发布时间 : 星期六 文章高考物理选考热学计算题(八)含答案与解析更新完毕开始阅读29a78e0211661ed9ad51f01dc281e53a580251ec
n=；
水分子数： N=nNA； 则得：N=
NA
建立水分子的球模型设其直径为d．由上题得： 每个水分子的体积为：V0==代入数据得：V0=3×10
﹣29
=
m3
答：水分子的体积是3×10﹣29m3．
【点评】本题的解题关键是建立物理模型，抓住阿伏加德罗常数是联系宏观与微观的桥梁，也可以将水分子看成立方体形．
36．拔火罐是以罐为工具，利用燃火、抽气等方法产生负压，造成局部瘀血，以达到通经活络、消肿止痛、祛风散寒等作用的疗法。如图所示，将一团燃烧的轻质酒精棉球（体积不计）扔到罐内，酒精棉球将要熄灭时，将罐盖于人体皮肤上，此时罐内温度为T，之后由于罐壁导热良好，罐内温度降低，人体皮肤就会被吸起。已知火罐容积为V0，罐口面积为S，大气压强为p0，环境温度为T0。 ①若皮肤形状不能发生变化，求火罐对皮肤产生的最大拉力F1；
②由于皮肤的形状可以发生变化而进入罐内，若最终进入罐内的皮肤体积为求火罐对皮肤产生的拉力F2。
，
【分析】①若皮肤形状不能发生变化，根据查理定律解答；
②由于皮肤的形状可以发生变化而进入罐内，根据理想气体状态方程解答。
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【解答】解：①气体发生等容变化，根据查理定律得；
=
，P1=
P0
P0）
P0）S
火罐内外压强差为△P=P0﹣P1=（1﹣
火罐对皮肤产生的最大拉力F1=△PS=（1﹣
②由于皮肤的形状可以发生变化而进入罐内， 根据理想气体状态方程：
=解得：P2=
P0
P0）S
P0）S；
，
火罐对皮肤产生的拉力为F2=（P0﹣P2）S=（1﹣
答：①若皮肤形状不能发生变化，火罐对皮肤产生的最大拉力为（1﹣
②由于皮肤的形状可以发生变化而进入罐内，若最终进入罐内的皮肤体积为火罐对皮肤产生的拉力（1﹣
P0）S。
【点评】解决气体问题的关键是挖掘出隐含条件，正确判断出气体变化过程，合理选取气体实验定律解决问题。
37．假设水在100℃时的汽化热为41.0kJ/mol，冰的熔化热为6.0kJ/mol，水的比热容为4.2×103 J/（kg?℃），水的摩尔质量为18g/mol，则18g 0℃的冰变成100℃的水蒸气时需要吸收大约多少的热量？
【分析】根据冰变成100℃的水蒸气的过程：0℃冰→0℃水，0℃水→100℃水，100℃水→100℃水蒸气解题． 【解答】解：0℃冰→0℃水 Q1=λm=6.0 kJ/mol×1 mol=6.0×103 J 0℃水→100℃水：
Q2=cm△t=4.2×103×0.018×100 J=7.56×103 J 100℃水→100℃水蒸气：
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Q3=Lm=41.0 kJ/mol×1 mol=41.0×103 J 所以需要吸收的总热量为
Q=Q1+Q2+Q3=（6.0+7.56+41.0）×103 J=54.56 kJ
答：18g 0℃的冰变成100℃的水蒸气时需要吸收大约54.56KJ的热量
【点评】冰变成100℃水蒸气需要三个过程，将三个过程需要的能量相加就是所需总能量．
38．如图所示，一竖直放置的U形管两端开口、粗细均匀，两管的竖直部分高度为20cm，内径很小，水平部分BC长16cm．一空气柱将管内水银分割成左、右两段．大气压强p0=76cmHg．当空气柱温度T0=273K、长L0=8cm时，BC管内左边水银柱和AB管内水银柱长都为2cm．右边水银柱只画出了一部分，求： （1）右边水银柱总长度；
（2）若缓慢降低空气柱的温度，当空气柱的温度为多少时，左边水银柱全部进入BC管？
（3）若缓慢升高空气柱的温度，当空气柱的温度为多少时，左边的水银恰好有一半溢出U形管？
【分析】（1）由于平衡，两边水银面等高，即可求得右边水银柱总长； （2）对封闭气体运用理想气体的状态方程，即可求出空气柱的温度为多少时，左边水银柱全部进入BC管；
（3）对最初和最后状态的封闭气体运用盖﹣吕萨克定律，即可求出当空气柱的温度为多少时，左边的水银恰好有一半溢出U形管．
【解答】解：（1）由于水银柱处于平衡状态，则封闭气体的压强：P1=P0+h左=P0+h
右
可得CD中水银柱的长度：h右=2cm
所以右边水银柱总长：L右=h右+（16﹣10）cm=8cm．
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（2）当左边水银全部进入AB管时，右边竖直管中水银柱高也为4cm， 此时气体压强为：P2=（76+4）cmHg=80cmHg，
根据几何关系可得空气柱长度：L2=（8+2+2）cm=12cm． 设横截面积为S，
初态：压强P1=78cmHg，封闭气柱长度L1=8cm，温度T0=273K 末态：压强P2=80cmHg，封闭气柱长度L2=12cm，温度T2， 根据理想气体状态方程得：代入数据：可得：T2=420K
（3）设当空气柱的温度为T3时，左边的水银恰好有一半溢出U形管，即左边的水银溢出2cm，剩余2cm
左边竖直管中的水银柱为2cm，右侧竖直管中的水银柱长度为也为2cm， 封闭空气柱的长度变为30cm，封闭气体的压强：P3= 选择封闭气柱为研究对象，
初态：压强P1=78cmHg，封闭气柱长度L1=8cm，温度T0=273K 末态：压强P3=78cmHg，封闭气柱长度L3=30cm，温度T3， 对封闭气体运用盖﹣吕萨克定律可得：可得：T3=1023.75K
答：（1）右边水银柱总长度为8cm；
（2）若缓慢降低空气柱的温度，当空气柱的温度为420K时，左边水银柱全部进入BC管；
（3）若缓慢升高空气柱的温度，当空气柱的温度为1023.75K时，左边的水银恰好有一半溢出U形管．
【点评】本题考查气体定律与力学平衡的综合运用，解题关键是要利用平衡求出初末状态封闭气体的压强，分析好压强P、体积V、温度T三个参量的变化情况，再选择合适的规律解决．
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