高中物理选修3-3气体压强专项练习题
选修3-3 气体等圧変化和等容变化-水银柱封闭气体压强计算(内含答案)
高中物理选修3-3 气体气体等压变化和等容变化水银柱封闭气体压强计算专项练习1、如图所示为一均匀薄壁U形管,左管上端封闭,右管开口且足够长,管的横截面积为S,内装有密度为ρ的液体。
右管内有一质量为m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T0时,左、右管内液面等高,两管内空气柱长度均为L,压强均为大气压强p0,重力加速度为g。
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。
求:(1)右管活塞刚离开卡口上升时,右管封闭气体的压强p1;(2)温度升高到T1为多少时,右管活塞开始离开卡口上升;(3)温度升高到T2为多少时,两管液面高度差为L。
2、如图所示,一足够高的直立气缸上端开口,用一个厚度不计的活塞封闭了一段高为90cm的气柱,活塞的横截面积为0.01m2,活塞与气缸间的摩擦不计,气缸侧壁通过一个密封接口与U形管相通,密封接口离气缸底部的高度为70cm,气缸与U形管相通处气体体积忽略不计。
在图示状态时气体的问题为17℃,U形管两支管水银面的高度差h1为6cm,右支管内水银面到管口的高度为20cm,大气⁄。
求:压强p0=1.0×105Pa保持不变,水银的密度ρ=13.6×103kg m3(1)活塞的重力;(2)现在将U形管右支管开口端用橡皮塞(厚度不计)封住,并在活塞上添加沙粒,同时对气缸内的气体缓缓加热,让活塞高度始终不变。
当气体温度升高到57℃,不再加沙粒,同时停止对气体加热,这时U形管两支管内水银面的高度差h2变为多少?(气缸内气体温度变化不影响U形管)(3)保持上题中的沙粒质量不变,让气缸内的气体逐渐冷却,那么当气体的温度至少降为多少℃,U形管内的水银开始流动?3、一竖直放置的、长为L的圆筒下端封闭,上端与大气(视为理想气体)相通,初始时筒内气体温度为T1。
现将一颗沿筒壁自由滑动的活塞从上端放进圆筒,活塞下滑过程中气体温度保持不变且没有气体露出,平衡后圆筒内活塞上下两部分气柱长度比为1:3.若将圆筒下部气体温度降至T2,在保持温度不变的条件下将筒T2,大气压强为p0,重倒置,平衡后活塞下端与圆筒下端刚好平齐。
人教版高中物理选修3-3-第八章《气体》测试题(解析版)
第八章《气体》测试题一、单选题(共15小题)1.下列选项中属于物理学中实物模型的是()A.分子B.电场C.电子D.理想气体2.如图所示为A、B两部分理想气体的V-t图象,设两部分气体是质量相同的同种气体,根据图中所给条件,可知()A.当t=273.15 ℃时,气体的体积A比B大0.2 m3B.当tA=tB时,VA∶VB=3∶1C.当tA=tB时,VA∶VB=1∶3D.A,B两部分气体都作等压变化,它们的压强之比pA∶pB=3∶13.下列有关“温度”的概念的说法中正确的是()A.温度反映了每个分子热运动的剧烈程度B.温度是分子平均动能的标志C.一定质量的某种物质,内能增加,温度一定升高D.温度升高时物体的每个分子的动能都将增大4.对于一定质量的气体,在体积不变时,压强增大到原来的二倍,则气体温度的变化情况是()A.气体的摄氏温度升高到原来的二倍B.气体的热力学温度升高到原来的二倍C.气体的摄氏温度降为原来的一半D.气体的热力学温度降为原来的一半5.如图所示,在均匀U型管两端开口,装有如图所示的水银,今在管的一侧B上端加入同种液体,设缓缓加入且中间不留空隙,则B、C液面高度差将()A.变大B.变小C.不变D.不能确定6.如图所示,质量为M导热性能良好的汽缸由一根平行于斜面的细线系在光滑斜面上.汽缸内有一个质量为m的活塞,活塞与汽缸壁之间无摩擦且不漏气.汽缸内密封有一定质量的理想气体.如果大气压强增大(温度不变),则()A.气体的体积增大B.细线的张力增大C.气体的压强增大D.斜面对汽缸的支持力增大7.温度为27 ℃的一定质量的气体保持压强不变,把体积减为原来的一半时,其温度变为()A. 127 KB. 150 KC. 13.5 ℃D. 23.5 ℃8.如V-T图所示,一定质量的理想气体,从状态A变化到状态B,最后变化到状态C.线段AB平行横轴,线段AC连线过坐标原点.则气体压强p变化情况是()A.不断增大,且pC小于pAB.不断增大,且pC大于pAC.先增大再减小,且pC大于pAD.先增大再减小,且pC与pA相等9.如图所示,一个横截面积为S的圆筒形容器竖直放置,金属圆板的上表面是水平的,下表面是倾斜的,下表面与水平面的夹角为θ,圆板的质量为M,不计圆板与容器内壁的摩擦.若大气压强为p0,则被圆板封闭在容器中的气体的压强等于()A.B.+C.p0+D.p0+10.用活塞气筒向一个容积为V的容器内打气,每次能把体积为V0,压强为p0的空气打入容器内,若容器内原有空气的压强为p,打气过程中温度不变,则打了n次后容器内气体的压强为()A.B.p0+np0C.p+n()D.p0+()n·p011.一个密闭的钢管内装有空气,在温度为20 ℃时,压强为1 atm,若温度上升到80 ℃,管内空气的压强约为()A. 4 atmB.atmC. 1.2 atmD.atm12.