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2023-2023學(xué)年度學(xué)校11月月考卷
學(xué)校:姓名:班級(jí):考號(hào):
一、計(jì)算題
1?如圖所示粗細(xì)均勻的U形玻璃管豎直放置,左端用水銀封閉著長(zhǎng)L=13cm的抱負(fù)氣
體,右端開口,當(dāng)封閉氣體的溫度T=312K時(shí),兩管水銀面的高度差△h=4cm.現(xiàn)對(duì)封
閉氣體緩慢加熱,直到左、右兩管中的水銀面相平.設(shè)外界大氣壓p°=76cmHg.
①求左、右兩管中的水銀面相平時(shí)封閉氣體的溫度;
②若保持①問中氣體溫度不變,從右管的開口端緩慢注入水銀,直到右側(cè)管的水銀面比
左側(cè)管的高ah'=4cm,求注入水銀柱的長(zhǎng)度.
2.一定質(zhì)量的抱負(fù)氣體在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下、0C時(shí)的體積為6.72X10"m3,已知該
狀態(tài)下lmol氣體的體積是2.24Xi(y2阿伏加德羅常數(shù)N?=6.OXlO^mol^求該
氣體的分子數(shù)。
3.一定質(zhì)量的抱負(fù)氣體體積V與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系圖象如圖所示,氣體在狀態(tài)A時(shí)
的壓強(qiáng)PA=P。,溫度TA=T。,線段AB與V軸平行,BC的延長(zhǎng)線過原點(diǎn)。求:
(i)氣體在狀態(tài)B時(shí)的壓強(qiáng)伊;
(ii)氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中,對(duì)外界做的功為10J,該過程中氣體吸取
的熱量為多少;
(iii)氣體在狀態(tài)C時(shí)的壓強(qiáng)pc和溫度Tc。
4.如圖,氣缸豎直固定在電梯內(nèi),一質(zhì)量為m、面積為s的活塞將一定量的氣體封閉
在氣缸內(nèi),當(dāng)電梯做加速度大小為a的勻加速下降時(shí)活塞與氣缸底相距L?,F(xiàn)讓電梯勻
加速上升,加速度大小也為a,穩(wěn)定期發(fā)現(xiàn)活塞相對(duì)于氣缸移動(dòng)了距離d。不計(jì)氣缸和
活塞間的摩擦,整個(gè)過程溫度保持不變。求大氣壓強(qiáng)p°.
5.如圖所示,一圓柱形絕熱氣缸豎直放置,通過絕熱活塞封閉著一定質(zhì)量的抱負(fù)氣體。
活塞的質(zhì)量為m,橫截面積為S,與容器底部相距h,此時(shí)封閉氣體的溫度為Tlo現(xiàn)通
過電熱絲緩慢加熱氣體,當(dāng)氣體吸取熱量Q時(shí),氣體溫度上升到T2O已知大氣壓強(qiáng)為
po,重力加速度為g,不計(jì)活塞與氣缸的摩擦,求:
①活塞上升的高度;
②加熱過程中氣體的內(nèi)能增長(zhǎng)量。
6.如圖所示,水平放置一個(gè)長(zhǎng)方體的封閉氣缸,用無摩擦活塞將內(nèi)部封閉氣體分為完
全相同的A、B兩部分.初始時(shí)兩部分氣體壓強(qiáng)均為p、熱力學(xué)溫度均為T.使A的溫
度升高而保持B部分氣體溫度不變.則A部分氣體的壓強(qiáng)增長(zhǎng)量為多少。
7.小方同學(xué)在做托里拆利實(shí)驗(yàn)時(shí),由于操作不慎,玻璃管漏進(jìn)了一些空氣。當(dāng)大氣壓
強(qiáng)為76cmHg時(shí),管內(nèi)外水銀面高度差為60cm,管內(nèi)被封閉的空氣柱長(zhǎng)度是30cm,
如圖所示.問:
30.0cm
';,160.0cm
①此時(shí)管內(nèi)空氣的壓強(qiáng)是多少cmHg;
②現(xiàn)保持下端水銀槽不動(dòng),將玻璃管向下插入10cm,則此時(shí)的空氣柱長(zhǎng)度是多少.(設(shè)
此時(shí)玻璃管尚未觸到水銀槽底,不考慮水銀槽液面的變化,且整個(gè)過程溫度不變)
8.如圖所示,體積為V。的導(dǎo)熱性能良好的容器中充有一定質(zhì)量的抱負(fù)氣體,室溫為
To=3OOK.有一光滑導(dǎo)熱活塞C(不占體積)將容器提成A、B兩室,B室的體積是A室
的兩倍,氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為大氣壓的兩倍,右室容器中連接有一閥門K,可與大氣相
通.(外界大氣壓等于76cmHg)求:
(1)將閥門K打開后,A室的體積變成多少?
⑵打開閥門K后將容器內(nèi)的氣體從300K加熱到540K,A室中氣體壓強(qiáng)為多少?
9.如圖所示,一豎直放置的絕熱氣缸,內(nèi)壁豎直,頂部水平,并且頂部安裝有體積可
以忽略的電熱絲,在氣缸內(nèi)通過絕熱活塞封閉著一定質(zhì)量的氣體,氣體的溫度為T。,絕
熱活塞的質(zhì)量為m,橫截面積為S。。若通過電熱絲緩慢加熱,使得絕熱活塞由與氣缸底
部相距h的位置下滑至2h的位置,此過程中電熱絲放出的熱量為Q,已知外界大氣壓
強(qiáng)為P。,重力加速度為g,并且可以忽略活塞與氣缸壁之間的摩擦和氣體分子之間的互
相作用,求:
(i)在活塞下滑過程中,缸內(nèi)氣體溫度的增長(zhǎng)量;
(ii)在活塞下滑過程中,缸內(nèi)氣體內(nèi)能的增長(zhǎng)量^U。
10.如圖所示,一圓柱形絕熱容器豎直放置,通過絕熱活塞封閉著攝氏溫度為L(zhǎng)的抱負(fù)
氣體,活塞的質(zhì)量為m,橫截面積為S,與容器底部相距h10現(xiàn)通過電熱絲給氣體加熱
一段時(shí)間,使其溫度上升到(攝氏)t2,若這段時(shí)間內(nèi)氣體吸取的熱量為Q,已知大氣
(2)這段時(shí)間內(nèi)活塞上升的距離是多少?
(3)這段時(shí)間內(nèi)氣體的內(nèi)能如何變化,變化了多少?
11.一定質(zhì)量的抱負(fù)氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B,再變化到狀態(tài)C,其狀態(tài)變化過程的
p-V圖象如圖所示.已知該氣體在狀態(tài)A時(shí)的溫度為27℃.貝IJ:
(1)該氣體在狀態(tài)B、C時(shí)的溫度分別為多少。C?
(2)該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中內(nèi)能的變化量是多大?
(3)該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中是吸熱,還是放熱?傳遞的熱量是多少?
