第2章 第3节 气体的等压变化和等容变化(4份打包)(word版含答案)

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名称 第2章 第3节 气体的等压变化和等容变化(4份打包)(word版含答案)
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文件大小 701.0KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-01-19 11:21:02

文档简介

人教版高中物理选修三 第2章 第3节 气体的等压变化和等容变化 课时2 提升
一、单项选择题(共1小题;共4分)
1. 如图所示,下端用橡皮管连接的两根粗细相同的玻璃管竖直放置,右管开口,左管内封闭着一段长为 、压强为 ( 为大气压强)的气柱,两管水银面高度差为 ,现保持右管不动,为了使两管内水银面一样高,把左管竖直
A. 向上移动 B. 向下移动
C. 向上移动 D. 向下移动
二、双项选择题(共1小题;共4分)
2. 一定质量的理想气体的状态变化过程表示在如图所示的 图上,气体先由 状态沿双曲线经等温过程变化到 状态,再沿与横轴平行的直线变化到 状态, 、 两点位于与纵轴平行的直线上,以下说法中正确
A. 由 状态至 状态的过程中,气体放出热量,内能不变
B. 由 状态至 状态的过程中,气体对外做功,内能增加,平均每个气体分子在单位时间内与器壁碰撞的不变
C. 状态与 状态相比, 状态分子平均距离较大,分子平均动能较大
D. 状态与 状态相比, 状态分子平均距离较小,分子平均动能相等
三、解答题(共3小题;共39分)
3. 如图所示,上端开口的光滑圆柱形气缸竖直放置,截面积为 的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体 封闭在气缸内。在气缸内距缸底 处没有 、 两限制装置,使活塞只能向上滑动。开始时活塞搁在 、 上,缸内气体的压强为 ( 为大气压强),温度为 。现缓慢加热气缸内气体,当温度为 时,活塞恰好离开 、 ;当温度为 时,活塞上升了 。 取 求:
(1)活塞的质量;
(2)物体 的体积。
4. 如图所示,一直立汽缸由两个横截面积不同的圆筒连接而成,活塞 、 间封闭有一定质量的理想气体, 的上方和 的下方分别与大气相通。两活塞用长为 的不可伸长的细线相连,可在缸内无摩擦地上下滑动。当缸内封闭气体的温度为 时,活塞 、 的平衡位置如图所示。已知活塞 、 的质量均为 ,横截面积分别为 、 ,大气压强为 ,重力加速度为 。
(1)活塞 、 在图示位置时,求缸内封闭气体的压强;
(2)现对缸内封闭气体缓慢加热,为使汽缸不漏气,求缸内封闭气体的最高温度。
5. 气缸 内有一个质量为 的活塞 ,封闭了一部分气体。气缸内部横截面积为 ,外界大气压为 ,活塞与气缸间的摩擦忽略不计,气缸内气体温度保持不变。当把气缸用绳挂起来处于静止状态时,活塞离缸底距离为 ,如图所示。求:
(1)此时缸内气体压强;
(2)手持活塞把气缸竖直举起,使悬绳松弛时,活塞离缸底 ,此时缸内气体的压强;
(3)气缸 的质量。
答案
第一部分
1. C
第二部分
2. A, D
【解析】由 到 的过程是等温过程,所以内能不发生变化,气体体积减小,所以外界对气体做功,放出热量,分子间平均距离减小,分子平均动能不变,A、D 正确;
由 到 的过程是等压过程,气体体积增大,温度升高,内能增加,所以气体对外界做功,应该吸收热量,因为压强不变,且气体分子热运动的平均动能增大,碰撞次数减少,B 错误;
由 到 的过程是等容过程,压强减小,温度降低,所以分子间平均距离不变,分子平均动能减小,C 错误。
第三部分
3. (1)
【解析】设物体 的体积为 。
,,
,,
,,
由状态 到状态 为等容过程
代入数据得
(2)
【解析】由状态 到状态 为等压过程
代入数据得
4. (1)
【解析】活塞 、 均静止,都处于平衡状态,由平衡条件
对活塞 :
对活塞 :
代人数据解得:
(2)
【解析】活塞 刚好移动到两圆筒的连接处时,设汽缸内气体的温度为 ,由(1)可知此过程气体做等压变化,由盖一吕萨克定律:
代入数据解得:
5. (1)
(2)
(3)
第1页(共1 页)人教版高中物理选修三 第2章 第3节 气体的等压变化和等容变化 课时3 基础
一、单项选择题(共8小题;共32分)
