1.理想气体的状态方程是本节课的重点.因为它不仅是本节课的核心内容.还是中学阶段解答气体问题所遵循的最重要的规律之一. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

(23分)有一带活塞的气缸,如图所示。缸内盛有一定质量的气体。缸内还有一可随轴转动的叶片,转轴伸到气缸外,外界可使轴和叶片一起转动,叶片和轴以及气缸壁和活塞都是绝热的,它们的热容量都不计。轴穿过气缸处不漏气。

如果叶片和轴不转动,而令活塞缓慢移动,则在这种过程中,由实验测得,气体的压强和体积遵从以下的过程方程式

其中,均为常量, >1(其值已知)。可以由上式导出,在此过程中外界对气体做的功为

式中,分别表示末态和初态的体积。

如果保持活塞固定不动,而使叶片以角速度做匀角速转动,已知在这种过程中,气体的压强的改变量和经过的时间遵从以下的关系式

    

式中为气体的体积,表示气体对叶片阻力的力矩的大小。                  

上面并没有说气体是理想气体,现要求你不用理想气体的状态方程和理想气体的内能只与温度有关的知识,求出图中气体原来所处的状态与另一已知状态之间的内能之差(结果要用状态的压强和体积及常量表示)

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(23分)有一带活塞的气缸,如图1所示。缸内盛有一定质量的气体。缸内还有一可随轴转动的叶片,转轴伸到气缸外,外界可使轴和叶片一起转动,叶片和轴以及气缸壁和活塞都是绝热的,它们的热容量都不计。轴穿过气缸处不漏气。

               图1

    如果叶片和轴不转动,而令活塞缓慢移动,则在这种过程中,由实验测得,气体的压强和体积遵从以下的过程方程式               

                             

其中,均为常量, >1(其值已知)。可以由上式导出,在此过程中外界对气体做的功为

                    

式中,分别表示末态和初态的体积。

如果保持活塞固定不动,而使叶片以角速度做匀角速转动,已知在这种过程中,气体的压强的改变量和经过的时间遵从以                  

         图2

下的关系式

     

式中为气体的体积,表示气体对叶片阻力的力矩的大小。                   

上面并没有说气体是理想气体,现要求你不用理想气体的状态方程和理想气体的内能只与温度有关的知识,求出图2中气体原来所处的状态与另一已知状态之间的内能之差(结果要用状态的压强和体积及常量表示)

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对于一定质量的理想气体的状态方程,从微观的角度解释,下列说法中正确的是
[     ]
A.在温度不变时,气体体积增大,平均每个气体分子与器壁碰撞时冲量减小,气体压强减小    
B.在压强不变时,气体温度升高,平均每个气体分子对器壁产生的冲量增大,减小单位面积上碰撞次数,使体积增大    
C.在体积不变时,气体温度升高,平均每个气体分子对器壁产生的冲量增大,碰撞次数增多,压强增大    
D.在体积不变时,气体温度升高,平均每个气体分子对器壁产生的冲量增大,使压强增大

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A.(选修模块3-3)
(1)科学家在“哥伦比亚”号航天飞机上进行了一次在微重力条件(即失重状态)下制造泡沫金属的实验.把锂、镁、铝、钛等轻金属放在一个石英瓶内,用太阳能将这些金属熔化为液体,然后在熔化的金属中充进氢气,使金属内产生大量气泡,金属冷凝后就形成到处是微孔的泡沫金属.下列说法中正确的是
 

A.失重条件下液态金属呈球状是由于液体表面分子间只存在引力作用
B.失重条件下充入金属液体内的气体气泡不能无限地膨胀是因为液体表面张力的约束
C.在金属液体冷凝过程中,气泡收缩变小,外界对气体做功,气体内能增大
D.泡沫金属物理性质各向同性,说明它是非晶体
(2)一定质量的理想气体的状态变化过程如图所示,A到B是等压过程,B到C是等容过程,C到A是等温过程.则B到C气体的温度
 
填“升高”、“降低”或“不变”);ABCA全过程气体从外界吸收的热量为Q,则外界对气体做的功为
 

(3)已知食盐(NaCl)的密度为ρ,摩尔质量为M,阿伏伽德罗常数为NA,求:
①食盐分子的质量m;
②食盐分子的体积V0
B.(选修模块3-4)
(1)射电望远镜是接受天体射出电磁波(简称“射电波”)的望远镜.电磁波信号主要是无线电波中的微波波段(波长为厘米或毫米级).在地面上相距很远的两处分别安装射电波接收器,两处接受到同一列宇宙射电波后,再把两处信号叠加,最终得到的信号是宇宙射电波在两处的信号干涉后的结果.下列说法正确的是
 