12.一定質(zhì)量的抱負(fù)氣體,在初始狀態(tài)A時(shí),體積為V。,壓強(qiáng)為p。,溫度為%,已知
此時(shí)氣體的內(nèi)能為U。。該抱負(fù)氣體從狀態(tài)A經(jīng)由一系列變化,最終還回到本來狀態(tài)A,
其變化過程的p-V圖象如圖所示,其中AB是反比例函數(shù)圖象的一部分。求:
①氣體在狀態(tài)B時(shí)的體積;
②氣體在狀態(tài)c時(shí)的溫度;
③從狀態(tài)B經(jīng)由狀態(tài)C,最終回到狀態(tài)A的過程中,氣體與外界互換的熱量。
13.在如圖所示的坐標(biāo)系中,一定質(zhì)量的某種抱負(fù)氣體先后發(fā)生以下兩種狀態(tài)變化過程:
第一種變化是從狀態(tài)A到狀態(tài)B,外界對(duì)該氣體做功為6J;第二種變化是從狀態(tài)A到
狀態(tài)C,該氣體從外界吸取的熱量為9J.圖線AC的反向延長(zhǎng)線過坐標(biāo)原點(diǎn)0,B、C
兩狀態(tài)的溫度相同,抱負(fù)氣體的分子勢(shì)能為零.求:
(1)從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程,該氣體對(duì)外界做的功Wi和其內(nèi)能的增量△5;
(2)從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程,該氣體內(nèi)能的增量△也及其從外界吸取的熱量Qz.
14.一個(gè)水平放置的汽缸,由兩個(gè)截面積不同的圓筒連接而成?;钊鸄、B用一長(zhǎng)為4L
的剛性細(xì)桿連接,L=0.5m,它們可以在筒內(nèi)無摩擦地左右滑動(dòng)。A、B的截面積分別
2
為SA=40cm;SB=20cm,A、B之間封閉著一定質(zhì)量的抱負(fù)氣體,兩活塞外側(cè)(A的
左方和B的右方)是壓強(qiáng)為po=l.0X10、Pa的大氣。當(dāng)汽缸內(nèi)氣體溫度為「=525K
時(shí)兩活塞靜止于如圖所示的位置。
-4L-
-I_______________
A=忸
__________hzkr_________
①求此時(shí)氣體的壓強(qiáng)?
②現(xiàn)使汽缸內(nèi)氣體的溫度緩慢下降,當(dāng)溫度降為多少時(shí)活塞A恰好移到兩圓筒連接處?
15.如圖所示,玻璃管A上端封閉,B上端開口且足夠長(zhǎng),兩管下端用橡皮管連接起來,
A管上端被一段水銀柱封閉了一段長(zhǎng)為6cm的氣體,外界大氣壓為75cmHg,左右兩水
銀面高度差為5cm,溫度為h=27C.
①保持溫度不變,上下移動(dòng)B管,使A管中氣體長(zhǎng)度變?yōu)?cm,穩(wěn)定后的壓強(qiáng)為多少?
②穩(wěn)定后保持B不動(dòng),為了讓A管中氣體體積回復(fù)到6cm,則溫度應(yīng)變?yōu)槎嗌伲?/p>
16.如圖所示,粗細(xì)均勻的L形玻璃管放在豎直平面內(nèi),封閉端水平放置,水平段管長(zhǎng)
60cm,上端開口的豎直段管長(zhǎng)20cm,在水平管內(nèi)有一段長(zhǎng)為20cm的水銀封閉著一段
長(zhǎng)35cm的抱負(fù)氣體,已知?dú)怏w的溫度為7C。,大氣壓強(qiáng)為75cmHg,現(xiàn)緩慢對(duì)封閉抱
負(fù)氣體加熱.求:
①水銀柱剛要進(jìn)入豎直管時(shí)氣體的溫度;
②抱負(fù)氣體的溫度升高到111C。時(shí),玻璃管中封閉抱負(fù)氣體的長(zhǎng)度.
17.[物理一選修3-3]如圖所示,U型細(xì)玻璃管豎直放置,各部分水銀柱的長(zhǎng)度分別為
Lz=25cm、L=25cm、L4=10cm,A端被封空氣柱的長(zhǎng)度為"60cm,BC在水平面上。
整個(gè)裝置處在恒溫環(huán)境中,外界氣壓P°=75cmHg。將玻璃管繞B點(diǎn)在紙面內(nèi)沿逆時(shí)針
方向緩慢旋轉(zhuǎn)90°至AB管水平,求此時(shí)被封空氣柱的長(zhǎng)度。
18.如圖,一粗細(xì)均勻的U形管豎直放置,A側(cè)上端封閉,B側(cè)上側(cè)與大氣相通,下端
開口處開關(guān)K關(guān)閉,A側(cè)空氣柱的長(zhǎng)度為1=10.0cm,B側(cè)水銀面比A側(cè)的高h(yuǎn)=3.0cm,
現(xiàn)將開關(guān)K打開,從U形管中放出部分水銀,當(dāng)兩側(cè)的高度差為%=10.0cm時(shí),將開
關(guān)K關(guān)閉,已知大氣壓強(qiáng)Po=75.0cmHgo
①求放出部分水銀后A側(cè)空氣柱的長(zhǎng)度
②此后再向B側(cè)注入水銀,使A、B兩側(cè)的水銀達(dá)成同一高度,求注入水銀在管內(nèi)的長(zhǎng)
度
19.某氧氣瓶的容積V=30L,在使用過程中,氧氣瓶中的壓強(qiáng)由P尸lOOatm下降到
Pz=5Oatm,且溫度始終保持0℃。已知在標(biāo)準(zhǔn)狀況lmol氣體的體積22.4L。求:使用
掉的氧氣分子數(shù)為多少?(阿伏加德羅常數(shù)為NA=6.OXlO^mol1,結(jié)果保存兩位有效
數(shù)字)
20.如圖所示,透熱的氣缸內(nèi)封有一定質(zhì)量的抱負(fù)氣體,缸體質(zhì)量M=200kg,活塞質(zhì)
量m=10kg,活塞面積S=100cm2,活塞與氣缸壁無摩擦且不漏氣,此時(shí)缸內(nèi)氣體的溫
度為27C。,活塞剛好位于氣缸正中間,整個(gè)裝置都靜止,已知大氣壓恒為p°=l.0x105
Pa,重力加速度為g=10m/s;T=f+273K求:
①缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)pi;
②缸內(nèi)氣體的溫度升高到多少攝氏度時(shí),活塞恰好會(huì)靜止在氣缸缸口AB處?
