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1、实验题 用DIS研究一定质量气体在温度不变时,压强与体积关系的实验装置如图1所示,实验步骤如下:
1
2
①把注射器活塞移至注射器中间位置,将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接;
②移动活塞,记录注射器的刻度值V,同时记录对应的由计算机显示的气体压强值P;
③用V - l/p图像处理实验数据,得出如图2所示图线。
(1)为了保持封闭气体的质量不变,实验中采取的主要措施是________。
(2)为了保持封闭气体的温度不变,实验中采取的主要措施是____ 和____;
(3)如果实验操作规范正确,但如图所示的V-1/p图线不过原点,则V0代表________________。
参考答案:(1)在注射器活塞上涂润滑油
(2)移动活塞要缓慢不能用手握住注射器封闭气体部分
(3)注射器与压强传感器连接部位的气体体积
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 (8分)如图所示,在水平固定的筒形绝热气缸中,用绝热的活塞封闭一部分气体,活塞与气缸之间无摩擦且不漏气。外界大气压强恒为p0,气体温度为27 ℃时,活塞与汽缸底相距45 cm。用一个电阻丝R给气体加热,活塞将会缓慢移动,使气缸内气体温度升高到77 ℃.求:

(1)活塞移动了多少距离?
(2)请分析说明,升温后单位时间内气体分子对器壁单位面积的碰撞次数如何变化?
参考答案:①7.5 cm② 温度升高后,分子热运动平均动能增加,平均每次对器壁的撞击力度增加,而压强不变,所以单位时间内气体分子对器壁单位面积的碰撞次数减少
本题解析:① 气体发生的等压变化,设活塞面积为S
开始时V1 = SL1,T1 =" 300" K,升温后V2 = SL2,T2 =" 350" K
根据盖·吕萨克定律应有
解得L2 =" 52.5" cm
活塞移动的距离x =" L2" – L1 =" 7.5" cm
② 温度升高后,分子热运动平均动能增加,平均每次对器壁的撞击力度增加,而压强不变,所以单位时间内气体分子对器壁单位面积的碰撞次数减少
本题考查盖·吕萨克定律,由题意可知气体发生等压变化,由公式
计算比值可得
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3.50m3。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过程而维持其温度不变。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-马略特定律有
①
式中,
是在此等温过程末氦气的体积
由①式得
②
(2)在停止加热较长一段时间后,氦气的温度逐渐从
下降到与外界气体温度相同,即
。这是一等过程根据盖-吕萨克定律有
③
式中,
是在此等压过程末氦气的体积。由③式得
④
本题解析:
本题难度:一般
4、计算题 在输液时,不小心将2cm3气体注入血液,气体在血液中的体积多大?(气体按等温变化处理,且人的血压按120mmHg,大气压按760mmHg进行计算)
参考答案:解:由于人的皮肤破了血液会向外流,因此人体内的血压肯定大于大气压,因此空气进入体内后受的压强变大,P2=120mmHg+760mmHg=880mmHg
由p1V1=p2V2
又p1=760mmHg,V1=2cm3
解出V2=1.7cm3
本题解析:
本题难度:一般
5、计算题 如图所示,粗细均匀的玻璃细管上端封闭,下端开口,竖直插在大而深的水银槽中,管内封闭有一定质量的空气,玻璃细管足够长,管内气柱长4 cm,管内外水银面高度差为10 cm。现将玻璃管沿竖直方向缓慢移动. (大气压强相当于75cmHg)求:

①若要使管内外水银面恰好相平,此时管内气柱的长度;
②若要使管内外水银面高度差为15 cm,玻璃管又应如何移动多少距离。
参考答案:①3.5 cm?②5.33cm或26.11cm
本题解析:① 玻璃管内的空气作等温变化,管内外水银面恰好相平时,根据玻意耳定律:
( p0 – rgH1 ) S l1 = p0 S l2 ?(2分)
解得:
?(2分)
②(a)若管内水银面较高,管内气柱长l3,根据玻意耳定律:
( p0 – rgH1 ) Sl1 =" (" p0 – rgH3) Sl3?(1分)
解得:
?(1分)
玻璃管上移的距离:x2 = H3+l3 – ( l1 + H1 )="15+4.33-(4+10)=5.33" cm(1分)
(b)若管外水银面较高,管内气柱长l4,根据玻意耳定律有:
( p0 – rgH1 ) Sl1 =" (" p0+ rgH4) Sl4?(1分)
解得:
?(1分)
玻璃管下移的距离:x4 = l1 + H1 +H4-l3 =4+10+15-2.89=26.11cm?(1分)
本题难度:一般