100．晶体与非晶体

晶体是由大量的微观物质单位（原子、离子、分子等）按一定规则有序排列的结构，因此可以从结构单位的大小来研究判断排列规则和晶体形态。非晶体又称无定形体，内部原子或分子的排列呈现杂乱无章的分布状态。

1．晶体与非晶体的区别在于是否具有（    ）

A．天然规则的几何形状            B．各向异性

C．确定的熔点                          D．一定的硬度

 

2．关于固体和液体的性质，下列说法正确的是（    ）

A．液体分子没有固定的平衡位置，与晶体微观结构类似

B．液体分子没有固定的平衡位置，与非晶体微观结构类似

C．固体分子有固定的平衡位置，与非晶体微观结构类似

D．固体分子有固定的平衡位置，与晶体微观结构不同

 

3．2020年，“嫦娥五号”探测器胜利完成月球采样任务并返回地球。探测器上装有用石英制成的传感器，石英是单晶体，其受压时表面会产生大小相等、符号相反的电荷。石英晶体（    ）

A．没有确定的熔点                   B．具有各向同性的性质

C．没有确定的几何形状            D．能够把力学量转换为电学量

 

4．将蜂蜡分别薄薄地涂在薄玻璃片和单层云母片上，用加热到相同温度的相同缝衣针针尖分别接触未涂抹面，不移动，玻璃片和云母片上的蜂蜡熔化区的形状________；将云母片碾成粉末，则云母片与云母粉末的晶体结构_________。（均选填“相同”或“不相同”）

 

5．图甲是岩盐晶体的平面结构，等长线段 AA₁、BB₁ 上微粒的数目不同，由此可知，晶体具有_________（选填“各向同性”或“各向异性”）的性质。图乙中液体表面层内分子间距离大于分子平衡距离 r₀，因此表面内层分子间作用力表现为_________。

【答案】

1．C

2．B

3．D

4．不相同，相同

5．各向异性，引力

 

101．太空水球“沸腾”了！

时隔八年，“天宫课堂”里闪闪发亮的水球，再次出现在了中国空间站天和核心舱里，而制作水球的，仍然是“太空教师”王亚平。“接下来我要制作一个‘太空欢乐球’。”王亚平在向水球内注入蓝色颜料后，她取出一颗泡腾片，放进了水球内。水球“沸腾”了！无数气泡在其中产生，但由于太空的失重环境，气泡没有离开水球，而是逐渐将水球充满，美轮美奂。

 

1．下列关于液晶的说法正确的是（    ）

A．液晶的分子排列与固态相同

B．液晶的分子排列与液态相同

C．液晶的物理性质在外界的影响下很容易发生改变

D．液晶具有光学各向同性

 

2．下列现象中，属于毛细现象的是（    ）

A．粉笔把纸上的墨水吸干        B．托里拆利实验管内的水银面高于管外的水银面

C．用较细的吸管喝饮料            D．硬币浮在水面上

 

3．把一条细棉线的两端系在铁丝环上，棉线处于松弛状态，将铁丝环浸入肥皂液中，拿出来时环上留下一层肥皂液的薄膜，这时薄膜上的棉线仍是松弛的（如图所示），用烧热的针刺破 A 侧的薄膜，则观察到棉线的形状为（    ）

 

4．秋天附着在树叶上的露水常呈球形，这是因为___________________________。水银放在某一固体容器中，其液面向下弯，说明水银_________这种固体（填“浸润”或“不浸润”）。

 

5．同一种液体，滴在固体 A 的表面时，出现图甲的情况；当把毛细管 B 插入这种液体时，液面又出现图乙的情况。若固体 A 和毛细管 B 都很干净，则固体 A 和毛细管 B 一定_________（选填“是”或“不是”）同种材料，固体 A 的分子对液体附着层内的分子引力比毛细管 B 的分子对液体附着层的分子引力_________（选填“大”或“小”）。

【答案】

1．C

2．A

3．D

4．液体表面张力的作用使液面具有收缩的趋势，浸润

5．不是，小

 

102．玻意耳定律

大气压被发现了之后，各国科学家都展开了对气体的研究。玻意耳定律是由英国化学家玻意耳在 1662 年根据实验结果提出的，这是人类历史上第一个被发现的“定律”。玻意耳定律是第一个描述气体运动的数量公式，为气体的量化研究和化学分析奠定了基础。