21.一定質(zhì)量的抱負(fù)氣體被質(zhì)量m=30kg、橫截面積S=100cmz的活塞封閉在光滑圓筒
形的金屬汽缸內(nèi),活塞與汽缸底之間用一輕彈簧連接。開始時(shí)汽缸水平放置,彈簧恰好
處在原長(zhǎng)L°=50cm,如圖(a)所示。將汽缸從水平位置緩慢地豎直立起,穩(wěn)定后活塞
下降L=10cm,如圖(b)所示。再對(duì)汽缸內(nèi)的氣體逐漸加熱,活塞上升Lz=30cm,如
圖(c)所示。已知重力加速度g=10m/s1外界氣溫t=27℃,大氣壓強(qiáng)p°=l.OXlo'Pa,
不計(jì)一切摩擦,求
(i)彈簧的勁度系數(shù)k;
(ii)加熱后,汽缸內(nèi)氣體的溫度「。
22.如圖所示,兩側(cè)粗細(xì)均勻的U形玻璃管豎直放置,左端封閉,右端開口。開始時(shí)
左管內(nèi)空氣柱長(zhǎng)20cm,兩管水銀面等高,溫度不變,大氣壓強(qiáng)為P°=75cmHg。管內(nèi)氣
體可視為抱負(fù)氣體。
(i)若右管足夠長(zhǎng),從右側(cè)管口緩慢加入水銀,左管內(nèi)氣柱長(zhǎng)變?yōu)?5cm,求加入水
銀的長(zhǎng)度;
(ii)若左、右管管口等高,用厚度不計(jì)的活塞從右管管口緩慢推入,仍使左管內(nèi)氣柱
長(zhǎng)變?yōu)?5cm,若過程中沒有漏氣現(xiàn)象,求活塞推入的深度。
23.如圖所示,粗細(xì)均勻的U形玻璃管豎直放置,左端用水銀封閉著長(zhǎng)=13cmi的抱
負(fù)氣體,右端開口,當(dāng)封閉氣體的溫度-=312K|時(shí),兩管水銀面的高度差|曲=4c就
現(xiàn)對(duì)封閉氣體緩慢加熱,直到左、右兩管中的水銀面相平,設(shè)外界大氣壓
Po=16cmHg
1;求左、右兩管中的水銀面相平時(shí)封閉氣體的溫度;
②若保持①問中氣體溫度不變,從右管的開口端緩慢注入水銀,直到右側(cè)管的水銀面比
左側(cè)管的高A/l=4c〃?求注入水銀柱的長(zhǎng)度。
24.如圖所示,在兩端封閉粗細(xì)均勻的豎直長(zhǎng)管道內(nèi),用一可自由移動(dòng)的活塞A封閉
體積相等的兩部分氣體.開始時(shí)管道內(nèi)氣體溫度都為To=500K,下部分氣體的壓強(qiáng)
p°=1.25X10'Pa,活塞質(zhì)量m=0.25kg,管道的內(nèi)徑橫截面積S=代0??,F(xiàn)保持管道下
部分氣體溫度不變,上部分氣體溫度緩慢降至T,最終管道內(nèi)上部分氣體體積變?yōu)楸緛?/p>
的昌若不計(jì)活塞與管道壁間的摩擦,g=10m/s2,求此時(shí)上部分氣體的溫度T.
25.如圖所示,一底面積為S,內(nèi)壁光滑的圓柱形容器豎直放置在水平地面上,開口向
上,內(nèi)有兩個(gè)質(zhì)量均為m的相同活塞A和B;在A與B之間、B與容器底面之間分別
封有一定量的同樣的抱負(fù)氣體,平衡時(shí)體積均為V。已知容器內(nèi)氣體溫度始終不變,重
力加速度大小為g,外界大氣壓強(qiáng)為po?,F(xiàn)假設(shè)活塞B發(fā)生緩慢漏氣,致使B最終與容
器底面接觸。求活塞A移動(dòng)的距離。
26.如圖所示,可沿氣缸壁自由活動(dòng)的活塞將密封的圓筒形氣缸分隔成A、B兩部分,
活塞與氣缸頂部有一彈簧相連,當(dāng)活塞位于氣缸底部時(shí)彈簧恰好無形變,開始時(shí)B內(nèi)充
有一定質(zhì)量的氣體,A內(nèi)真空,B部分高度為囚=0.2加|,此時(shí)活塞受到的彈簧作用力
與重力的大小相等,現(xiàn)將整個(gè)裝置倒置,達(dá)成新的平衡后B部分的高度回等于多少?
設(shè)溫度不變。
B
一
27.在一個(gè)橫截面積為S=10c〃?2的圓柱形容器中,有一個(gè)質(zhì)量不計(jì)的活塞用彈簧和底
部相連,容器中密閉有一定質(zhì)量的抱負(fù)氣體,當(dāng)溫度為27°C時(shí),彈簧恰好處在原長(zhǎng),
此時(shí)外部壓強(qiáng)為q=L()xl()5pa,活塞和底面相距L=20cm,在活塞上放一質(zhì)量為
m=20kg的物體,活塞靜止時(shí)下降10cm,溫度仍為27℃,不計(jì)活塞與容器壁的摩擦,
彈簧的形變?cè)趶椥韵薅确秶鷥?nèi),g=1QinIs2,求:
①彈簧的勁度系數(shù)k;
②假如把活塞內(nèi)氣體加熱到57℃并保持不變,為使活塞靜止時(shí)位置距容器底面距離仍
為10cm,活塞上應(yīng)再加物體的質(zhì)量同
28.將如圖所示的裝置的右端部分氣缸B置于溫度始終保持不變的環(huán)境中,絕熱氣缸A
和導(dǎo)熱氣缸B均固定在地面上,由剛性桿連接的絕熱活塞與兩氣缸間均無摩擦,開始時(shí)
兩形狀相同的長(zhǎng)方體氣缸內(nèi)裝有抱負(fù)氣體,壓強(qiáng)均為P。、體積均為V。、溫度均為To.緩
慢加熱A中氣體,使氣缸A的溫度升高到2To,穩(wěn)定后.求:
①氣缸A中氣體的壓強(qiáng)PA以及氣缸B中氣體的體積VB;
②試分析說明此過程中B中氣體吸熱還是放熱?
29.如圖,上端開口的豎直汽缸由大、小兩個(gè)同軸圓筒組成,兩圓筒中各有一個(gè)活塞,
兩活塞用剛性輕桿連接,兩活塞間充有氧氣,小活塞下方?jīng)_有氮?dú)?,已知,大活塞的質(zhì)
量為2m,橫截面積為2S,小活塞的質(zhì)量為m,橫截面積為S;兩活塞間距為L(zhǎng);大活
塞導(dǎo)熱性能良好,汽缸及小活塞絕熱;初始時(shí)氮?dú)夂推變?nèi)大氣的壓強(qiáng)均為同,大活
塞與大圓筒底部相距歸,兩活塞與氣缸壁之間的摩擦不計(jì),重力加速度為g,現(xiàn)通過電
阻絲緩慢加熱氮?dú)?,求?dāng)小活塞緩慢上升至上表面與大圓筒底部平齊時(shí),氮?dú)獾膲簭?qiáng)。
.30.兩端開口、內(nèi)表面光滑的U形管處在豎直平面內(nèi),如圖所示質(zhì)量均為m=10kg的
活塞A、B在外力作用下靜止于左右管中同一高度h處,將管內(nèi)空氣封閉,此時(shí)管內(nèi)外
2
空氣的壓強(qiáng)均為Po=l.0X105Pa左管和水平管橫截面積8=10cm,右管橫截面積S2
=20cm:水平管長(zhǎng)為3h,現(xiàn)撤去外力讓活塞在管中下降,求兩活塞穩(wěn)定后所處的高度。
(活塞厚度均大于水平管直徑,管內(nèi)氣體初末狀態(tài)溫度相同,g取10m/—)
31.如圖所示,一定質(zhì)量的抱負(fù)氣體被水銀柱封閉在豎直玻璃管內(nèi),氣柱的長(zhǎng)度為h。
3
現(xiàn)向管內(nèi)緩慢地添加部分水銀,水銀添加完畢時(shí),氣柱長(zhǎng)度變?yōu)樵偃∠嗤|(zhì)量的
水銀緩慢地添加在管內(nèi)。外界大氣壓強(qiáng)保持不變。
①求第二次水銀添加完畢時(shí)氣柱的長(zhǎng)度。
②若第二次水銀添加完畢時(shí)氣體溫度為T。,現(xiàn)使氣體溫度緩慢升高,求氣柱長(zhǎng)度恢復(fù)到
本來長(zhǎng)度h時(shí)氣體的溫度。
m=5kg2a=20c^||s-=0.上律=5Agi|攵=200N/10=27。。|
33.如圖所示的圓柱形氣缸是一“拔火罐”器皿,氣缸(橫截面積為S)固定在鐵架臺(tái)
上,輕質(zhì)活塞通過細(xì)線與質(zhì)量為m的重物相連,將一團(tuán)燃燒的輕質(zhì)酒精棉球從缸底的
開關(guān)K處扔到氣缸內(nèi),酒精棉球熄滅時(shí)(此時(shí)缸內(nèi)溫度為tC。)閉合開關(guān)K,此時(shí)活塞
下的細(xì)線剛好拉直且拉力為零,而這時(shí)活塞距缸底為L(zhǎng).由于氣缸傳熱良好,隨后重物
會(huì)被吸起,最后重物穩(wěn)定在距地面L/10處.已知環(huán)境溫度為t°C。不變,巡=,4,
s6
P。為大氣壓強(qiáng),氣缸內(nèi)的氣體可看做抱負(fù)氣體,求:
(1)酒精棉球熄滅時(shí)的溫度t與t。滿足的關(guān)系式;
(2)氣缸內(nèi)溫度減少到重新平衡的過程中外界對(duì)氣體做的功.