1. 在下图中,不能反映理想气体经历了等温变化 等容变化 等压变化,又回到原来状态的图是
A. B.
C. D.
2. 一定质量的气体做等压变化时,其 图象如图所示,若保持气体质量不变,使气体的压强增大后,再让气体作等压变化,则其等压线与原来相比,下列可能正确的是
A. 等压线与 轴之间夹角变大
B. 等压线与 轴之间夹角不变
C. 等压线与 轴交点的位置不变
D. 等压线与 轴交点的位置一定改变
3. 图中表示一定质量的理想气体,从状态 出发经过状态 和 ,最终又回到状态 。那么,在下图的 图象中,反映了上述循环过程的是
A. B.
C. D.
4. 一定质量的理想气体,在压强不变的条件下,温度升高,体积增大,从分子动理论的观点来分析,正确的是
A. 此过程中分子的平均速率不变,所以压强保持不变
B. 此过程中每个气体分子碰撞器壁的平均冲击力不变,所以压强保持不变
C. 此过程中单位时间内气体分子对单位面积器壁的碰撞次数不变,所以压强保持不变
D. 以上说法都不对
5. 已知理想气体的内能与温度成正比。如图所示的实线为气缸内一定质量的理想气体由状态 到状态 的变化曲线,则在整个过程中气缸内气体的内能
A. 先增大后减小 B. 先减小后增大 C. 单调变化 D. 保持不变
6. 如图所示,表示一定质量的气体的状态由 经 到 回到 的图象,其中 延长线通过坐标原点。 和 分别与 轴和 轴平行。则,下列描述正确的是
A. 过程气体压强增加
B. 过程气体压强不变
C. 过程气体分子密度减小
D. 过程气体分子平均动能增加
7. 一定量的理想气体,处在某一初始状态,现在要使它的温度经过变化后又回到初始状态,下述过程中可能实现的是
A. 先保持体积不变而减小压强,接着保持压强不变而使体积增大
B. 先保持体积不变而增大压强,接着保持压强不变而使体积增大
C. 先保持压强不变而减小体积,接着保持体积不变而使压强减小
D. 先保持压强不变而增大体积,接着保持体积不变而使压强增大
8. 一定质量的理想气体由状态 经过如图所示过程变到状态 ,此过程中气体的体积
A. 一直变小 B. 一直变大 C. 先变小后变大 D. 先变大后变小
二、双项选择题(共1小题;共4分)
9. 下列对理想气体的理解,正确的有
A. 理想气体实际上并不存在,只是一种理想模型
B. 只要气体压强不是很高就可视为理想气体
C. 一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关
D. 在任何温度、任何压强下,理想气体都遵循气体实验定律
三、多项选择题(共1小题;共4分)
10. 关于气体分子运动的特点,下列说法正确的是
A. 由于气体分子间距离较大,所以气体很容易被压缩
B. 气体之所以能充满整个空间,是因为气体分子间相互作用的引力和斥力十分微弱,气体分子可以在空间自由运动
C. 由于气体分子间的距离较大,所以气体分子间根本不存在相互作用
D. 气体分子间除相互碰撞外,相互作用很小
四、解答题(共5小题;共65分)
11. 如图均匀薄壁 形管,左管上端封闭,右管开口且足够长,管的截面积为 ,内装有密度为 的液体。右管内有一质量为 的活塞搁在固定卡口上,卡口与左管上端等高,活塞与管壁间无摩擦且不漏气。温度为 时,左、右管内液面等高,两管内空气柱长度均为 ,压强均为大气压强 ,重力加速度为 。现使左右两管温度同时缓慢升高,在活塞离开卡口上升前,左右两管液面保持不动,试求:
