量和体积不变,当温度升高时,压强增大,每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多,C正确;做功和热传递都可以改变物体的内能,但从能时转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的,D正确;故选CD。
【点睛】第二类永动机不违反能量守恒定律,违反了热力学第二定律,改变内能的方式有做功和热传递,保持气体的质量和体积不变,当温度升高时,压强增大. 12. 在以下说法中,正确的是( )
A. 悬浮在液体中足够小的微粒,受到来自各个方向的液体分子撞击的不平衡使微粒的运动无规则
B. 若把氢气和氧气看作理想气体,则质量和温度均相同的氢气和氧气内能相等 C. 液体表面张力产生的原因是液体表面层分子间距离比较大,分子力表现为引力 D. 饱和汽压随温度的升高而变小 【答案】AC
【解析】布朗运动是由于液体分子对悬浮在液体中的微粒撞击不平衡造成的,选项A正确;理想气体的内能等于所有分子的动能之和,质量相同的氢气和氧气分子数不同,故内能不同,选项B错误;液体表面张力是由于液体表面分子间距离比大(为分子合力为零的距离),分子力表现为引力,选项C正确;饱和气压随温度的升高而变大,选项D错误. 二、实验题(共2小题,共18分)
13. 某小组同学在做“用油膜法估测分子大小”的实验中,已知实验室中使用的酒精油酸溶液的油酸浓度为, 滴溶液的总体积为.在浅盘中的水面上均匀撒上痱子粉,将一滴溶液滴在水面上,待油膜稳定后,在带有边长为的正方形小格的玻璃板上描出油膜的轮廓(如图所示),测得油膜占有的正方形小格个数为.用以上字母表示以下物理量:油膜在水面上的面积
__________;一滴溶液中纯油酸的体积
=__________;油酸分子的大小
__________.
【答案】 (1). (2). (3).
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【解析】根据题意可以知道,一滴酒精油酸溶液中的纯油酸的体积为.每一滴所形成
的油膜的面积为,所以油膜的厚度,即为油酸分子的直径为.
14. (1)读出下图中螺旋测微器和游标卡尺的读数。螺旋测微器的读数为______mm;游标卡尺的读数为________mm。
(2)如图,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。
①实验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的,但是可以通过仅测量_______(填选项前的序号),间接地解决这个问题
A.小球开始释放的高度h B.小球抛出点距地面的高度H C.小球做平抛运动的水平位移
②用天平测量两个小球的质量m1、m2。图中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影,实验时,先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放;然后,把被碰小球m2静止于轨道的水平部分,再将入射小球式可表示为__________________________(用(2)中测量的量表示);若碰撞是弹m1从斜轨上S位置静止释放,与小球m2相撞,并多次重复,分别找到小球的平均落点M、P、N,并测量出平均水平位移OM、OP、ON。
③若两球相碰前后的动量守恒,其表达性碰撞。那么还应满足的表达式为___________________(用(2)中测量的量表示)。
【答案】 (1). 4.950 (2). 17.25 (3). C (4).
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(5).
【解析】(1) 螺旋测微器固定刻度为4.5mm,可动刻度为0.01×45.0mm=0.450mm,所以最终读数为:4.5mm+0.450mm=4.950mm;
游标卡尺的主尺读数为1.7cm,游标读数为0.05×5mm=0.25mm,所以最终读数为:1.7cm+0.25mm=17.25mm;
(3) 设落地时间为t,,,
而动量守恒的表达式是m1v0=m1v1+m2v2
所以若两球相碰前后的动量守恒,则m1?OM+m2?ON=m1?OP成立 若碰撞是弹性碰撞,动能是守恒的,即
则有m1?OM2+m2?ON2=m1?OP2成立。 三、解答题(共3小题,34分)
15. 质量为M=2 kg的小平板车C静止在光滑水平面上,车的一端静止着质量为mA=2 kg的物体A(可视为质点),如图所示,一颗质量为mB=20 g的子弹以vB=600 m/s的水平速度射穿
A后,速度变为v′B=100 m/s,最后物体A在C上滑了L=1.25 m和C保持相对静止,求A、C间的动摩擦因数μ(g取10 m/s2)。
【答案】0.5
【解析】子弹射穿A时,以子弹与A组成的系统为研究对象,由动量守恒定律得:
,可以得到:
A在小车上相对滑动,设最后速度为v
以A与小车组成的系统为研究对象,由动量守恒定律得:可得:
,代入数据整理可以得到:
。
根据能量守恒得:
点睛:本题考查能量守恒以及动量守恒定律的应用问题,注意利用动量守恒定律解题,选好
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系统的同时一定注意状态的变化和状态的分析。
16. 如图所示,一个密闭的汽缸被活塞分成体积相等的左、右两室,汽缸壁与活塞是不导热的,它们之间没有摩擦,两室中气体的温度相等.现利用电热丝对右室加热一段时间,达到平衡后,左室气体的体积变为原来的,左室气体的温度为T1=300 K,求右室气体的温度.
【答案】T2=500 K
【解析】试题分析:对两部分气体分别应用理想气体状态方程列方程,然后求出气体的温度. 由题意可知,左、右两室内气体初始状态相同,设为由理想气体状态方程可得:
以左室气体为研究对象:
以右室气体为研究对象:
代入数据解得:
【点睛】本题考查了求气体的温度,本题是一道连接体问题,掌握连接体问题的处理方法、应用理想气体状态方程即可正确解题.
17. 一定质量的理想气体变化情况如图所示.已知在状态B时,气体温度
.
①求气体在状态A时的温度;
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②气体由状态的过程中放出热量为,则此过程中气体内能增量为多少?
【答案】①
②
【解析】解:①由图可知 ,
A到B气体做等容变化,有
带入数据解得
②由D到B过程,中外界对气体做功为 由热力学第一定律得,气体内能增量为
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