34.如圖所示,圓柱形的氣缸上部有小擋板,可以阻止活塞滑離氣缸,氣缸內(nèi)部的高度為
d,質(zhì)量不計(jì)的薄活塞將一定質(zhì)量的氣體封閉在氣缸內(nèi)。開始時(shí)活塞離底部高度為
2d/3,溫度為L(zhǎng)=27C。,外界大氣壓強(qiáng)為Po=latm,現(xiàn)對(duì)氣體緩緩加熱,求:
①當(dāng)氣體溫度升高到t2=127C。時(shí),活塞升高了多少?
②當(dāng)氣體溫度升高到t3=357C。時(shí),缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)。
35.如圖所示是一個(gè)油氣田構(gòu)造示意圖。A處有一個(gè)廢井管,橫截面積為S,高為h,
下端有一段質(zhì)量為m的巖芯封住井管,設(shè)本來井中B處油氣壓強(qiáng)為p。(與外界相同),
溫度為27℃,在地?zé)嶙饔孟?,B處溫度忽然升高到127℃,巖芯在高壓作用下向上噴射,
試估算巖芯能射出的高度?(忽略一切阻力)
A
36容器內(nèi)裝有5Kg的某種氣體,開始時(shí),氣體壓強(qiáng)為150atm,溫度為570,
有一個(gè)車間,天天需要在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的這種氣體400L,用幾天后容器內(nèi)氣體
壓強(qiáng)變?yōu)楸緛淼哪繙囟冉禐?70?(在標(biāo)準(zhǔn)狀況下這種氣體的密度為2
克/升)
37.如圖所示,總長(zhǎng)1m粗細(xì)均勻的直角玻璃管,A。和B。等長(zhǎng),A端封閉,B端開口,
內(nèi)有20cm長(zhǎng)的水銀柱.當(dāng)AO水平,BO豎直時(shí),水銀柱在AO的最右端,這時(shí)大氣
壓為75cmHg,溫度為27℃.
(1)若將此裝置繞A點(diǎn)在紙面內(nèi)順時(shí)針轉(zhuǎn)90°,當(dāng)溫度為多少時(shí)水銀柱恰好所有在
OB段的最左端?
(2)若在圖示位置將溫度升高到600K,封閉氣體的長(zhǎng)度為多少?(|J2OO25“142|)
38.如圖,一個(gè)橫截面積為S的導(dǎo)熱氣缸直立放置,質(zhì)量為m的楔形活塞下方封閉一
定質(zhì)量的抱負(fù)氣體,活塞上方與大氣相同,氣缸底與熱源接觸。被封閉氣體溫度為T。
體積為V。,通過熱源緩慢加熱,氣體的溫度升高到口時(shí),用卡子卡住活塞,使之不能
上升,熱源繼續(xù)加熱,使氣體溫度升高到T2O已知大氣壓為P0,不計(jì)活塞與缸壁的摩擦。
(1)氣體溫度為「時(shí),氣體的體積;
(2)氣體溫度為T2時(shí),氣體的壓強(qiáng)。
39.如圖所示,一定質(zhì)量的抱負(fù)氣體從狀態(tài)A經(jīng)B、C、D再回到A,已知在狀態(tài)A時(shí)
容積為2L,求狀態(tài)C和狀態(tài)D時(shí)的體積。.
40.如圖所示,透熱的氣缸內(nèi)封有一定質(zhì)量的抱負(fù)氣體,缸體質(zhì)量例=200依,活塞
質(zhì)量|〃2=10必|,活塞面積S=i00a??,活塞與氣缸壁無摩擦且不漏氣,此時(shí),缸內(nèi)
氣體的溫度為27°C,活塞位于氣缸正中,整個(gè)裝置都靜止,已知大氣壓恒為
Po=L0xl()5pa,重力加速度為汽=10至//||T=r+273K|,求:
②缸內(nèi)氣體的溫度升高到多少攝氏度時(shí),活塞恰好會(huì)靜止在氣缸缸口AB處?
41.如圖所示,內(nèi)徑均勻的U形玻璃管豎直放置,截面積為5cm)右側(cè)管上端封閉,
左側(cè)管上端開口,內(nèi)有用細(xì)線拴住的活塞.兩管中分別封入L=11cm的空氣柱A和B,
活塞上、下氣體壓強(qiáng)相等均為76cm水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng),這時(shí)兩管內(nèi)的水銀面的高度差
h=6cm,現(xiàn)將活塞用細(xì)線緩慢地向上拉,使兩管內(nèi)水銀面相平.整個(gè)過程中空氣柱A、
B的溫度恒定不變.問(76cm水銀柱的壓強(qiáng)相稱于1.01X10、Pa)
①活塞向上移動(dòng)的距離是多少?
②需用多大拉力才干使活塞靜止在這個(gè)位置上?
42.如圖所示,一個(gè)內(nèi)壁光滑的導(dǎo)熱氣缸豎直放置,內(nèi)部封閉一定質(zhì)量的抱負(fù)氣體,環(huán)
境溫度為27現(xiàn)將一個(gè)質(zhì)量為m=2kg的活塞緩慢放置在氣缸口,活塞與氣缸緊密
接觸且不漏氣。已知活塞的橫截面積為S=4.OXIO-W,大氣壓強(qiáng)為Po=l.0Xi05Pa,
重力加速度gm10m/s2,氣缸高為h=0.3m,忽略活塞及氣缸壁的厚度。
(i)求活塞靜止時(shí)氣缸內(nèi)封閉氣體的體積。
(ii)現(xiàn)在活塞上放置一個(gè)2kg的法碼,再讓周邊環(huán)境溫度緩慢升高,要使活塞再次回
到氣缸頂端,則環(huán)境溫度應(yīng)升高到多少攝氏度?
