1、简答题 如图所示是用导热性能良好的材料制成的实验装置,开始时气缸内封闭气体长度为22cm,现用竖直向下的外力压活塞,使气缸内空气柱的长度变为11cm.已知大气压强为P0=1.0×105Pa,活塞的横截面积S=l0cm2(不计活塞的重力,环境温度稳定).求:
(1)若缓慢压缩活塞,压缩后气体的压强.
(2)从微观上说明(1)中压强变化的原因.
(3)若压缩气体过程中,人对活塞做功100J,气体向外散失热量20J,试求气体内能的变化量.

参考答案:(1)封闭气体初态压强 p1=p0=1.0×105Pa,体积V1=l1S,末态体积 V2=l2S
由波意耳定律 p1V1=p2V2,
解得:p2=p1V1V2=1.0×105×2211Pa=2.0×105Pa
(2)缓慢压缩活塞,气体温度不变,气体分子平均动能不变,单位体积内分子数增加,所以压强增加.
(3)人对活塞做功 W1=100J,
大气压力对活塞所做的功 W2=p0Sh=1.0×105×10×10-4×11×10-2=11(J)
由热力学第一定律有:
W1+W2+Q=△U
解得:△U=100J+11J-20J=91J
答:
(1)若缓慢压缩活塞,压缩后气体的压强为2.0×105Pa.
(2)缓慢压缩活塞,气体温度不变,气体分子平均动能不变,单位体积内分子数增加,所以压强增加.
(3)气体内能的变化量为91J.
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 如图所示,一弹簧竖直悬挂气缸的活塞,使气缸悬空静止,活塞与气缸间无摩擦,缸壁导热性能良好。已知气缸重为G,活塞截面积为S,外界大气压强为P0,环境温度为T,活塞与筒底间的距离为d,当温度升高ΔT时,求(1)活塞与筒底间的距离变化量;(2)此过程中气体对外做的功。
参考答案:(1)
(2)
本题解析:①此过程是等压变化:
,?
,所以
②气体压强
?所以
点评:此类题型考察了通过力学角度研究等压变化
本题难度:简单
3、计算题 如图,一气缸水平固定在静止的小车上,一质量为m、面积为S的活塞将一定量的气体封闭在气缸内,平衡时活塞与气缸底相距L。现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动,稳定时发现活塞相对于气缸移动了距离d。已知大气压强为p0,不计气缸和活塞间的摩擦,且小车运动时,大气对活塞的压强仍可视为p0,整个过程中温度保持不变。求小车的加速度的大小。

参考答案:
本题解析:设小车加速度大小为a,稳定时气缸内气体的压强为
,活塞受到气缸内外气体的压力分别为
,
由牛顿第二定律得:
,
小车静止时,在平衡情况下,气缸内气体的压强应为
,
由波伊尔定律得:
式中
,
联立解得:
本题难度:一般
4、选择题 关于一定质量的气体的压强、体积、温度的关系,下述现象可能发生的是
A.体积不变时,温度升高,压强增大
B.温度不变时,压强不变,体积增大
C.压强不变时,温度降低,体积增大
D.密度不变时,温度降低,压强增大
参考答案:A
本题解析:根据一定质量的理想气体状态方程:
进行判断。
A.体积不变,温度升高,压强增大,正确;
B.温度不变,压强不变,则体积不变,该选项错误;
C.压强不变,温度降低,体积减小,故该选项错误;
D.密度不变,相当于体积不变,温度降低,压强减小,故该选项错误,
故答案选A.
本题难度:简单
5、选择题 一定质量的气体在0℃时压强为p0,在27℃时压强为p,则当气体从27℃升高到28℃时,增加的压强为(? )
A.p0/273
B.p/273
C.p0/300
D.p/300
参考答案:AD
本题解析:本题只要灵活应用查理定律的各种表达式即可求得。
根据p/T=C可得pt=p0(1+t/273),所以p=p0(1+27/273),p′=p0(1+28/273),
∴△p=p′-p=(1/273)p0
根据p1/T1=p2/T2得p1/(273+27)=p′/(273+28)从而p′=301/300p
∴△p=p′-p=1/300p
故正确答案为A、D
点评:本题考查了克拉珀龙方程的综合应用,一定质量的理想气体遵守克拉珀龙方程,即PV=nRT。
本题难度:一般