1、选择题 图中竖直圆筒是固定不动的,粗筒横截面积是细筒的4倍,细筒足够长。粗筒中A、B两轻质活塞间封有空气,气柱长L="20" cm.活塞A上方的水银深H="10" cm,两活塞与筒壁间的摩擦不计。用外力向上托住活塞B,使之处于平衡状态,水银面与粗筒上端相平。现使活塞B缓慢上移,直至水银的一半被推以入细筒中,求活塞B上移的距离。设在整个过程中气柱的温度不变,大气压强p0相当于75 cm高的水银柱产生的压强。
参考答案:d=8cm
本题解析:设气体初态的压强为P1,气体末态的压强为P2,
则有P1=P0+H
设S为促圆筒的横截面积,气体初态的体积为V1=SL,
P2=P0+H/2+2H= P0+2.5H
设末态的气柱长度为L‘,气体体积为V2= L‘S
由玻意尔定律得:P1SL=P2SL’
活塞上移的距离为d,
L+H/2-d= L’
带入数据得d=8cm
本题难度:一般
2、计算题 图8-2-10甲是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的V-T图象,已知气体在状态A时的压强是1.5×105 Pa.
图8-2-10?一定质量气体的状态变化图
(1)说出A→B过程中压强变化的情形,并根据图象提供的信息,计算图中TA的温度值.
(2)请在图乙坐标系中,作出由状态A经过状态B变为状态C的pT图象,并在图线相应位置上标出字母A、B、C.如果需要计算才能确定有关坐标值,请写出计算过程.
参考答案:(1)200 K.
(2)2.0×105 Pa
则可画出由状态A→B→C的p-T图象如图8-2-11所示.
本题解析:由图8-2-10甲可以看出,A与B的连线的延长线过原点O,所以A→B是一个等压变化,即pA=pB.由图8-2-10甲可知,由B→C是等容变化.
(1)根据盖·吕萨克定律可得:=
所以TA=×TB=×300 K="200" K.
(2)根据查理定律得:=
pC=pB=pB=pB=pA=×1.5×105 Pa=2.0×105 Pa
则可画出由状态A→B→C的p-T图象如图8-2-11所示.
图8-2-11
本题难度:简单
3、计算题 一个右端开口左端封闭的U形玻璃管中装有水银,左侧封有一定质量的空气,如图所示,已知,空气柱长是40cm,两侧水银面高度差56cm,若左侧距管顶66cm处的k点处突然断开,断开处上方水银能否流出?这时左侧上方封闭气柱将变为多高?(设大气压强为1.013×105Pa)
参考答案:否 ;16cm
本题解析:
?
断开处的压强小于外界大气压,故断开处上方的水银不会流出;以封闭的一定质量气体为研究对象:整个过程可以看做等温变化,由玻马定律:
可以求出:?
点评:此题要分析出K处断开后,压强和外界大气压相等,以密闭气体为研究对象,求出初、末态的压强,利用玻马定律。
本题难度:一般
4、简答题 如图所示的导热气缸中封闭着一定质量的理想气体,活塞与气缸间无摩擦,气缸开口向上.开始气缸所处的环境温度为87℃,活塞距气缸底部距离为12cm,后来环境温度降为27℃,则:
①此时活塞距气缸底部距离为多少?
②此过程中气体内能______(填“增大”或“减小”),气体将______(填“吸热”或者“放热”).
参考答案:①环境温度降低的过程中封闭气体发生等压变化.
由题,V1=h1S,V2=h2S
? T1=87+273=360K,T2=27+273=300K,
由盖?吕萨克定律可知:V1T1=V2T2
代入解得:h2=10cm
②由题意,气缸是导热的,气缸内气体与外界大气温度相同;环境温度降低时,缸内气体温度降低.一定质量的理想气体内能由气体的温度决定,气体温度降低,则气体的内能减小
.而外界对气体做功,根据热力学第一定律分析可知气体放热.
答:①此时活塞距气缸底部距离为10cm.
②减小,放热
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 开尔文运用合理外推的方法,建立起热力学温标,所利用的实验事实是一定质量的气体( ?)
A.压强不变,体积与摄氏温度成正比
B.体积不变,压强与摄氏温度成正比
C.温度不变,压强与体积成反比
D.体积不变,压强与摄氏温度成线性关系
参考答案:D
本题解析:
本题难度:一般