43.如圖所示,A氣缸截面積為500cmiA、B兩個(gè)氣缸中裝有體積均為10L、壓強(qiáng)均
為latm、溫度均為27℃的抱負(fù)氣體,中間用細(xì)管連接。細(xì)管中有一絕熱活塞M,細(xì)管
容積不計(jì).現(xiàn)給左面的活塞N施加一個(gè)推力,使其緩慢向右移動(dòng),同時(shí)給B中氣體加
熱,使此過程中A氣缸中的氣體溫度保持不變,活塞M保持在原位置不動(dòng)。不計(jì)活塞
與器壁間的摩擦,周邊大氣壓強(qiáng)為latm=10$Pa,當(dāng)推力/ugxiO'N時(shí),求:
_____N"」
①活塞N向右移動(dòng)的距離是多少厘米?
②B氣缸中的氣體升溫到多少攝氏度?
44.導(dǎo)熱氣缸用活塞封閉一定質(zhì)量的抱負(fù)氣體,下端固定在水平面上,外界大氣壓強(qiáng)保
持不變?,F(xiàn)使氣缸內(nèi)氣體溫度從27℃緩慢升高到87℃,此過程中氣體對(duì)活塞做功
240J,內(nèi)能增長(zhǎng)了60Jo活塞與氣缸間無摩擦、不漏氣,且不計(jì)氣體的重力,活塞可以
緩慢自由移動(dòng)。
①求缸內(nèi)氣體從外界吸取的熱量。
②升溫后缸內(nèi)氣體體積是升溫前氣體體積的多少倍?
45.如圖所示,U形管兩臂粗細(xì)不等,開口向上,右端封閉的粗管橫截面積是開口的細(xì)
管的三倍,管中裝入水銀,大氣壓為76cmHg。左端開口管中水銀面到管口距離為11cm,
且水銀面比封閉管內(nèi)高4cm,封閉管內(nèi)空氣柱長(zhǎng)為11cm?,F(xiàn)在開口端用小活塞封住,
并緩慢推動(dòng)活塞,使兩管液面相平,推動(dòng)過程中兩管的氣體溫度始終不變,試求:
①粗管中氣體的最終壓強(qiáng);
②活塞推動(dòng)的距離。
46.如圖所示,氣缸內(nèi)用兩個(gè)活塞密閉兩段質(zhì)量、長(zhǎng)度相同的氣柱AB,活塞可以在氣
缸內(nèi)無摩擦地移動(dòng),活塞的厚度不計(jì),截面積為S,每段氣柱的長(zhǎng)為L(zhǎng),大氣壓強(qiáng)恒為
Po,溫度為To.
①在活塞M緩慢推動(dòng)我,虛線PQ位置時(shí),若推力F做功為W,則A部分氣體對(duì)活塞
N做功為多少?
②若要保持N板不動(dòng),需要將B部分的氣體溫度連續(xù)升高到多少?
47.-U形玻璃管豎直放置,左端開口,右端封閉,左端上部有一光滑的輕活塞。初
始時(shí),管內(nèi)汞柱及空氣柱長(zhǎng)度如圖所示。用力向下緩慢推活塞,直至管內(nèi)兩邊汞柱高度
相等時(shí)為止。求此時(shí)右側(cè)管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)和活塞向下移動(dòng)的距離。已知玻璃管的橫截面
積處處相同;在活塞向下移動(dòng)的過程中,沒有發(fā)氣憤體泄漏;大氣壓強(qiáng)p。=75.0cmHg。
環(huán)境溫度不變。
48.如圖所示p-V圖中,一定質(zhì)量的抱負(fù)氣體由狀態(tài)A通過ACB過程至狀態(tài)B,氣
體對(duì)外做功280J,放出熱量410J;氣體又從狀態(tài)B經(jīng)BDA過程回到狀態(tài)A,這一過程
中外界對(duì)氣體做功200J。
①ACB過程中氣體的內(nèi)能如何變化?變化了多少?
②BDA過程中氣體吸取還是放出多少熱量?
49.已知豎直玻璃管總長(zhǎng)為h,第一次向管內(nèi)緩慢地添加一定量的水銀,水銀添加完畢
時(shí),氣柱長(zhǎng)度變?yōu)?以第二次再取與第一次相同質(zhì)量依的水銀緩慢地添加在管內(nèi),整
個(gè)過程水銀未溢出玻璃管,外界大氣壓強(qiáng)保持不變。
(1)求第二次水銀添加完時(shí)氣柱的長(zhǎng)度。
(2)若第二次水銀添加完后,把玻璃管在豎直面內(nèi)以底部為軸緩慢地沿順時(shí)針方向旋
轉(zhuǎn)60°,求此時(shí)氣柱長(zhǎng)度。(水銀未溢出玻璃管)
50.如圖所示除氣缸右壁外其余部分均絕熱,輕活塞K與氣缸壁接觸光滑,K把密閉氣
缸分隔成體積相等的兩部分,分別裝有質(zhì)量、溫度均相同的同種氣體a和b,本來a、b
兩部分氣體的壓強(qiáng)為P。、溫度為27°C、體積均為V?,F(xiàn)使氣體a溫度保持27°C不變,
氣體b溫度降到-48°C,兩部分氣體始終可視為抱負(fù)氣體,待活塞重新穩(wěn)定后,求:最
終氣體a的壓強(qiáng)p、體積明。
51.如圖甲所示為型上端開口的玻璃管,管內(nèi)有一部分水銀封住密閉氣體,上管
足夠長(zhǎng),圖中粗細(xì)部分截面積分別為8=2cm?、S2=icm1封閉氣體初始溫度為57℃,
氣體長(zhǎng)度為L(zhǎng)=22cm,乙圖為對(duì)封閉氣體緩慢加熱過程中氣體壓強(qiáng)隨體積變化的圖線。
(攝氏溫度t與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系是T=t+273K)
求:(1)封閉氣體初始狀態(tài)的壓強(qiáng);
(2)若緩慢升高氣體溫度,升高至多少方可將所有水銀所有壓入細(xì)管內(nèi)。
52.一橫截面積為S的氣缸水平放置,固定不動(dòng),兩個(gè)活塞A和B將氣缸分隔為1、2
兩氣室,溫度均為27℃,達(dá)成平衡時(shí)1、2兩氣室長(zhǎng)度分別為40cm和20cm,如圖所
示。在保持兩氣室溫度不變的條件下,緩慢推動(dòng)活塞A,使之向右移動(dòng)6cm,不計(jì)活塞
與氣缸壁之間的摩擦,大氣壓強(qiáng)為l.OXlo'Pa。
/Z/V/z/z
'A'B
求:①活塞B向右移動(dòng)的距離與氣室2中氣體的壓強(qiáng);
②接上一問,現(xiàn)在若將活塞A用銷子固定,保持氣室1的溫度不變,要使氣室2中氣
體的體積恢復(fù)本來的大小,則應(yīng)將氣室2氣溫度升高為多少℃?
53.如圖所示,體積為V、內(nèi)壁光滑的圓柱形導(dǎo)熱汽缸頂部有一質(zhì)量和厚度均可忽略的
活塞,活塞未被鎖定,可自由移動(dòng);汽缸內(nèi)密封有溫度為2.4T。、壓強(qiáng)為L(zhǎng)2p。的抱負(fù)氣體,
p。和T。分別為大氣的壓強(qiáng)和溫度.已知:氣體內(nèi)能U與溫度T的關(guān)系為U=a「a為
正的常量;容器內(nèi)氣體的所有變化過程都是緩慢的.求:
①汽缸內(nèi)氣體與大氣達(dá)成平衡時(shí)的體積W;
②在活塞下降過程中,汽缸內(nèi)氣體放出的熱量Q.