(1)右管活塞刚离开卡口上升时,右管封闭气体的压强
(2)温度升高到 为多少时,右管活塞开始离开卡口上升
(3)温度升高到 为多少时,两管液面高度差为
12. 一定质量的理想气体,由温度为 的状态 作等容变化到温度为 的状态 ,再经过等压变化到状态 ,最后变回到状态 ,其变化过程如图所示,求图中状态 的温度 。
13. 如图为上粗下细且下端开口的薄壁玻璃管,管内有一段被水银封闭的气体,下管足够长,图中管的截面积分别为 ,,管内水银的长度为 ,被封闭气体的长度为 ,大气压强 ,气体初始温度为 ,若缓慢升高气体温度,求:
(1)当粗管内的水银刚好被全部挤出时气体的温度。
(2)当气体温度为 时,水银柱上端距离管底部的距离。
14. 一定质量的理想气体经历了温度缓慢升高的变化,其 图象和 图象如下。
(1)求温度为 时气体的压强;
(2)请在 图线上将理想气体温度从 升高到 的变化过程补充完整。
15. 水银气压计中混入了一个空气泡,空气泡上升到水银柱的上方,使水银柱的上方不再是真空,使得水银气压计的读数比实际的大气压要小,当把水银气压计放在 地,已知 地的实际大气压是 ,温度是 ,而水银气压计放在 地的读数是 ,此时管中水银面到管顶的长度是 ;当把此水银气压计放在 地的读数是 , 地的温度是 ,求 地的实际大气压是多少
答案
第一部分
1. D
【解析】根据 、 、 图象的意义可以判断,其中选项 显示的理想气体经历了等温变化 等压变化 等容变化,与题意不符。
2. C
【解析】对于一定质量气体的等压线,其 图线的延长线一定过 的点,故 C 项正确,D项错,气体压强增大后,温度还是 时,由理想气体状态方程 可知, 减小,等压线与 轴夹角减小,A 、B项错。
3. B
【解析】从状态 出发经过状态 和 ,最终又回到状态 ,先后经历了等压膨胀、等容降温、等温压缩三个变化过程,由此判断B项正确。
4. D
5. B
【解析】根据等温线可知,从 到 变化过程中温度先降低再升高,变化规律复杂,由此判断B项正确。
6. D
7. A
8. B
第二部分
9. A, D
【解析】(2014 江苏)
在任何温度、任何压强下,理想气体都遵循气体的实验定律理想气体并不存在,只是一种理想模型一定质量的某种理想气体的内能只与温度有关。
故 A、D 正确。
第三部分
10. A, B, D
【解析】气体分子间距离大,相互作用的引力和斥力很微弱,气体很容易被压缩,气体分子可以在空间自由运动,A、B 对;
但气体分子间不是没有相互作用,而是很小,C 错,D 对。
第四部分
11. (1)
【解析】活塞刚离开卡口时,对活塞受力分析,受重力,外界大气向下的压力和左管气体向上的压力,由平衡得:
解得:
(2)
【解析】两侧气体体积不变,对右管气体列状态方程有:
解得:
(3)
【解析】以左管内气体为研究对象,其末状态有:
应用理想气体状态方程有:
解得:
12.
13. (1)
【解析】设全部进入细管水银的长度为 ,,
所以 ,


由理想气体状态方程可得:,
解得:。
(2)
【解析】由状态 到状态 经历等压过程,由盖吕萨克定律 ,
设水解上表面离接口处的高度为 ,,
水银上表面离玻璃管底的距离为:。
14. (1)
【解析】由理想气体状态方程 ,
即 ,解得
(2)
【解析】由 图线可知温度从 升高到 的变化过程中理想气体经历了等容变化,其 图象是正比例函数图象。在温度从 升高到 的变化过程中理想气体经历了等压变化,其 图象是平行于 轴的直线段。如图。
15.