 

1．如图，玻璃管开口向下竖直放置，管内用水银柱封闭一定质量的理想气体。在玻璃管绕顶端缓慢转到虚线位置的过程中，管内封闭气体状态变化图像可能是（    ）

 

2．如图，开口向下的玻璃管插入水银槽中，管内封闭了一段气体，气体压强为 p，管内外水银面高度差为 h。若增大外界大气压强，则 h 将_________，p 将_________。（均选填“增大”“减小”或“不变”）

 

 

3．如图甲所示，小明用一个带有刻度的注射器及压强传感器做“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”的实验。

  

（1）（多选）关于本实验过程中的说法正确的是

A．推拉活塞时，动作要迅速

B．必须测量封闭气体的质量

C．在活塞上涂上润滑油，保持良好的密封性

D．活塞和针筒乏间的摩擦并不影响压强的测量

（2）如果用实验所得数据在图乙的 p – \(\frac{1}{V}\) 图像中作图，可得图乙中的线。如果实验中，使一定质量气体的体积减小的同时，温度逐渐升高，则根据实验数据可作出图乙中的_________线。（均选填“甲”“乙”或“丙”）

（3）从实验数据绘制的图线可以得出本实验的结论是___________________________

 

4．一根粗细均匀的玻璃管长为 80 cm，一端开口，一端封闭。管内有一段 25 cm 长的汞柱将一段空气柱封闭于管中，当玻璃管水平放置时，空气柱的长度为 40 cm。当玻璃管开口向下竖直放置时，管内空气柱的长度为多少？（假设温度保持不变，外界大气压为 76 cmHg）

某同学的解法：p₁ = 76 cmHg，p₂ = （76 − 25）cmHg = 51 cmHg，

此过程为等温变化：p₁V₁ = p₂V₂，则 L₂ = \(\frac{{{p_1}{L_1}}}{{{p_2}}}\) = 76×\(\frac{{40}}{{51}}\) cm = 60.8 cm。

你认为他的解法是否正确？若正确，请说明理由；若错误，也请说明理由，并且求出正确的结果。

【答案】

1．D

2．增大，增大

3．（1）CD    （2）b，a      （3）一定质量的理想气体在温度不变时，压强与体积成反比

4．这位同学的解法不正确。从他的计算结果看：（60.8 + 25）cm > 80 cm，所以玻璃管开口向下时汞会漏出。正确的解法如下：设留在管内汞柱的长度为 x，由玻意耳定律有 p₁V₁ = p₂V₂，所以 76×40 = （76 − x）（80 − x），解得 x ≈ 22.83 cm，则管内空气柱的长度为（80 − 22.83）cm = 57.17 cm。

 

103．胎压监测系统

胎压监测系统的作用是在汽车行驶过程中对轮胎气压进行实时自动监测，并对轮胎漏气和低气压进行报警，以确保行车安全。当某轮胎的气压降低时，该轮的滚动半径将变小，导致其转速比其他车轮快。通过比较轮胎之间的转速差别，胎压监测系统便可及时发现胎压的变化。

 

1．轮胎（体积保持不变）内有一定量气体，其压强随温度变化的关系图像是（    ）

 

2．一定质量的气体，从初态（p₀、V₀、T₀）先经等压变化使温度上升到 \(\frac{3}{2}\)T₀，再经等容变化使压强减小到 \(\frac{1}{2}\) p₀，则气体最后的状态为（    ）

A．\(\frac{1}{2}\)p₀、V₀、\(\frac{3}{2}\)T₀            B．\(\frac{1}{2}\)p₀、\(\frac{3}{2}\)V₀、\(\frac{3}{4}\)T₀

C．\(\frac{1}{2}\)p₀、V₀、\(\frac{3}{4}\)T₀             D．\(\frac{1}{2}\)p₀、\(\frac{3}{2}\)V₀、T₀

 

3．用打气筒将压强为 1 atm 的空气打进轮胎内，如果打气筒容积 ΔV = 500 cm³，轮胎容积 V = 3 L，原来压强 p = 1.5 atm。要使轮胎内压强变为 p′ = 4 atm，用这个打气筒要打气（设打气过程中空气的温度不变）    （    ）