54.如圖所示,長(zhǎng)為31cm、內(nèi)徑均勻的細(xì)玻璃管開口向上豎直放置,管內(nèi)水銀柱的上
端正好與管口齊平,封閉氣體的長(zhǎng)為10cm,外界大氣壓強(qiáng)不變.若把玻璃管在豎直平
面內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)至開口豎直向下,這時(shí)留在管內(nèi)的水銀柱長(zhǎng)為15cm,然后再緩慢轉(zhuǎn)回到開
口豎直向上,求:
(1)大氣壓強(qiáng)p。的值;
(2)玻璃管重新回到開口豎直向上時(shí)空氣柱的長(zhǎng)度.
55.如圖,由U形管和細(xì)管連接的玻璃泡A、B和C浸泡在溫度均為0°C的水槽中,
B的容積是A的3倍。閥門S將A和B兩部分隔開。A內(nèi)為真空,B和C內(nèi)都充有氣體。
U形管內(nèi)左邊水銀柱比右邊的低60mm。打開閥門S,整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定后,U形管內(nèi)左右
水銀柱高度相等。假設(shè)U形管和細(xì)管中的氣體體積遠(yuǎn)小于玻璃泡的容積。
(i)求玻璃泡C中氣體的壓強(qiáng)(以mmHg為單位)
(ii)將右側(cè)水槽的水從0°C加熱到一定溫度時(shí),U形管內(nèi)左右水銀柱高度差又為
60mm,求加熱后右側(cè)水槽的水溫。
56.光滑的導(dǎo)熱氣缸豎直放置,其橫截面積為S=O,2,用不計(jì)質(zhì)量的活塞封閉壓強(qiáng)為
5
Po=l.0X|0Pas體積V°=2.0L、溫度為0℃的抱負(fù)氣體,現(xiàn)在活塞上方放上一個(gè)物塊,
使封閉氣體在溫度不變時(shí)體積變?yōu)楸緛淼囊话?,再?duì)氣缸緩慢加熱,使氣體的溫度變?yōu)?/p>
127℃,求物塊的質(zhì)量和氣缸內(nèi)氣體的最終體積.(重力加速度g取10m/s2,計(jì)算結(jié)果
保存兩位有效數(shù)字)
57.-U形玻璃管豎直放置,左端開口,右端封閉,左端上部有一光滑的輕活塞。初
始時(shí),管內(nèi)汞柱及空氣柱長(zhǎng)度如圖所示。用力向下緩慢推活塞,直至管內(nèi)兩邊汞柱高度
相等時(shí)為止。求此時(shí)右側(cè)管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)和活塞向下移動(dòng)的距離。已知玻璃管的橫截面
積處處相同;在活塞向下移動(dòng)的過程中,沒有發(fā)氣憤體泄漏;大氣壓強(qiáng)p°=75.OcmHg。
環(huán)境溫度不變。
58.如圖所示,開口向上豎直放置的內(nèi)壁光滑氣缸,其側(cè)壁是絕熱的,底部導(dǎo)熱,內(nèi)有
兩個(gè)質(zhì)量均為國的密閉活塞,活塞A導(dǎo)熱,活塞B絕熱,將缸內(nèi)抱負(fù)氣體提成I、n
兩部分.初狀態(tài)整個(gè)裝置靜止不動(dòng)且處在平衡狀態(tài),1、n兩部分氣體的高度均為回,
溫度為園。設(shè)外界大氣壓強(qiáng)為國保持不變,活塞橫截面積為S,且Mg=p°s|,環(huán)
境溫度保持不變.求:在活塞A上逐漸添加鐵砂,當(dāng)鐵砂質(zhì)量等于畫]時(shí),兩活塞在
某位置重新處在平衡,求活塞A下降的高度。
59.如圖所示,水平放置的氣缸內(nèi)封閉了一定質(zhì)量的抱負(fù)氣體,氣缸的側(cè)壁為光滑絕緣
體,缸底M及活塞D均為導(dǎo)體并用導(dǎo)線按圖連接,活塞面積S=2cm2.電鍵斷開時(shí),
DM間距h=5|_im,閉合電鍵后,活塞D與缸底M分別帶有等量異種電荷,并各自產(chǎn)生
勻強(qiáng)電場(chǎng)(D與M間的電場(chǎng)為各自產(chǎn)生的電場(chǎng)的疊加).在電場(chǎng)力作用下活塞D發(fā)生移
動(dòng),穩(wěn)定后,DM間距b=4Mm,此時(shí)電流表讀數(shù)為0.75A,電壓表讀數(shù)為2V,已知
R4二4Q,大氣壓強(qiáng)p°=l.0xl05Pa,活塞移動(dòng)前后氣體溫度不變.
(1)求出活塞受到的電場(chǎng)力大小F;
(2)求出活塞D所帶電量q;
(3)一段時(shí)間后,一個(gè)電阻發(fā)生故障,安培表讀數(shù)變?yōu)?.8A,伏特表讀數(shù)變?yōu)?.2V,
請(qǐng)判斷是哪個(gè)電阻發(fā)生了故障?是短路還是斷路?筒內(nèi)氣體壓強(qiáng)變大還是變???
(4)能否求出R,、電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r的值?假如能,求出結(jié)果,假如不能,說明
理由.
60.粗細(xì)均勻的U形管裝有水銀,左管上端有一活塞P,右管上端有一閥門S,開始時(shí)
活塞位置與閥門等高,如圖所示,閥門打開時(shí),管內(nèi)兩邊水銀面等高,兩管空氣柱高均
為1=20cm,此時(shí)兩邊空氣柱溫度均為27C,外界大氣壓強(qiáng)Po=76cmHg,若將閥門S
關(guān)閉后,使左邊活塞P緩慢下壓,直至右邊水銀上升10cm,在活塞下壓過程中,左管
內(nèi)空氣溫度始終保持27℃,并使右管內(nèi)空氣溫度上升到177℃,求此時(shí)左管內(nèi)空氣的長(zhǎng)
度是多少?
61.如圖所示,長(zhǎng)為0.5〃?、內(nèi)壁光滑的氣缸固定在水平面上,氣缸內(nèi)用橫截面積為
1100cm2
、溫度為27仁的抱負(fù)氣體,開始時(shí)活塞位于
距缸底囪血處?,F(xiàn)對(duì)封閉的抱負(fù)氣體加熱,使活塞緩慢向右移動(dòng)。(已知大氣壓強(qiáng)為
l.OxlO5^)
2
①試計(jì)算當(dāng)溫度升高屆時(shí)|427°c|,缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng);
②若在此過程中封閉氣體共吸取了I800J|的熱量,試計(jì)算氣體增長(zhǎng)的內(nèi)能。
62.如圖所示,將一定質(zhì)量的氣體密封在燒瓶?jī)?nèi),燒瓶通過細(xì)玻璃管與注射器和裝有水
銀的U形管連接,最初豎直放置的U形管兩臂中的水銀柱等高,燒瓶中氣體體積為
400ml,現(xiàn)用注射器緩慢向燒瓶中注水,穩(wěn)定后兩臂中水銀面的高度差為25cm,已知
大氣壓強(qiáng)為75cmHg柱,不計(jì)玻璃管中氣體的體積,環(huán)境溫度不變,求:
(1)共向玻璃管中注入了多大體積的水?