【解析】以气压计水银柱上方封闭的气体为研究对象,设管子的横截面积为 ,
在 地,气体状态参量:,,
由 到 水银柱高度变化量为:,空气柱长度增加 ,
在 地,气体状态参量为:,,
由理想气体状态方程得:,即:,
解得:, 地的实际大气压:。
第1页(共1 页)人教版高中物理选修三 第2章 第3节 气体的等压变化和等容变化 课时1 基础
一、单项选择题(共3小题;共12分)
1. 一定质量的气体在等容升温的过程中,温度由 升到 ,压强增加量为 ;温度由 升到 ,压强增加量为 。下列判断正确的是
A. B. C. D. 不能确定
2. 如图为一定质量理想气体的压强 与体积 的关系图象,它由状态 经过等容过程到状态 ,再经过等压过程到状态 。设 、 、 状态对应的温度分别为 、 、 ,则下列关系式中正确的是
A. , B. ,
C. , D. ,
3. 如图所示,一根上细下粗、粗端与细端都均匀的玻璃管上端开口、下端封闭,上端足够长,下端(粗端)中间有一段水银封闭了一定质量的理想气体。现对气体缓慢加热,气体温度不断升高,水银柱上升,则被封闭气体体积和热力学温度的关系图线最接近图中的
A. B.
C. D.
二、双项选择题(共1小题;共4分)
4. 如图所示,两端开口的弯管,左管插入水银槽中,右管有一段高为 的水银柱,中间封有一段空气,则
A. 管左管内外水银面的高度差为
B. 若把弯管向上移动少许,则管内气体体积增大
C. 把弯管向下移动少许,则管内气体体积减小
D. 环境温度升高,则右管内的水银柱沿管壁上升
三、解答题(共5小题;共65分)
5. 如图所示,在水银槽中倒扣一只质量为 的试管,试管内封闭着一定质量的理想气体,在环境温度一定的情况下,试管漂浮在水银面上方,此时试管内水银面与水银槽内水银面的高度差为 ,现缓慢向下压试管到某一深度,撤去外力后试管恰好能处于悬浮状态,此时试管内水银面与水银槽内水银面的高度差为 。已知水银的密度为 ,不计试管内被封闭气体的重力和玻璃管的厚度,大气压强为 ,重力加速度为 ,环境温度为 。
(1)求试管漂浮在水银面上时,试管内被封闭气柱的长度;
(2)如果在试管漂浮在水银面上的情况下,缓慢降低环境温度,求温度至少为多少时,试管全部沉入水银面以下。
6. 甲、乙两个储气罐储存有同种气体(可视为理想气体)。甲罐的容积为 ,罐中气体的压强为 ;乙罐的容积为 ,罐中气体的压强为 。现通过连接两罐的细管把甲罐中的部分气体调配到乙罐中去,两罐中气体温度相同且在调配过程中保持不变,调配后两罐中气体的压强相等。求调配后
(1)两罐中气体的压强;
(2)甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比。
7. 如图,一定质量的理想气体被活塞封闭在可导热的气缸内,活塞的横截面积为 ,相对于底部的高度为 ,可沿气缸无摩擦地滑动。设大气和活塞对气体的总压强为 ,外界温度始终保持 不变,取一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上,沙子倒完时,活塞下降了 。
(1)计算此时气体的压强 及沙子的质量 。
(2)缓慢移走沙子,同时改变温度保持活塞位置不变。则沙子移走前后,温度变化量是多少
8. 如图所示,质量相同的活塞 , 将开口向上的汽缸分为气室Ⅰ、Ⅱ两部分,已知活塞 到汽缸底部的距离为 ,劲度系数为 的轻弹簧被压缩在两活塞之间。汽缸和活塞的导热性能良好,活塞与汽缸内壁间无摩擦且气密性好。大气压强为 ,温度为 ;开始时,气室Ⅰ中气体的压强为 、气室Ⅱ中气体的压强为 。从某时刻起缓慢升高环境温度,当环境温度为 时,弹簧恰好处于原长状态。已知活塞的横截面积为 ,重力加速度为 ,求:
