解析:选AD 晶体在熔化过程中温度保持不变,食盐具有这样的特点,则说明食盐是晶体,选项A正确;蜂蜡的导热特点是各向同性的,烧热的针尖使蜂蜡熔化后呈椭圆形,说明云母片的导热特点是各向异性的,故云母片是晶体,选项B错误;天然石英表现为各向异性,则该物质微粒在空间的排列是规则的,选项C错误;石墨与金刚石皆由碳原子组成,但它们的物质微粒排列结构是不同的,选项D正确。
3.(多选)(2017·武汉模拟)固体甲和固体乙在一定压强下的熔解曲线如图所示,横轴表示时间t,纵轴表示温度T。下列判断正确的有( )
A.固体甲一定是晶体,固体乙一定是非晶体
B.固体甲不一定有确定的几何外形,固体乙一定没有确定的几何外形
C.在热传导方面固体甲一定表现出各向异性,固体乙一定表现出各向同性 D.固体甲和固体乙的化学成分有可能相同 E.图线甲中ab段温度不变,所以甲的内能不变
解析:选ABD 晶体具有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点,所以固体甲一定是晶体,固体乙一定是非晶体,故A正确;固体甲若是多晶体,则不一定有确定的几何外形,固体乙是非晶体,一定没有确定的几何外形,故B正确;在热传导方面固体甲若是多晶体,则不一定表现出各向异性,固体乙一定表现出各向同性,故C错误;固体甲一定是晶体,有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体,则固体甲和固体乙的化学成分有可能相同,故D正确;晶体在熔化时温度不变,但由于晶体吸收热量,内能在增大,故E错误。
对点训练:气体压强和气体实验定律
4.(2017·上海嘉定区模拟)如图所示,一开口向下导热均匀的直玻璃管,通过细绳悬挂在天花板上,玻璃管下端浸没在固定水银槽中,管内外水银面高度差为h,下列情况中能使细绳拉力增大的是( )
A.大气压强增加 B.环境温度升高 C.向水银槽内注入水银
D.略微增加细绳长度,使玻璃管位置相对水银槽下移
解析:选A 根据题意,设玻璃管内的封闭气体的压强为p,玻璃管质量为m,对玻璃管受力分析,由平衡条件可得:T+pS=mg+p0S。解得:T=(p0-p)S+mg=ρghS+mg,即绳的拉力等于管的重力和管中高出液面部分水银的重力。选项A中,大气压强增加时,水银柱上移,h增大,所以拉力T增加,A正确;选项B中,环境温度升高,封闭气体压强增加,水银柱高度h减小,故拉力T减小,B错误;选项C中,向水银槽内注入水银,封闭气体的压强增大,平衡时水银柱高度h减小,故拉力减小,C错误;选项D中,略微增加细绳长度,使玻璃管位置相对水银槽下移,封闭气体的体积减小、压强增大,平衡时水银柱高度h减小,
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故细绳拉力T减小,故D错误。
5.(2017·怀化模拟)如图所示,两端开口的气缸水平固定,A、B是两个厚度不计的活塞,可在气缸内无摩擦滑动,面积分别为S1=20 cm,S2=10 cm,它们之间用一根细杆连接,B通过水平细绳绕过光滑的定滑轮与质量为M=2 kg 的重物C连接,静止时气缸中的气体温度T1=600 K,气缸两部分的气柱长均为L,已知大气压强p0=1×10 Pa,取g=10 m/s,缸内气体可看作理想气体;
5
2
2
2
(1)活塞静止时,求气缸内气体的压强;
(2)若降低气缸内气体的温度,当活塞A缓慢向右移动时,求气缸内气体的温度。
2解析:(1)设静止时气缸内气体压强为p1,活塞受力平衡,则p1S1+p0S2=p0S1+p1S2+Mg 代入数据解得p1=1.2×10 Pa。
(2)由活塞受力平衡,可知缸内气体压强没有变化,设开始温度为T1,变化后温度为T2,由盖—吕萨克定律得
22S1L+S2L= T1T2
代入数据解得T2=500 K。 答案:(1)1.2×10 Pa (2)500 K
6.(2017·怀化二模)如图所示,玻璃管的横截面S=1 cm,在玻璃管内有一段质量为m=0.1 kg的水银柱和一定量的理想气体,当玻璃管平放时气体柱的长度为l0=10 cm,现把玻璃管正立,过较长时间后再将玻璃管倒立,经过较长时间后,求玻璃管由正立至倒立状态,水银柱相对于管底移动的距离是多少?(假设环境温度保持不变,大气压强取p0=1×10 Pa)
解析:气体做等温变化,当玻璃管平放时有
5
2
