．坐标为的质点在＝时恰好位于波谷．的坐标为的质点在＝时恰好位于波峰．当质点位于波峰时，坐标为的质点恰好位于波谷解析：任意振动质点连续次经过平衡位置的时间间隔为，则＝，解得＝从图象中可知λ＝，所以根据公式＝＝＝，故错误；根据公式＝可得波的频率为，正确；坐标为的质点和坐标为的质点相隔，为波长的整数倍，即两质点为同相点，而坐标为的质点经过＝即四分之一周期振动到平衡位置，所以坐标为的质点在＝时振动到平衡位置，错误；的坐标为的质点和的坐标为的质点为同相点，的坐标为的质点经过＝即四分之一周期恰好位于波峰，故的坐标为的质点在＝时恰好位于波峰，正确；当质点位于波峰时，经过了半个周期，而坐标为的质点和坐标为的质点为同相点，经过半个周期坐标为的质点恰好位于波谷，正确；．如图甲所示，在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是()．干涉现象是由凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的．干涉现象是由凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的解析：由于在凸透镜和平板玻璃之间的空气形成薄膜，所以形成相干光的反射面是凸透镜的下表面和平板玻璃的上表面，故正确，错．由于凸透镜的下表面是圆弧面，所以形成的薄膜厚度不是均匀变化的，形成不等间距的干涉条纹，故正确，错．三、非选择题．()(多选)如图所示是用双缝干涉测光波波长的实验设备示意图，图中①是光源、②是滤光片、③是单缝、④是双缝、⑤是光屏．下列操作能增大光屏上相邻两条亮纹之间距离的是()．增大③和④之间的距离．增大④和⑤之间的距离．将绿色滤光片改成红色滤光片．增大双缝之间的距离()如果将灯泡换成激光光源，该实验照样可以完成，这时可以去掉的部件是(填数字代号)．()转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第条亮纹，读下手轮的读数如图甲所示．继续转动手轮，使分划板中心刻度线对准第条亮纹，读下手轮的读数如图乙所示．则相邻两亮条纹的间距是.()如果已经量得双缝的间距是、双缝和光屏之间的距离是，则待测光的波长是.(取三位有效数字)解析：()由Δ＝λ知相邻两条亮纹之间的距离与单缝和双缝之间的距离无关，错；增大④和⑤之间的距离即是增大，Δ增大，正确；红光的波长大于绿光的波长，正确；增大双缝之间的距离，Δ减小，错误．()由于激光是相干光源，故可以去掉的部件是②、③.()甲图读数是，乙图读数是，它们的差值是，中间跨越了－＝个条纹间距，所以相邻两亮条纹间距是Δ＝＝.()光的波长λ＝＝×－7.答案：()()②③()()×－．(·宁波模拟)()如图所示是一观察太阳光谱简易装置，一加满清水的碗放在有阳光的地方，将平面镜斜放入水中，调整其倾斜角度，使太阳光经水面折射再经水中平面镜反射，最后由水面折射回空气射到室内白墙上，即可观察到太阳光谱的七色光带．逐渐增大平面镜的倾斜角度，各色光将陆续消失，则此七色光带从上到下的排列顺序以及最先消失的光分别是()．红光→紫光，红光．紫光→红光，红光．红光→紫光，紫光．紫光→红光，紫光()一束细光束由真空沿着直径方向射入一块半圆柱形透明体，如图甲所示，对其射出后的折射光线的强度进行记录，发现折射光线的强度随着θ的变化而变化，如图乙的图线所示．此透明体的临界角为，折射率为．()如图所示，是一直角梯形棱镜的横截面，位于截面所在平面内的一束光线由点垂直边射入．已知棱镜的折射率＝，＝＝，＝，∠＝°.①求光线第一次射出棱镜时，出射光线的方向．②第一次的出射点距.解析：()由于可见光中红光折射率最小，全反射临界角最大，所以七色光从上到下的排列顺序为红光→紫光，最先消失的是紫光，选项正确．()由图乙的图线可知，当θ小于等于°时，即入射角大于等于°，折射光线的强度为零，所以此透明体的临界角为°，由临界角公式＝，解得＝.()①根据公式＝)将＝代入，该玻璃的临界角为＝°光线从点垂直射入后不发生偏转，恰好射到的中点，根据截面的几何关系可知，入射角等于°，大于临界角，发生全反射，恰好射到的中点，入射角仍等于°，在此位置再一次发生全反射，射到边上的′点，入射角等于°，设折射角为β，光路图如图所示．由折射定律及光路可逆原理可得：＝β°)解得β＝°②由光路图，根据几何知识可得：第一次出射点′距的距离为′＝°＝.答案：()()°()①与竖直方向成°角斜向左下②．(·重庆高考)如图为一列沿轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图，质点的振动周期为．求该波的波速并判断点此时的振动方向．解析：由波形图可知λ＝则＝＝波沿轴正方向，由同侧法可知点沿轴正向振动．答案：＝；点沿轴正向振动．(·山东高考)半径为、介质折射率为的透明圆柱体，过其轴线′的截面如图所示．位于截面所在平面内的一细束光线，以角由点入射，折射光线由上边界的点射出．当光线在点的入射角减小至某一值时，折射光线在上边界的点恰好发生全反射．求、两点间的距离．解析：光路如图；当光线从点射出时，设折射角为，由光的折射定律可知：＝)，则点到左端面的距离为＝)；若在点发生全反射时，则＝，故点离左端面的距离＝，联立解得间的距离为Δ＝－＝)))答案：)))。
高中物理学习材料2008A 、（选修模块3－3）（12分）⑴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×l05J．试问：此压缩过程中，气体 （填“吸收”或“放出”）的热量等于 J ． ⑵若一定质量的理想气体分别按下图所示的三种不同过程变化，其中表示等压变化的是 （填“A ”、“B ”或“C ”），该过程中气体的内能 （填“增加”、“减少”或“不变”）． ⑶设想将1 g 水均匀分布在地球表面上，估算1 cm 2的表面上有多少个水分子?（已知1 mol水的质量为18 g ，地球的表面积约为5×1014 m 2，结果保留一位有效数字） 2009A （1）若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，则在此过程中关于气泡中的气体， 下列说法正确的是 ▲ 。
（填写选项前的字母）（A ）气体分子间的作用力增大 （B ）气体分子的平均速率增大（C ）气体分子的平均动能减小 （D ）气体组成的系统地熵增加（2）若将气泡内的气体视为理想气体，气泡从湖底上升到湖面的过程中，对外界做了0.6J 的功，则此过程中的气泡 ▲ （填“吸收”或“放出”）的热量是 ▲ J 。
气泡到达湖面后，温度上升的过程中，又对外界做了0.1J 的功，同时吸收了0.3J 的热量，则此过程中，气泡内气体内能增加了 ▲ J（3）已知气泡内气体的密度为1.29kg/3m ，平均摩尔质量为0.29kg/mol 。
阿伏加德罗常数A 23-1N =6.0210mol ⨯，取气体分子的平均直径为-10210m ⨯，若气泡内的气体能完全变为液体，请估算液体体积与原来气体体积的比值。
（结果保留以为有效数字）2010（1）为了将空气装入气瓶内，现将一定质量的空气等温压缩，空气可视为理想气体。
下列图象能正确表示该过程中空气的压强p 和体积V 关系的是（2）在将空气压缩装入气瓶的过程中，温度保持不变，外界做了24KJ 的功。