(1)每个活塞的质量及开始时弹簧的压缩量 ;
(2)当温度为 时,活塞 上移的距离 。
9. 使一定质量的理想气体按图(甲)中箭头所示的顺序变化,图中 是一段以纵轴和横轴为渐近线的双曲线。
(1)已知气体在状态 的温度 ,求气体在状态 、 和 的温度各是多少
(2)将上述状态变化过程在图(乙)中画成用体积 和温度 表示的图线(图中要标明 、 、 、 四点,并且要画箭头表示变化的方向),说明每段图线各表示什么过程。
答案
第一部分
1. C
2. C
【解析】 与 状态的体积相同,则:,得: , ;
与 的压强相同,则: 得:,。所以选项C正确。
3. A
【解析】根据理想气体状态方程 (常数)得:,图线的斜率为 。在水银柱升入细管前,封闭气体先做等压变化,斜率不变,图线为过原点的直线;水银柱部分进入细管后,水银柱的深度变大,气体压强增大,斜率减小;当水银柱全部进入细管后,气体的压强又不变, 图线又为过原点的直线,只是斜率比原来的小,A正确。
第二部分
4. A, D
【解析】设封闭气体的压强为 ,选取右管中水银柱为研究对象,可得 ,选取左管中水银柱为研究对象,可得 ,故左管内外水银面的高度差为 ,A正确;气体的压强不变,温度不变,故体积不变,B、C均错;气体压强不变,温度升高,体积增大,右管中水银柱沿管壁上升,D正确。
第三部分
5. (1)
【解析】设漂浮时气柱长 ,悬浮时气柱长
试管漂浮和悬浮时均有:
试管漂浮时有:
由玻意耳定律有:
联立解得:
(2)
【解析】由题意知从漂浮在水银面上到刚好全部沉入水银面下的过程为等压过程,试管恰好全部沉入水银面下时,试管内气体的体积仍然为 ,则由盖 ——吕萨克定律有:
解得:。
6. (1)
【解析】假设乙罐中的气体被压缩到压强为 ,其体积变为 ,由玻意耳定律有
现两罐气体压强约为 ,总体积为 。设调配后两罐中气体的压强为 ,由玻意耳定律有
联立①②式可得
(2)
【解析】若调配后甲罐中的气体再被压缩到原来的压强 时,体积为 ,由玻意耳定律有
设调配后甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比为 ,由密度的定义有
联立③④⑤式可得
7. (1) ;
【解析】由玻意耳定律得:,解得:

对活塞由平衡条件可知:

所以:

(2)
【解析】缓慢移走沙子,同时改变温度保持活塞位置不变。也就是最后,活塞受到的压强重新变为 ,则沙子移走前后,由查理定律可知:,
所以:

8. (1) ;
【解析】对活塞 , 及弹簧整体受力分析,根据力的平衡条件可知,,解得每个活塞的质量 ;
对活塞 受力分析,根据力的平衡条件有 ,解得 。
(2)
【解析】在温度由 缓慢升到 的过程中,气室Ⅱ中气体发生等压变化。
设活塞 上升的高度为 ,气室Ⅱ中气体初状态体积为 ,初温 ,末状态体积为 ,末温 ,
由盖 吕萨克定律有 ,
得 ,
解得 ,
则活塞 上移的距离为 。
9. (1) ;;
【解析】由 图可直观地看出,气体在 、 、 、 各状态下的压强和体积为 ,,,,,,。
气体从状态 到状态 为等压变化,由盖—吕萨克定律得
气体从状态 到状态 为等温变化,由玻意耳定律得

气体从状态 到状态 为等压变化,由盖—吕萨克定律得
由以上各式得 ,,。
(2) 在 图上状态变化过程的图线由 、 、 、 各状态点依次连接如图所示, 是等压膨胀过程, 是等温膨胀过程, 是等压压缩过程。
第1页(共1 页)人教版高中物理选修三 第2章 第3节 气体的等压变化和等容变化 课时2 基础
一、单项选择题(共4小题;共16分)