A.当上述两处信号步调完全相反时,最终所得信号最强
B.射电波沿某方向射向地球,由于地球自转,两处的信号叠加有时加强,有时减弱,呈周期性变化
C.干涉是波的特性,所以任何两列射电波都会发生干涉
D.波长为毫米级射电波比厘米级射电波更容易发生衍射现象
(2)如图为一列沿x轴方向传播的简谐波t1=0时刻的波动图象,此时P点运动方向为-y方向,位移是2.5厘米,且振动周期为0.5s,则波传播方向为
 
,速度为
 
m/s,t2=0.25s时刻质点P的位移是
 
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(3)为了测量半圆形玻璃砖的折射率,某同学在半径R=5cm的玻璃砖下方放置一光屏;一束光垂直玻璃砖的上表面从圆心O射入玻璃,光透过玻璃砖后在光屏上留下一光点A,然后将光束向右平移至O1点时,光屏亮点恰好消失,测得OO1=3cm,求:
①玻璃砖的折射率n;
②光在玻璃中传播速度的大小v(光在真空中的传播速度c=3.0×108m/s).
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C.(选修模块3-5)
轨道电子俘获(EC)是指原子核俘获了其核外内层轨道电子所发生的衰变,如钒(2347V)俘获其K轨道电子后变成钛(2247Ti),同时放出一个中微子υe,方程为2347V+-10e→2247Ti+υe
(1)关于上述轨道电子俘获,下列说法中正确的是
 

A.原子核内一个质子俘获电子转变为中子
B.原子核内一个中子俘获电子转变为质子
C.原子核俘获电子后核子数增加
D.原子核俘获电子后电荷数增加
(2)中微子在实验中很难探测,我国科学家王淦昌1942年首先提出可通过测量内俘获过程末态核(如2247Ti)的反冲来间接证明中微子的存在,此方法简单有效,后来得到实验证实.若母核2347V原来是静止的,2247Ti质量为m,测得其速度为v,普朗克常量为h,则中微子动量大小为
 
,物质波波长为
 

(3)发生轨道电子俘获后,在内轨道上留下一个空位由外层电子跃迁补充.设钛原子K
轨道电子的能级为E1,L轨道电子的能级为E2,E2>E1,离钛原子无穷远处能级为零.
①求当L轨道电子跃迁到K轨道时辐射光子的波长λ;
②当K轨道电子吸收了频率υ的光子后被电离为自由电子,求自由电子的动能EK

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本题包括A、B、C三小题,请选定其中两题,并在相应的答题区域内作答.若三题都做,则按A、B两题评分.
A、(选修模块3-3)
(1)有以下说法:其中正确的是
 

A、“用油膜法估测分子的大小”实验中,油酸分子直径等于纯油酸体积除以相应油酸膜的面积;
B、气体分子的平均动能越大,气体的压强就越大;
C、物理性质各向同性的一定是非晶体;
D、液体的表面张力是由于液体分子间的相互作用引起的.
(2)如图所示,是某同学利用DIS实验系统研究一定质量的理想气体的状态变化,得到的p-T图象.气体状态由A变化至B的过程中,气体的体积将
 
(填“变大”或“变小”),这是
 
(填“吸热”或“放热”)过程.
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(3)如图所示,p-V图中,一定质量的理想气体由状态A经过程I变至状态B时,从外界吸收热量420J,同时膨胀对外做功 300J.当气体从状态B经过程II回到状态A时,外界压缩气体做功200J,求此过程中气体吸收或放出的热量是多少?
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B、(选修模块3-5)
(1)下列四幅图涉及到不同的物理知识,其中说法正确的是
 

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A、图甲:普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念,成为量子力学的奠基人之一
B、图乙:玻尔理论指出氢原子能级是分立的,所以原子发射光子的频率也是不连续的
C、图丙:卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果,发现了质子和中子
D、图丁:根据电子束通过铝箔后的衍射图样,可以说明电子具有粒子性
(2)90234Th是不稳定的,能自发的发生衰变.
①完成90234Th衰变反应方程  90234Th→91234Pa+
 

90234Th衰变为86222Rn,经过
 
次α衰变,
 
次β衰变.
(3)1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子.科学研究表明其核反应过程是:α粒子轰击静止的氮核后形成了不稳定的复核,复核发生衰变放出质子,变成氧.设α粒子质量为m1,初速度为v0,氮核质量为m2,质子质量为m0,氧核的质量为m3,不考虑相对论效应.
①α粒子轰击氮核形成不稳定复核的瞬间,复核的速度为多大?
②求此过程中释放的核能.

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同步练习册答案