知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．
如图所示，在长为\(L=57cm\)的一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内，用\(4cm\)高的水银柱封闭着\(51cm\)长的理想气体，管内外气体的温度均为\(33℃\)，大气压强\(p_{0}=76cmHg\)。
\(①\)若缓慢对玻璃管加热，当水银柱上表面与管口刚好相平时，求管中气体的温度；
\(②\)若保持管内温度始终为\(33℃\)，现将水银缓慢注入管中，直到水银柱上表面与管口相平，求此时管中气体的压强。

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2．
如图所示，用细管连接\(A\)、\(B\)两个绝热的气缸，细管中有一可以自由移动的绝热活塞\(M\)，细管容积不计\(.A\)、\(B\)中分别装有完全相同的理想气体，初态的体积均为\(V_{1}=1.0×10^{-2}m^{3}\)，压强均为\(p_{1}=1.0×10^{5}Pa\)，温度和环境温度相同且均为\(t_{1}=27℃\)，\(A\)中导热活塞\(N\)的横截面积\(S_{A}=500cm^{2}.\)现缓缓加热\(B\)中气体，保持\(A\)气体的温度不变，同时给\(N\)施加水平向右的推力，使活塞\(M\)的位置始终保持不变\(.\)稳定时，推力\(F= \dfrac {5}{3}×10^{3}N\)，外界大气压\(p_{0}=1.0×10^{5}Pa\)，不计活塞与缸壁间的摩擦\(.\)求：
\((1)A\)中气体的压强；
\((2)\)活塞\(N\)向右移动的距离；
\((3)B\)中气体的温度．

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3．如图所示，长为\(31cm\)、内径均匀的细玻璃管开口向上竖直放置，管内水银柱的上端正好与管口齐平，封闭气体的长为\(10cm\)，温度为\(27℃\)，外界大气压强不变\(.\)若把玻璃管在竖直平面内缓慢转至开口竖直向下，这时留在管内的水银柱长为\(15cm\)，然后再缓慢转回到开口竖直向上，求：

\((1)\)大气压强\(p_{0}\)的值；
\((2)\)玻璃管重新回到开口竖直向上时空气柱的长度；
\((3)\)当管内气体温度升高到多少时，水银柱的上端恰好重新与管口齐平？

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4．如图所示，两端开口、粗细均匀的足够长玻璃管插在大水银槽中，管的上部有一定长度的水银柱，两段空气柱被封闭在左、右两侧的竖直管中\(.\)开启上部连通左、右水银的阀门\(A\)，当温度为\(300 K\)时，平衡时水银柱的位置如图所示，\(h_{1}=h_{2}=5 cm\)，\(L_{1}=50 cm\)，大气压强为\(75 cmHg\)．

\((1)\)求右管内空气柱的长度\(L_{2};\)

\((2)\)关闭阀门\(A\)，当温度升至\(405 K\)时，求左侧竖直管内空气柱的长度\(L_{3}.(\)大气压强保持不变\()\)

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5．

I.\((1)\)下列说法正确的是\((\) \()\)

A.由于液体表面层分子间距离小于液体内部分子间距离，液体表面存在张力

B.一块\(0℃\)的冰逐渐熔化成\(0℃\)的水的过程中分子平均动能不变

C.只须知道物质的密度和分子的直径就可以测定阿伏加德罗常数

D.甲、乙两个分子相距较远。若把甲固定，使乙分子逐渐向甲靠近，直到不能再靠拢为止，在这一过程中先是分子力对乙做正功，然后乙克服分子力做功

E.空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和气压，水蒸发越慢

\((2)\)图中\(A\)、\(B\)气缸的长度和截面积均为\(30cm\)和\(20cm^{2}\)， \(C\)是可在气缸内无摩擦滑动的、体积不计的活塞，\(D\)为阀门。整个装置均由导热材料制成。起初，阀门关闭，\(A\)内有压强\(P_{A}=2.0×10^{5}\)帕的氮气\(.B\)内有压强\(P_{B}=1.0×10^{5}\)帕的氧气\(.\)阀门缓慢打开后，活塞\(C\)向右移动，最后达到平衡\(.\) 求：

\(\;①\)活塞\(C\)移动的距离及平衡后\(B\)中气体的压强\(;\)

\(\;②\)活塞\(C\)移动过程中\(A\)中气体是吸热还是放热\((\)简要说明理由\()\)。\((\)假定氧气和氮气均为理想气体，连接气缸的管道体积可忽略\()\)

\(II\)、\((1)\)关于机械振动与机械波说法正确的是___________\((\)填入正确选项前的字母\()\)
A.机械波的频率等于振源的振动频率
B.机械波的传播速度与振源的振动速度相等
C.质点振动的方向总是垂直于波传播的方向

