1、计算题 如图所示,大气压强为p0,气缸水平固定,开有小孔的薄隔板将其分为A、B两部分,光滑活塞可自由移动。初始时气缸内被封闭气体温度T,A、B两部分容积相同。加热气体,使A、B两部分体积之比为1∶2。

(1)气体应加热到多少温度?
(2)将活塞向左推动,把B部分气体全部压入A中,气体温度变为2T,求此时气体压强。
参考答案:(1) (2)p2=4p0…
本题解析:(1)AB体积之比1:2
设A的容积V,则初状态AB总体积2V,末状态总体积3V……2分
等压变化?……2分
得……2分
(2)由理想气体状态方程
……4分
得p2=4p0……2分
本题难度:简单
2、填空题 如图,A,B是体积相同的气缸,B内有一导热的、可在气缸内无摩擦滑动的、体积不计的活塞C,D为不导热的阀门。起初,阀门关闭,A内装有压强p1=2.0×105a温度T1=300K的氮气。B内装有压强P2=1.0×105Pa,温度T2=600K的氧气。打开阀门D,活塞C向右移动,最后达到平衡,以V1和V2分别表示平衡后氮气和氧气的体积,则V1∶V2=______(假定氧气和氮气均为理想气体,并与外界无热交换,连接气缸的管道体积可忽略)
参考答案:4∶1
本题解析:
【错解分析】错解:开始是平衡状态,未态还是平衡状态,由理想气体状态方程可知:
.

此题答案为1∶4。
理想气体状态方程或气体定律,针对的对象应为一定质量的理想气体,而不能是两种(或两部分)气体各自的状态,必须是一定质量的理想气体初、末两种状态之间满足的关系,上述解法把两部分气体的p1,p2,T1,T2与一定质量的气体前后两种状态的p1,p"1,T1,T"1混为一谈,以致出现完全相反的结论。
【正解】对于A容器中的氮气,其气体状态为:
p1=2.0×105pa? V1=V? T1=300K
P"1=P? V"1=V1(题目所设)? T"1=T
由气体状态方程可知:
?①
对于B容器中的氧气,其气体状态为:
p2=1.0×105pa? V2=V? T2=600K
p"2=p? V"2=V2(题目所设)? T’2=T
由气态方程可知
?②
联立①②消去T,V可得:

此题的正确答案为V1∶V2=4∶1
【点评】解决有关两部分气体相关联的问题时,要注意两方面的问题。首先,要把两部分气体分开看待,分别对每一部分气体分析出初、未状态的p,V,T情况,分别列出相应的方程(应用相应的定律、规律)切不可将两部分气体视为两种状态。
其次,要找出两部分气体之间的联系,如总体积不变,平衡时压强相等,等等。例如本题中,阀门关闭时两边气体体积相等,阀门打开两边气体压强相等,温度相等,利用这些关系,可以消去方程中的未知因素,否则,也解不出正确结果。
本题难度:一般
3、简答题 如图所示,水平固定的汽缸封闭了体积为V=2×10-3m3的理想气体,已知外面的大气压为p0=1×105Pa,活塞的横截面积为S=1×10-2m2,活塞质量和摩擦忽略不计.最初整个装置处于静止状态.现用手托住质量为m=5Kg的重物,使其缓慢升高到绳刚要松弛,(g=10m/s2)求:
(1)重物需要升高多少高度?
(2)如果从绳子松弛时开始释放m,当m下落到最低点时,m共下降了H=1.6×10-2m高度,求这一过程中汽缸内气体作了多少功?
(3)重物到达最低点时的加速度a的大小和方向(设在整个过程中气体温度保持不变).
参考答案:(1)初态:p1=p0-mgS=0.95×105pa,v1=2×10-3m3
?末态:p2=1×105pa,
由玻意耳定律得:p1V1=p2V2
则得? v2=p1v1p2=1.9×10-3m3
重物升高的高度? h=v1-v2S=0.01m
(2)对活塞和重物整体,根据动能定理得:
? W-p0SH+mgH=0
解得,汽缸内气体作功?W=15.2J
?(3)重物到达最低点时气体的体积 v3=v2+SH=2.06×10-3m3
?则有 ?p3=p1v1v3=0.92×105pa
活塞质量不计,则对重物和活塞,根据牛顿第二定律得:(p0-p3)S-mg=ma
解得,a=6m/s2 方向向上
答:
(1)重物需要升高0.01m.
(2)汽缸内气体作了15.2J的功.
(3)重物到达最低点时的加速度a的大小为6m/s2,方向向上.
本题解析:
本题难度:一般
4、填空题 影响气体压强的因素包括?和?。
参考答案:温度?体积
本题解析:略
本题难度:简单
5、填空题 足够长内径均匀的细玻璃管,一端封闭,另一端开口,当开口竖直向上时,用20厘米水银柱封住49?厘米长的空气柱,管外大气压相当76厘米高水银柱产生的压强,如图所示,此时气体的压强p=______cmHg.当开口竖直向下时,管内被封闭空气柱的长度是______厘米.
参考答案:玻璃开口向上时,水银柱产生的压强为20cmHg,故封闭气体压强为:P1=P0+20cmHg=96cmHg;
玻璃开口向下时,水银柱产生的压强为20cmHg,故封闭气体压强为:P2=P0-20cmHg=56cmHg;
根据玻意耳定律,有:
P1L1S=P2L2S
解得:
L2=P1L1P2=96×4956=84cm
故答案为:96,84.
本题解析:
本题难度:一般