1、简答题 如图所示,横截面积为S的汽缸A与容器B用一个带有阀门K的细管相连,K闭合时,容器B为真空.用密闭且不计摩擦的活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸A中,活塞上放有若干个质量不同的砝码,当汽缸A中气体的压强为P、温度为T时,活塞离汽缸底部的高度为H,如图所示.现打开阀门K,活塞下降,同时对气体加热,使A、B中气体温度均升至T′,此时活塞离汽缸底高度为4H/5.若要使A、B中气体的温度恢复到T,活塞距离汽缸底部的高度仍然为4H/5,可将活塞上的砝码取走少许,
问:(1)容器B的容积VB多大?
(2)取走的砝码的质量为多少?
参考答案:(1)气体进入B中的过程是等压变化,根据盖-吕萨克定律,有:V1T1=V2T2,
即?HST=45HS+VBT′;
解得:VB=(T′T-45)HS
(2)取走砝码后,保持活塞的高度不变是等容变化,由查理定律 P1T1=P2T2,
得?PT′=P-△mgST;
即△m=(T′-T)pSTg;
答:(1)容器B的容积为(T′T-45)HS;
(2)取走的砝码的质量为(T′-T)pSTg.
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 (10分)内壁光滑的导热气缸竖直浸放在盛有27℃温水的恒温水槽中,用不计质量的活塞封闭了压强为
、体积为
的理想气体。现在活塞上方缓缓倒上质量为
的沙子,封闭气体的体积变为
;然后将气缸移出水槽,经过缓慢降温,气体温度最终变为
。已知活塞面积为
,大气压强为
,g取
,求:

(i)气体体积V1.
(ii)气缸内气体的最终体积V2(结果保留两位有效数字).
参考答案:(1)
(2)
本题解析:(ⅰ)气缸在水槽中,往活塞上方缓缓倒沙子过程中,气体发生等温变化
Pa ?①
根据玻意耳定律有
?②
解得:?
?③
(ⅱ)移除水槽后,气体发生等压变化,根据盖-吕萨克定律得:
?④
解得:?
?⑤
评分参考:第(ⅰ)问6分,①②③式各2分;第(ⅱ)问4分,④⑤式各2分。
本题难度:一般
3、计算题 一气象探测气球,在充有压强为1.00atm(即76.0cmHg)、温度为27.0℃的氦气时,体积为3.50 m3。在上升至海拔6.50km高空的过程中,气球内氦气逐渐减小到此高度上的大气压36.0cmHg,气球内部因启动一持续加热装置而维持其温度不变。此后停止加热,保持高度不变。已知在这一海拔高度气温为-48.0℃。求:
(1)氦气在停止加热前的体积;
(2)氦气在停止加热较长一段时间后的体积。
参考答案:解:(1)在气球上升至海拔6.50km高空的过程中,气球内氦气经历一等温过程。
根据玻意耳定律有
p1V1=p2V2
式中
,p1=76.0cmHg,V1=3.50m3,p2=36.0cmHg,V2是在此等温过程末氦气的体积。由上式得
V2=7.39m3
(2)在停止加热较长一段时间后,氦气的温度逐渐从T1=300K下降到与外界气体温度相同,即T2=225K。这是一等压过程。根据盖-吕萨克定律有
=
式中,V3是在此等压过程末氦气的体积。由上式得
V3=5.54m3
本题解析:
本题难度:一般
4、简答题 如图所示,在很细的U型管两端连着两个容积相等的容器A和B,内装有温度为T0的理想气体.管内两边水银柱高度差为h,当温度降低△T时,两边水银面各移动了多少距离?

参考答案:

本题解析:

本题难度:简单
5、简答题 一端开口的钢制圆筒在开口端放一轻活塞,活塞与筒壁摩擦及活塞重均不计,现将开口端向下竖直缓慢地放入7℃时的水中,筒底恰与水面相平时,筒静止。此时筒内气柱长1.4m,当水温升到27℃时,求筒底露出水面多高?(筒壁厚不计)

参考答案:
0.1m
本题解析:



本题难度:简单