D.在一个周期内，沿着波的传播方向，振动在介质中传播一个波长的距离

\((2)\)如图所示为一透明玻璃半球，在其下面有一平行半球上表面水平放置的光屏。两束关于中心轴\(OO＇\)对称的激光束从半球上表面垂直射入玻璃半球，恰能从球面射出。当光屏距半球上表面\(h_{1}=40cm\)时，从球面折射出的两束光线汇聚于光屏与\(OO＇\)轴的交点，当光屏距上表面\(h_{2}=70cm\)时，在光屏上形成半径\(r=40cm\)的圆形光斑。求该半球形玻璃的折射率。

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6．如图，由U形管和细管连接的玻璃泡A、B和C浸泡在温度均为0℃的水槽中，B的容积是A的3倍．阀门S将A和B两部分隔开．A内为真空，B和C内都充有气体．U形管内左边水银柱比右边的低60mm．打开阀门S，整个系统稳定后，U形管内左右水银柱高度相等．假设U形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积．
（i）求玻璃泡C中气体的压强（以mmHg为单位）
（ii）将右侧水槽的水从0℃加热到一定温度时，U形管内左右水银柱高度差又为60mm，求加热后右侧水槽的水温．

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7．
一粗细均匀的\(U\)形管\(ABCD\)的\(A\)端封闭，\(D\)端与大气相通\(.\)用水银将一定质量的理想气体封闭在\(U\)形管的\(AB\)一侧，并将两端向下竖直放置，如图所示\(.\)此时\(AB\)侧的气体柱长度\(l_{1}=25cm.\)管中\(AB\)、\(CD\)两侧的水银面高度差\(h_{1}=5cm.\)现将\(U\)形管缓慢旋转\(180^{\circ}\)，使\(A\)、\(D\)两端在上，在转动过程中没有水银漏出\(.\)已知大气压强\(p_{0}=76cmHg.\)求旋转后，\(AB\)、\(CD\)两侧的水银面高度差．

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8．

如图所示，绝热隔板\(K\)把绝热的气缸分隔成体积相等的两部分，\(K\)与气缸壁的接触是光滑的\(.\)两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体\(a\)和\(b\)气体分子之间相互作用势能可忽略\(.\)现通过电热丝对气体\(a\)加热一段时闻后，\(a\)、\(b\)各自达到新的平衡，则\((\)　　\()\)

A．\(a\)的体积增大了，压强变小了

B．\(b\)的温度升高了

C．加热后\(a\)的分子热运动比\(b\)的分子热运动更激烈

D．\(a\)增加的内能大于\(b\)增加的内能

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9．
如图，容积均为\(V\)的汽缸\(A\)、\(B\)下端有细管\((\)容积可忽略\()\)连通，阀门\(K_{2}\)位于细管的中部，\(A\)、\(B\)的顶部各有一阀门\(K_{1}\)、\(K_{3}\)，\(B\)中有一可自由滑动的活塞\((\)质量、体积均可忽略\().\)初始时，三个阀门均打开，活塞在\(B\)的底部；关闭\(K_{2}\)、\(K_{3}\)，通过\(K_{1}\)给汽缸充气，使\(A\)中气体的压强达到大气压\(p_{0}\)的\(3\)倍后关闭\(K_{1}.\)已知室温为\(27℃\)，汽缸导热．
\((i)\)打开\(K_{2}\)，求稳定时活塞上方气体的体积和压强；
\((ii)\)接着打开\(K_{3}\)，求稳定时活塞的位置；
\((iii)\)再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高\(20℃\)，求此时活塞下方气体的压强．

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10．

科学精神的核心是对未知的好奇与探究。小君同学想寻找教科书中“温度是分子平均动能的标志”这一结论的依据。她以氦气为研究对象进行了一番探究。经查阅资料得知：第一，理想气体的模型为气体分子可视为质点，分子间除了相互碰撞外，分子间无相互作用力；第二，一定质量的理想气体，其压强\(p\)与热力学温度\(T\)的关系式为\(p=nkT\)，式中\(n\)为单位体积内气体的分子数，\(k\)为常数。

她猜想氦气分子的平均动能可能跟其压强有关。她尝试从理论上推导氦气的压强，于是建立如下模型：如图所示，正方体容器静止在水平面上，其内密封着理想气体\(——\)氦气，假设每个氦气分子的质量为\(m\)，氦气分子与器壁各面碰撞的机会均等；与器壁碰撞前后瞬间，分子的速度方向都与器壁垂直，且速率不变。

请根据上述信息帮助小君完成下列问题：

\((1)\)设单位体积内氦气的分子数为\(n\)，且其热运动的平均速率为\(v\)．

\(a.\)求一个氦气分子与器壁碰撞一次受到的冲量大小\(I\)；

\(b.\)求该正方体容器内氦气的压强\(p\)；

\(c.\)请以本题中的氦气为例推导说明：温度是分子平均动能\((\)即\(\dfrac{1}{2}m{{v}^{2}})\)的标志。

\((2)\)小君还想继续探究机械能的变化对氦气温度的影响，于是进行了大胆设想：如果该正方体容器以水平速度\(u\)匀速运动，某时刻突然停下来，若氦气与外界不发生热传递，请你推断该容器中氦气的温度将怎样变化？并求出其温度变化量\(ΔT\)。

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