(2)試分析此過程中氣體吸熱還是放熱,氣體的內(nèi)能如何變化.
63.一氧氣瓶的容積為0.08m3,開始時(shí)瓶中氧氣的壓強(qiáng)為20個(gè)大氣壓。某實(shí)驗(yàn)室天
天消耗1個(gè)大氣壓的氧氣0.36m3。當(dāng)氧氣瓶中的壓強(qiáng)減少到2個(gè)大氣壓時(shí),需重新
充氣。若氧氣的溫度保持不變,求這瓶氧氣重新充氣前可供該實(shí)驗(yàn)室使用多少天。
64.如圖所示,均勻薄壁U形管左管上端封閉,右管開口且足夠長(zhǎng),管內(nèi)水銀柱封住A
部分氣體,當(dāng)A部分氣柱的溫度為300K時(shí),左、右兩管內(nèi)水銀面等高,A氣柱的長(zhǎng)度
L=10CT大氣壓強(qiáng)為75cmHg
①現(xiàn)使A氣體的溫度緩慢升高,當(dāng)溫度升高到多少K時(shí),左管水銀面下降2、5cm?
②假如A內(nèi)氣體的溫度在①情況下升高后保持不變,在右管內(nèi)加入多長(zhǎng)的水銀,可以使
A管的水銀面重新回到原位置。
65.如圖所示,圓柱形汽缸倒置在水平粗糙地面上,汽缸內(nèi)被活塞封閉有一
定質(zhì)量的空氣.汽缸質(zhì)量為M=10kg,缸壁厚度不計(jì),活塞質(zhì)量m=5.0kg,
其圓面積S=50cm,,與缸壁摩擦不計(jì)。在缸內(nèi)氣體溫度為27℃時(shí),活塞剛好
與地面接觸并對(duì)地面恰好無壓力?,F(xiàn)設(shè)法使缸內(nèi)氣體溫度升高,問當(dāng)缸內(nèi)氣
體溫度升高到多少攝氏度時(shí),汽缸對(duì)地面恰好無壓力?(大氣壓強(qiáng)p°=105Pa,
g取10m/s2)
66.在室溫恒定的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)放置著如圖所示的粗細(xì)均勻的L形管,管的兩端封閉且管內(nèi)
充有水銀,管的上端和左端分別封閉著長(zhǎng)度均為囚=15司的A、B兩部分氣體,豎直
管內(nèi)水銀高度為H=20cm,A部分氣體的壓強(qiáng)恰好等于大氣壓強(qiáng)。保持A部分氣體溫度
不變,對(duì)B部分氣體進(jìn)行加熱,到某一溫度時(shí),水銀柱上升h=5cm,已知大氣壓強(qiáng)為
76cmHg,室溫為300K,試求:
(i)水銀柱升高h(yuǎn)時(shí),A部分氣體的壓強(qiáng);
(ii)水銀柱升高h(yuǎn)時(shí),B部分氣體的溫度。(計(jì)算結(jié)果保存一位小數(shù))
67.如圖所示,左右兩個(gè)容器的側(cè)壁都是絕熱的、底部都是導(dǎo)熱的、橫截面積均為S。
左容器足夠高,上端敞開,右容器上端由導(dǎo)熱材料封閉°兩個(gè)容器的下端由容積可忽略
的細(xì)管連通。容器內(nèi)兩個(gè)絕熱的活塞A、B下方封有氮?dú)?,B上方封有氫氣。大氣的壓
強(qiáng)為P。,外部氣溫為T°=273K保持不變,兩個(gè)活塞因自身重力對(duì)下方氣體產(chǎn)生的附加壓
強(qiáng)均為0.IPoo系統(tǒng)平衡時(shí),各氣體柱的高度如圖所示?,F(xiàn)將系統(tǒng)的底部浸人恒溫?zé)崴?/p>
槽中,再次平衡時(shí)A上升了一定的高度。用外力將A緩慢推回第一次平衡時(shí)的位置并
固定,第三次達(dá)成平衡后,氫氣柱高度為0.8h0氮?dú)夂蜌錃饩梢暈楸ж?fù)氣體。求:
(1)第二次平衡時(shí)氮?dú)獾捏w積;
(ii)水的溫度。
68.一定質(zhì)量的抱負(fù)氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B再變化到狀態(tài)C,其狀態(tài)變化過程的
P-V圖象如圖所示。已知該氣體在狀態(tài)A時(shí)的溫度為27℃。求:
①該氣體在狀態(tài)B、C時(shí)的溫度分別為多少攝氏度?
②該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中是吸熱還是放熱?傳遞的熱量是多少?
69.如圖,有一個(gè)在水平面上固定放置的氣缸,由a、b、c三個(gè)粗細(xì)不同的同軸絕熱圓
筒組成,a、b、c的橫截面積分別為2S、S和3S。已知大氣壓強(qiáng)為同,兩絕熱活塞A
和B用一個(gè)長(zhǎng)為41的不可伸長(zhǎng)的細(xì)線相連,兩活塞之間密封有溫度為園的空氣,開始
時(shí),兩活塞靜止在圖示位置,現(xiàn)對(duì)氣體加熱,使其溫度緩慢上升,兩活塞緩慢移動(dòng),忽
(1)加熱前被封氣體的壓強(qiáng)和細(xì)線中的拉力;
(2)氣體溫度上升到多少時(shí),其中一活塞恰好移動(dòng)到其所在圓筒與b圓筒連接處;
(3)氣體溫度上屆時(shí)nq,封閉氣體的壓強(qiáng)。
70.如圖所示,將一定質(zhì)量的氣體密封在燒瓶?jī)?nèi),燒瓶通過細(xì)玻璃管與注射器和裝有水
銀的U形管連接,最初豎直放置的U形管兩臂中的水銀柱等高,燒瓶中氣體體積為
400ml,現(xiàn)用注射器緩慢向燒瓶中注水,穩(wěn)定后兩臂中水銀面的高度差為25cm,已知
大氣壓強(qiáng)為75cmHg柱,不計(jì)玻璃管中氣體的體積,環(huán)境溫度不變,求:
-?!E""~~
1,扭肚3
(1)共向玻璃管中注入了多大體積的水?
(2)試分析此過程中氣體吸熱還是放熱,氣體的內(nèi)能如何變化.
71.橫截面積分別為S=2.Oxio-3m2、SB=i.0xi()-3m2的汽缸A、B豎直放置,底部用細(xì)
管連通,用質(zhì)量分別為mA=4.0kg、mB=2.0kg的活塞封閉一定質(zhì)量的氣體,氣缸A中有
定位卡環(huán).當(dāng)氣體溫度為27℃時(shí),活塞A恰與定位卡環(huán)接觸,此時(shí)封閉氣體的體積為
Vo=300mL,外界大氣壓強(qiáng)為Po=l.OxlO5Pa(g=10m/s2).求:
(1)當(dāng)將氣體溫度緩慢升高到57℃時(shí),封閉氣體的體積;1J
(2)保持氣體的溫度57C不變,用力緩慢壓活塞B,使氣——卜
體積恢復(fù)到Vo,此時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)多大?此時(shí)活塞A與定||位
卡環(huán)間的彈力多大?