1. 一定质量的气体,体积保持不变,下列过程可以实现的是
A. 温度升高,压强增大 B. 温度升高,压强减小
C. 温度不变,压强增大 D. 温度不变,压强减小
2. 一定质量的气体,在体积不变的条件下,温度由 升高到 时,其压强的增量为 ,当它由 升高到 时,所增压强为 ,则 与 之比是
A. B. C. D.
3. 如图所示,一导热性良好的汽缸内用活塞封住一定量的气体(不计活塞与缸壁摩擦),温度升高时,改变的量有
A. 活塞高度 B. 汽缸高度 C. 气体压强 D. 弹簧长度
4. 一个贮有空气的密闭烧瓶用玻璃管与汞气压计相连,如图所示,气压计两管汞面在同一水平面上。若降低烧瓶内空气的温度,同时上下移动气压计右管,使气压计左管的汞面在原来的水平面上。则气压计两管内汞面高度差 与烧瓶内气体所降低的温度 之间的变化关系应用哪个图表示
A. B.
C. D.
二、多项选择题(共2小题;共8分)
5. 一定质量的理想气体,从图示 状态开始,经历了 、 ,最后到 状态,下列判断中正确的是
A. 温度升高,压强不变 B. 体积不变,压强变大
C. 体积变小,压强变大 D. 点的压强比 点的压强小
6. 一定量的理想气体从状态 出发,经状态 、 、 回到状态 ,完成一个循环。从 到 、从 到 是等温过程;从 到 、从 到 是等容过程;其体积—温度图象( 图)如图所示。下列说法正确的是
A. 从 到 是吸热过程 B. 从 到 是吸热过程
C. 从 到 气体对外界做功 D. 从 到 是气体对外界做功
E. 从 到 气体的内能减少
三、解答题(共6小题;共78分)
7. 在如图所示的 图象中,一定质量的某种理想气体先后发生以下两种状态变化:第一次变化是从状态 到状态 ,第二次变化是从状态 到状态 ,且 连线的反向延长线过坐标原点 ,已知气体在 状态时的体积为 ,求:
(1)气体在状态 时的体积 和状态 时的压强 ;
(2)在标准状态下, 理想气体的体积为 ,已知阿伏伽德罗常数 ,试计算该气体的分子数(结果保留两位有效数字)。注:标准状态是指温度 ,压强 。
8. 如图所示,由 形管和细管连接的玻璃泡 、 和 浸泡在温度均为 的水槽中, 的容积是 的 倍。阀门 将 和 两部分隔开。 内为真空, 和 内都充有气体。 形管内左边水银柱比右边的低 。打开阀门 ,整个系统稳定后, 形管内左、右水银柱高度相等。假设 形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积。
(1)求玻璃泡 中气体的压强(以 为单位)。
(2)将右侧水槽的水从 加热到一定温度时, 形管内左、右水银柱高度差又为 ,求加热后右侧水槽的水温。
9. 如图所示,两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同汽缸直立放置,汽缸底顶部均有细管连通,顶部的细管带有阀门 。两汽缸的容积均为 ,汽缸中各有一个绝热活塞(质量不同,厚度可忽略)。开始时 关闭,两活塞下方和右活塞上方充有气体(可视为理想气体),压强分别为 和 ;左活塞在汽缸正中间,其上方为真空;右活塞上方气体体积为 。现使汽缸底与一恒温热源接触,平衡后左活至汽缸顶部,且与顶部刚好没有接触;然后打开 ,经过一段时间,重新达到平衡。已知外界温度为 ,不计活塞与汽缸壁间的摩擦。求:
(1)恒温热源的温度 ;
(2)重新达到平衡后左汽缸中活塞上方气体的体积 。
10. 如图所示,用导热性能良好的气缸和活塞封闭一定质量的理想气体,活塞厚度及其与气缸之间的摩擦不计。现将气缸放置在光滑水平面上,活塞与水平轻弹簧连接,弹簧另一端固定在竖直墙壁上。已知气缸的长度为 ,活塞的横截面积为 ,此时封闭气体的压强为 ,活塞到缸口的距离为 ,大气压强恒为 ,现用外力向左缓慢移动气缸,当气缸的位移为 时,活塞到缸口的距离为 。
(1)求弹簧的劲度系数
(2)若在上述条件下保持气缸静止,缓慢降低外界温度,使活塞距离缸口仍为 ,求此时气体的热力学温度与其原来的热力学温度的比值
11. 带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体。气体开始处于状态 ,由过程 到达状态 ,后又经过程 到达状态 ,如图所示。设气体在状态 时的压强、体积和温度分别为 、 和 ,在状态 时的体积为 ,在状态 时的温度为 。
(1)求气体在状态 时的温度 ;
(2)求气体在状态 的压强 与在状态 的压强 之比。
12. 如图所示,导热气缸 通过绝热细管与气缸 相连,细管中有绝热的小活塞 ,气缸 内有活塞 ,其截面积为 ,两气缸内都封闭有体积为 、压强为 、温度为 的理想气体,两个活塞皆不漏气且无摩擦,细管容积忽略不计。已知大气压强 ,热力学温度与摄氏温度的关系为 ,现用力 向右缓慢推活塞 的同时给气缸 加热,从而使活塞 保持在原位置不动,当力 时,求:
(1)活塞 向右移动的距离是多少
(2)气缸B中的气体已升温到多少摄氏度
答案
第一部分
1. A
【解析】由查理定律 得温度和压强只能同时升高或同时降低,故A项正确.