5
5
LL3LS1+S2
p1=p0 V1=l0S
玻璃管正立时,对水银柱受力分析:p2S=p0S+mg 故p2=p0+ V2=l2S
玻璃管倒立时,对水银柱受力分析,p0S=p3S+mg 有:p3=p0- V3=l3S
mgSmgS 14
根据玻意耳定律,得
p1V1=p2V2 p2V2=p3V3
由以上各式联立解得?Δl=l3-l2≈2 cm。 答案:2 cm
对点训练:理想气体状态方程的应用
7.(多选)(2014·大纲卷)对于一定量的稀薄气体,下列说法正确的是( ) A.压强变大时,分子热运动必然变得剧烈 B.保持压强不变时,分子热运动可能变得剧烈 C.压强变大时,分子间的平均距离必然变小 D.压强变小时,分子间的平均距离可能变小
解析:选BD 根据理想气体的状态方程=C,当压强变大时,气体的温度不一定变大,分子热运动也不一定变得剧烈,选项A错误;当压强不变时,气体的温度可能变大,分子热运动也可能变得剧烈,选项B正确;当压强变大时,气体的体积不一定变小,分子间的平均距离也不一定变小,选项C错误;当压强变小时,气体的体积可能变小,分子间的平均距离也可能变小,选项D正确。
8.(2017·安阳模拟)如图甲所示为“⊥”形上端开口的玻璃管,管内有一部分水银封住密闭气体,管的上部足够长,图中粗、细部分横截面积分别为S1=2 cm、S2=1 cm。封闭气体初始温度为57 ℃,气体长度为L=22 cm,乙图为对封闭气体缓慢加热过程中气体压强随体积变化的图线。(摄氏温度t与热力学温度T的关系是T=t+273 K)求:
2
2
pVT
(1)封闭气体初始状态的压强;
(2)若缓慢升高气体温度,升高至多少时可将所有水银全部压入细管内。 解析:(1)气体初始状态体积为V1=LS1=44 cm, 由题图乙可知此时气体的压强为p1=80 cmHg。
(2)当水银全部压入细部分管内后,随温度升高,气体的压强不变,做等压变化,对应题图乙可知,当水银刚好全部进入细部分管内时,气体的压强为p2=82 cmHg,体积V2=48 cm,
初始状态时气体温度T1=(273+57)K=330 K 由理想气体状态方程可得:
3
3
p1V1p2V2
= T1T2
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解得T2=
p2V2T182×48×330
= K=369 K。 p1V180×44
答案:(1)80 cmHg (2)369 K 对点训练:气体状态变化的图像问题
9.(2017·广东第二次大联考)如图所示为一定质量理想气体的体积V与温度T的关系图像,它由状态A经等温过程到状态B,再经等容过程到状态C。设A、B、C状态对应的压强分别为pA、pB、pC,则下列关系式中正确的是( )
A.pA<pB,pB<pC C.pA>pB,pB<pC
B.pA>pB,pB=pC D.pA=pB,pB>pC
解析:选A 由=常量得:A到B过程,T不变,体积减小,所以pA<pB,B经等容过程到C,V不变,温度升高,则pB<pC,所以A正确。
10.如图所示,U形气缸固定在水平地面上,用重力不计的活塞封闭着一定质量的气体,已知气缸不漏气,活塞移动过程中与气缸内壁无摩擦。初始时,外界大气压强为p0,活塞紧压小挡板。现缓慢升高气缸内气体的温度,则选项图中能反映气缸内气体的压强p随热力学温度T变化的图像是( )
pVT
解析:选B 当缓慢升高气缸内气体温度时,气体发生等容变化,根据查理定律可知,缸内气体的压强p与气缸内气体的热力学温度T成正比,在p -T图像中,图线是过原点的倾斜的直线;当活塞开始离开小挡板时,缸内气体的压强等于外界的大气压,气体发生等压膨胀,在p -T图像中,图线是平行于T轴的直线,B正确。
11.一定质量的理想气体经历了温度缓慢升高的变化,如图所示,p -T和V-T图各记录了其部分变化过程,试求:
(1)温度为600 K时气体的压强;
(2)在p -T图像上将温度从400 K升高到600 K的变化过程补充完整。
解析:(1)由p -T图可知,气体由200 K→400 K的过程中做等容变化,由V-T图可知,气体由400 K→500 K仍做等容变化,
对应p -T图可得出:T=500 K时,气体的压强为1.25×10 Pa,
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