A．5次         B．10次        C．15次        D．20次

 

4．一辆刚行驶上高速公路的轿车，其四个轮胎内的空气温度相同，且左前轮、右前轮的胎压显示的数字分别为 240、248。两小时后，轿车左前轮、右前轮的胎压显示的数字分别为 256、264。忽略轮胎容积的变化。

（1）该轿车胎压的单位为___________（选填“Pa”“kPa”或“MPa”）；

（2）与轿车刚行驶上高速公路时相比，行驶两小时后单位时间内对轮胎内壁单位面积上撞击的气体分子数_________（选填“较多”或“较少”）

（3）行驶两小时后，左前轮胎内空气的温度_________（选填“高于”“低于”或“等于”）右前轮胎内空气的温度。

 

5．某汽车后轮胎的标准胎压为 2.50p₀。当车外温度显示为 27 ℃，胎压监测系统在仪表盘上显示为 2.50p₀，在冬天某日车辆使用时，车外温度显示为 7 ℃，发现仪表盘上显示为 2.33p₀，此时，车胎内气体可看作理想气体，车胎内体积可视为不变（大气压强 p₀ = 1.0×10⁵ Pa）。试分析后轮胎是否有漏气。

【答案】

1．C

2．B

3．C

4．（1）kPa    （2）较多     （3）高于

5．由查理定律解得 p₂ = 2.33p₀。故后轮胎不漏气。

 

104．气压升降椅

气压升降椅是一种新型的椅子。气压升降椅的椅面和底盘间有一个汽缸，汽缸内灌装 1 ~ 2 个大气压的氮气，并用密封圈密封，汽缸内的活塞杆在压力作用下可以上下移动，与座椅的调节手柄（即锁定装置）相配合，即可实现椅子的升降功能。

 

1．下列不是描述气体状态参量的物理量是（    ）

A．压强        B．体积        C．质量        D．温度

 

2．如图，内壁光滑的汽缸竖直放置在地面上，T 形活塞的质量为 M，下底面积为 S，上底面积为 4S，若大气压强为 p₀，则被封闭气体的压强为（    ）

A．4p₀ + \(\frac{{Mg}}{S}\)              B．3p₀ + \(\frac{{Mg}}{S}\)

C．p₀ + \(\frac{{Mg}}{S}\)                D．条件不够，无法判断

 

 3．如图，汽缸内一定质量的理想气体，经过图线 A→B→C→A 的状态变化过程，AB 的延长线过原点，CA 与纵轴平行。由图线可知（    ）

A．A→B 的过程中气体压强不变，密度减小

B．B→C 的过程中气体压强增大，密度增大

C．B→C 的过程中气体温度升高，密度减小

D．C→A 的过程中气体温度不变，密度增大

 

4．根据查理定律可知，一定质量的气体在体积不变时，它的温度从 0 ℃ 降低到 – 1 ℃，气体压强减小 0 ℃ 时压强的 \(\frac{1}{{273}}\)，把这个结论进行合理外推，可得出图中 t₀ = ________℃；当温度降低到 t₀ ℃时，气体的压强将减小到_________Pa。

 

5．如图甲所示，圆柱形汽缸的上部有小挡板，可以阻止活塞滑离汽缸，汽缸内部的高度为 d，质量不计的薄活塞将一定质量的气体封闭在汽缸内。开始时活塞距底部的高度为 \(\frac{2}{{3}}\)d，温度 t = 27℃，外界大气压强 p₀ =1.0×10⁵ Pa，若对气体缓缓加热。

 

（1）气体温度升高到 t₂ = 127 ℃ 时，求活塞距底部的高度；

（2）气体温度升高到 t₃ = 387 ℃ 时，求缸内气体的压强；

（3）在图乙中画出气体温度从 27 ℃ 升高到 387 ℃ 的过程中压强和温度的关系图线。

【答案】

1．C

2．C

3．B

4．− 273，p₀（1 − \(\frac{t_0}{{273}}\)）

5．（1）h = \(\frac{8}{{9}}\)d

（2）1.467×10⁵ Pa