2. C
【解析】气体做等容变化,所以 恒量,得 ,所以 ,即 恒量,两次温度变化相同,所以压强的变化量也相同,C正确
3. B
4. B
第二部分
5. A, C, D
【解析】由图象可知,由 过程中,温度升高体积变大,体积与热力学温度成正比,由 可知,气体压强不变,是等压变化,故A正确;由图象可知,在 过程中,气体体积不变温度降低,由 可知,气体压强变小,故B错误;由图象可知,在 过程中,气体温度不变体积减小,由 可知,压强变大,故C正确;由图象可知, 、 两点温度相同, 点体积大于 点体积,由 可知, 点压强小于 点压强,故D正确
6. B, C, E
第三部分
7. (1) ;
【解析】由题意可知:,
因此 到 过程可以等效为等容变化
由查理定律得:,
代入数据解得:,
状态 到状态 的过程为等温变化,由玻意耳定律得:,
代入数据解得:;
(2) 个
【解析】气体在标准状态下的体积为 ,由盖吕萨克定律得:,
代入数据解得:,
因此气体的分子数为: 个。
8. (1)
【解析】(2012 全国新课标Ⅱ)
在打开阀门 前,两水槽水温均为 。设玻璃泡 中气体的压强为 ,体积为 ,玻璃泡 中气体的压强为 ,依题意有
式中 ,打开阀门 后,两水槽水温仍为 ,设玻璃泡 中气体的压强为 。依题意,有
玻璃泡 和 中气体的体积为
根据玻意耳定律得
联立以上各式,并代入题给数据得
(2)
【解析】当右侧水槽的水温加热至 时, 形管左、右水银柱高度差为 。
玻璃泡 中气体的压强为
玻璃泡 的气体体积不变,根据查理定理得

9. (1)
【解析】(2013 全国新课标Ⅰ)
与恒温热源接触后,在 未打开时,右活塞不动,两活塞下方的气体经历等压过程,由盖—吕萨克定律得
由此得
(2)
【解析】
由初始状态的力学平衡条件可知,左活塞的质量比右活塞的大。
打开 后,左活塞下降至某一位置,右活塞必须升至汽缸顶,才能满足力学平衡条件。
汽缸顶部与外界接触,底部与恒温热源接触,两部分气体各自经历等温过程,设左活塞上方气体压强为 ,由玻意耳定律得
联立 得
其解为 ,另一解为 ,不合题意,舍去。
10. (1)
【解析】以气缸内气体为研究对象,气体发生等温变化,
气体初状态的参量:,,,
由玻意耳定律得:,即:,
解得:,解得:。
(2)
【解析】活塞到缸口距离为 时,弹簧的伸长量为 ,
此时气体的压强:,
气体初状态的状态参量为:,,
由查理定律得:,则:。
11. (1)
【解析】由题图知, 过程发生等压变化,由盖 吕萨克定律有 ,解得 。
(2)
【解析】由题图知, 过程发生等容变化,由查理定律有 , 过程为等压变化,气体压强不变,有 ,由以上各式得 。
12. (1)
【解析】加力 后,A中气体的压强为
对A中的气体:
解得:
初态时,
同理
故活塞 向右移动的距离是 。
(2)
【解析】对 中的气体,因活塞 保持在原位置不动
末态压强为
根据查理定律得:
解得 ,即 。
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