72.如圖所示,在長(zhǎng)L=59cm的一段封閉、另一端開口向上的豎直玻璃管內(nèi),用5cm
高的水銀柱封閉著50cm長(zhǎng)的抱負(fù)氣體,管內(nèi)外氣體的溫度均為27℃,大氣壓強(qiáng)
po二76cmHg
①若緩慢對(duì)玻璃管加熱,當(dāng)水銀柱上表面與管口剛好相平時(shí),求管中氣體的溫度;
②若保持管內(nèi)溫度始終為27℃,現(xiàn)將水銀緩慢注入管內(nèi),直到水銀柱上表面與管口相
平,求此時(shí)管中氣體的壓強(qiáng).
73.如圖,豎直放置的氣缸內(nèi)有一可作無摩擦滑動(dòng)的活塞,其面積為S=2.0xl0-3m2,
質(zhì)量可忽略,氣缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的氣體,氣體體積為V,大氣壓強(qiáng)p0=1.0xl05pa,取
g=10m/s2.試問:
(1)在活塞上放一個(gè)質(zhì)量為5kg的跌碼后,氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)是多少?
(2)若溫度保持不變,活塞上放注碼后氣體的體積是本來的多少倍?
74.如圖所示,一端開口、內(nèi)壁光滑的玻璃管豎直放置,管中用一段長(zhǎng)Ho=38cm的
水銀柱封閉一段長(zhǎng)L=20cm的空氣此時(shí)水銀柱上端到管口的距離為L(zhǎng)2=4cm,大
氣壓強(qiáng)恒為p°=76cmHg,開始時(shí)封閉氣體溫度為t1=27℃,取0℃為
273K.求:—一0
(1)緩慢升高封閉氣體溫度至水銀開始從管口溢出,此時(shí)封閉氣體的溫Ho鄉(xiāng)
度;_j
(2)保持封閉氣體初始溫度27℃不變,在豎直平面內(nèi)從圖示位置緩慢
轉(zhuǎn)動(dòng)至玻璃管水平I
過程中,求從管口溢出的水銀柱的長(zhǎng)度。(轉(zhuǎn)動(dòng)過程中沒有發(fā)生漏氣)
75.如圖所示,一直立的氣缸用一質(zhì)量為m的活塞封閉一定量的抱負(fù)氣體,活塞橫截
面積為S,氣缸內(nèi)壁光滑且缸壁是導(dǎo)熱的,開始活塞被固定在A點(diǎn),打開固定螺栓K,
活塞下落,通過足夠長(zhǎng)時(shí)間后,活塞停在B點(diǎn),已知AB=H,大氣壓強(qiáng)為po,重力
加速度為g,求:
①求活塞停在B點(diǎn)時(shí)缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng);
②設(shè)周邊環(huán)境溫度保持不變,求整個(gè)過程中通過缸壁傳遞的熱量Q(一定量的抱負(fù)氣
體的內(nèi)能僅由溫度決定)。
76.一高壓氣體鋼瓶,容積為V,用絕熱材料制成,開始時(shí)封閉的氣體壓強(qiáng)為po,溫
度為Ti=300K,內(nèi)部氣體經(jīng)加熱后溫度升至12=400K,求:
①溫度升至T2時(shí)氣體的壓強(qiáng);
②若氣體溫度保持Tz=400K不變,緩慢地放出一部分氣體,使氣體壓強(qiáng)再回到po,
此時(shí)鋼瓶?jī)?nèi)剩余氣體的質(zhì)量與本來氣體總質(zhì)量的比值為多少?
77.已知豎直玻璃管總長(zhǎng)為h,第一次向管內(nèi)緩慢地添加一定質(zhì)量的水銀,水銀添加完
時(shí),氣柱長(zhǎng)度變?yōu)榱肆?。第二次再取與第一次相同質(zhì)量的水銀緩慢地添加在管內(nèi),整個(gè)
過程水銀未溢出玻璃管,外界大氣壓強(qiáng)保持不變。
①求第二次水銀添加完時(shí)氣柱的長(zhǎng)度。
②若第二次水銀添加完后,把玻璃管在豎直面內(nèi)以底部為軸緩慢的沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)
60°0求此時(shí)氣柱長(zhǎng)度。(水銀未溢出玻璃管)
78.如圖所示,用銷釘固定的活塞把導(dǎo)熱氣缸分隔成兩部分,A部分氣體壓強(qiáng)
PA=6.0X105Pa,體積VA=1L;B部分氣體壓強(qiáng)PB=2.OXlO^Pa,體積VB=3L.現(xiàn)拔去
銷釘,外界溫度保持不變,活塞與氣缸間摩擦可忽略不計(jì),整個(gè)過程無漏氣,A、B兩
部分氣體均為抱負(fù)氣體.求活塞穩(wěn)定后A部分氣體的壓強(qiáng).
79.一只籃球的體積為V。,球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為po,溫度為飛?,F(xiàn)用打氣筒對(duì)籃球充入
壓強(qiáng)為p。、溫度為T。的氣體,使球內(nèi)氣體壓強(qiáng)變?yōu)?p。,同時(shí)溫度升至2T。。已知?dú)怏w
內(nèi)能U與溫度的關(guān)系為U=回T(叵]為正常數(shù)),充氣過程中氣體向外放出Q的熱量,籃
球體積不變。求:
①充入氣體的體積;
②充氣過程中打氣筒對(duì)氣體做的功。
80.如圖所示,用銷釘固定的活塞把導(dǎo)熱氣缸分隔成兩部分,A部分氣體壓強(qiáng)
PA=6.0X105Pa,體積VA=1L;B部分氣體壓強(qiáng)PB=2.OXlo'Pa,體積Ve=3L.現(xiàn)拔去
銷釘,外界溫度保持不變,活塞與氣缸間摩擦可忽略不計(jì),整個(gè)過程無漏氣,A、B兩
部分氣體均為抱負(fù)氣體.求活塞穩(wěn)定后A部分氣體的壓強(qiáng).
參考答案
1.①380K②5.5cm
【解析】
試題分析:①設(shè)玻璃管封閉氣體初態(tài)壓強(qiáng)為P,體積為V,玻璃管的橫截面積為S,末態(tài)壓
強(qiáng)為p',體積為V',當(dāng)溫度上升到T'時(shí),左、右兩管中的水銀面相平.根據(jù)抱負(fù)氣體
PVPV
狀態(tài)方程可得:〒:〒
由題意可得:p=(76-4)cmHg=72cmHg
V=LSP=閔V'SL=L+—
解答:T'=380K
②設(shè)注入的水銀柱長(zhǎng)為x時(shí),右側(cè)管的水銀面比左側(cè)管的高△!!'.末狀態(tài)封閉抱負(fù)氣體的
壓強(qiáng)
尸.=用+/8公用、體積V"二L"S
根據(jù)玻意耳定律可得:p'V'=p"V"
解得:L"=14.25cm
x=Ahy+2(L'-L")
解得:x=5.5cm
考點(diǎn):抱負(fù)氣體狀態(tài)方程
2.1.8X1025
【解析】
試題分析:根據(jù)}=上肢
解得N=1.8X1025
考點(diǎn):阿伏加德羅常數(shù)的計(jì)算
【名師點(diǎn)睛】此題是關(guān)于阿伏加德羅常數(shù)的計(jì)算,關(guān)鍵是知道阿伏加德羅常數(shù)的物理意義即
可解答。
3.(i)(ii)10J(iii)
PB.PO2|
【解析】
試題分析:①A到B是等溫變化,壓強(qiáng)和
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