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1、简答题 如图所示的气缸B中由活塞A封闭了一定质量的理想气体.A的质量mA=10kg,B的质量mB=20kg,A的横截面积S=50cm2,A可在B中无摩擦地滑动.(大气压P0=105Pa,g=10m/s2)?
(1)当B中理想气体的温度t1=127℃时,A与地面接触但对地的压力为零,求此时B对地的压力N1的大小.
(2)当B中理想气体温度为t2时,B与地面接触但对地的压力为零,求此时A对地的压力N2的大小,气体温度t2是多大?
参考答案:(1)以活塞A和气缸B整体为研究对象,由平衡条件得:
? 地面对B的支持力N1′=mAg+mBg=(10+20)×10?N=300N?
根据牛顿第三定律得,B对地的压力N1=N1′=300N
(2)同理得 N2=mAg+mBg=(10+20)×10?N=300N?
初态:p1=p0-mAgS=(105-10×1050×10-4)?Pa=0.8×105Pa,T1=(273+127)K=400K
末态:p2=p0+mBgS=(105+20×1050×10-4)?Pa=1.4×105Pa,T1=?
根据查理定律得p1T1=p2T2
则得 T2=p2p1T1=700K?
∴t2=700-273=427℃
答:
(1)此时B对地的压力N1的大小是300N.
(2)当B中理想气体温度为t2时,B与地面接触但对地的压力为零,此时A对地的压力N2的大小是300N,气体温度t2是427℃.
本题解析:
本题难度:一般
2、简答题 在“用DIS研究温度不变时,一定质量的气体压强与体积的关系”实验中:
(1)气体的体积可直接从注射器上读出,气体的压强是用______传感器通过计算机系统得到的.
(2)下列各项要求中,属于本实验必须要做到的是______(多选)
A.在等温条件下操作B.注射器的密封性良好
C.弄清所封闭气体的质量D.气体的压强和体积必须用国际单位
(3)对测得的实验数据进行处理时,发现各组同学计算的气体压强P与体积V的乘积值不完全相等,其主要原因是由于封闭气体的______不同.
参考答案:(1)用DIS研究做实验时,气体的压强是用压强传感器通过计算机系统得到的.
? (2)A、B本实验的条件是:温度不变、气体质量一定,所以要在等温条件下操作,注射器密封性要好.故AB正确.
? C、本实验研究质量一定的气体压强与体积的关系,不需要测量气体的质量.故C错误.
? ?D、本实验研究气体的压强和体积的比例关系,单位无需统一为国际单位.故D错误
故选AB
? (3)根据气态方程PV=nRT,RT相同,PV不同,是由于摩尔数不同,空气的质量不同.
本题答案是:(1)压强(2)AB(3)质量
本题解析:
本题难度:一般
3、简答题 现有一根粗细均匀长50cm,两端开口的玻璃管,一个弹簧秤,一把毫米刻度尺,一小块橡皮泥,一个足够高的玻璃容器,内盛常温下的水,设水的密度为ρ.选用合适的器材,设计一个实验,估测当时的大气压强.问:
(1)上述器材中不需要的是______.
(2)要测定的物理量是______,可直接应用的物理量是______.
(3)计算大气压强的表达式是______.
参考答案:测量大气压的原理:密封一部分气体,改变它的长度和压强,分别测量出改变前后的气体的长度L1,L2,两次的压强差ρg(L-L2),然后使用玻意耳定律即可求出大气压.
所以,使用的器材有:两端开口的玻璃管,一把毫米刻度尺,一小块橡皮泥,一个足够高的玻璃容器,内盛常温下的水.故不需要的器材是弹簧秤.
要测定的物理量是:玻璃管竖直插入容器中时露出水面部分的长度L1、玻璃管竖直在空气中时管内空气柱的长度L2,玻璃管的长度L,此时水柱产生的压强差:
ρg(L-L2)
根据玻意耳定律得:P0L1S=[P0-ρg(L-L2)]L2S
整理得:P0=ρg(L-L2)L2L2-L1
故答案为:(1)弹簧秤
(2)玻璃管竖直插入容器中时露出水面部分的长度L1、玻璃管竖直在空气中时管内空气柱的长度L2,玻璃管的长度L
(3)P0=ρg(L-L2)L2L2-L1
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 一定质量的理想气体,当体积减小时
A.气体分子的平均动能一定增大
B.气体分子的密度增大,气体的压强可能不变
C.若气体吸热,则单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数可能不变
D.若气体放热,则气体的内能一定减小
参考答案:B
本题解析:
,体积减小,密度一定增大。
,压强不仅受到体积的影响,还与温度有关,如果放热,温度可能降低,则可能压强不变。如果吸热,体积减小,外界对气体做功,温度一定升高,则内能一定增大,压强一定变大。所以答案选B。
本题难度:简单
5、填空题 有一种特殊材料,当温度升高时体积会迅速增加,增加的体积与升高的温度之间满足:△V=k△T,其中k叫膨胀系数,是一个确定的常数.现将用该材料做成的完全相同的两个小球用细线分别拴在两个完全相同的容器底部,一个容器内注入水,另一个容器内注入水银,两小球的球心到液面的距离相等,放在同一房间内,由于环境温度的升高,小球会吸热而膨胀.若忽略水和水银的膨胀,上述过程中小球均未露出液面且容器内液体均未溢出,则两小球增加的体积______(选填“相等”、“不等”或“无法确定”),浸没在水中的小球由于膨胀对外界做的功______(选填“大于”、“小于”或“等于”)浸没在水银中的小球由于膨胀对外界做的功.
参考答案:由于相同的小球受热相同,则膨胀增加的体积也相等.
由题意可知,相等的高度差,由于不同的液体产生的压强不等,即水银的压强大于水的压强,所以水银的压力大于水的压力,因此在水中小球膨胀对外做功小于水银中小球膨胀对外做功.
故答案为:相等,小于.
本题解析:
本题难度:简单