一只轮胎容积为V=10 L,已装有p1=1 atm的空气.现用打气筒给它打气,已知打气筒的容积为V0=1 L,要使胎内气体压强达到p2=2.5 atm,应至少打多少次气?(设打气过程中轮胎容积及气体温度维持不变,大气压强p0=1 atm)()A. 8次B. 10次C. 12次D. 15次13.一定质量的理想气体,经历了如图所示的状态变化过程,则这三个状态的温度之比是()A. 1∶3∶5B. 3∶6∶5C. 3∶2∶1D. 5∶6∶314.关于密闭容器中气体的压强,下列说法正确的是()A.是由于气体分子相互作用产生的B.是由于气体分子碰撞容器壁产生的C.是由于气体的重力产生的D.气体温度越高,压强就一定越大15.一定质量的理想气体,经历一膨胀过程,这一过程可以用图中的直线ABC来表示,在A、B、C三个状态上,气体的温度TA、TB、TC相比较,大小关系为()A.TB=TA=TCB.TA>TB>TCC.TB>TA=TCD.TB<TA=TC二、实验题(共3小题)16.如图所示,在“用DIS研究在温度不变时,一定质量的气体压强与体积的关系”实验中,某同学将注射器活塞置于刻度为10 mL处,然后将注射器连接压强传感器并开始实验,气体体积V每增加1 mL测一定压强p,最后得到p和V的乘积逐渐增大.(1)由此可推断,该同学的实验结果可能为图________.(2)图线弯曲的可能原因是在实验过程中______.A.注射器有异物B.连接软管中存在的气体C.注射器内气体温度升高D.注射器内气体温度降低17.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-图象处理实验数据,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-图线不过原点,则V0代表___________.18.某小组在“用DIS研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系”实验.(1)实验过程中,下列哪些操作是正确的()A.推拉活塞时,动作要快,以免气体进入或漏出B.推拉活塞时,手可以握住整个注射器C.压强传感器与注射器之间的连接管脱落后,应立即重新接上,继续实验D.活塞与针筒之间要保持润滑又不漏气(2)该实验小组想利用实验所测得的数据测出压强传感器和注射器的连接管的容积,所测得的压强和注射器的容积(不包括连接管的容积)数据如下表所示:①为了更精确的测量也可以利用图象的方法,若要求出连接管的容积也可以画_______图.A.p-V B.V-pC.p-D.V-②利用上述图线求连接管的容积时是利用图线的________.A.斜率B.纵坐标轴上的截距C.横坐标轴上的截距D.图线下的“面积”三、计算题(共3小题)19.一轻活塞将一定质量的理想气体封闭在水平放置的固定汽缸内,开始时气体体积为V0,温度为27 ℃.在活塞上施加压力,将气体体积压缩到V0,温度升高到47 ℃.设大气压强p0=1.0×105Pa,活塞与汽缸壁的摩擦不计.(1)求此时气体的压强;(2)保持温度不变,缓慢减小施加在活塞上的压力使气体体积恢复到V0,求此时气体的压强.20.一定质量的理想气体经历了温度缓慢升高的变化,如图所示,p-T和V-T图各记录了其部分变化过程,试求:(1)温度600 K时气体的压强;(2)在p-T图象上将温度从400 K升高到600 K的变化过程补充完整.21.如图所示,一导热性能良好、内壁光滑的汽缸竖直放置,在距汽缸底部l=36 cm处有一与汽缸固定连接的卡环,活塞与汽缸底部之间封闭了一定质量的气体.当气体的温度T0=300 K、大气压强p0=1.0×105Pa时,活塞与汽缸底部之间的距离l0=30 cm,不计活塞的质量和厚度.现对汽缸加热,使活塞缓慢上升,求:(1)活塞刚到卡环处时封闭气体的温度T1;(2)封闭气体温度升高到T2=540 K时的压强p2.四、填空题(共3小题)22.在一个坚固的圆筒内,装有100 L压强为1个大气压的空气,现在想使筒内的空气压强增为10个大气压,应向筒内打入_________ L压强为1个大气压的空气.(设温度不变)23.如图所示是医院里给病人输液的示意图,假设药液瓶挂在高处的位置不变,则在输液过程中a、b两处气体的压强的变化是:a处气体的压强________,b处气体的压强________,药液进入人体的速度________.(填“变小”“变大”或“不变”)24.一定质量的理想气体经历如图所示的状态变化,变化顺序为a→b→c→d,图中坐标轴上的符号p指气体压强,V指气体体积,ab线段延长线过坐标原点,cd线段与p轴垂直,da 线段与轴垂直.气体在此状态变化过程中属于等温变化过程的是________,在b→c的变化过程中气体的内能______(填“增大”“减小”或“不变”).五、简答题(共3小题)25.某医院治疗一种疾病的治愈率为10 %,那么,前9个病人都没有治愈,第10个人就一定能治愈吗?26.如图所示为两种不同温度T1、T2下气体分子的麦克斯韦速率分布曲线,横坐标为速率,纵坐标为对应这一速率的分子个数,你能判断T1、T2的大小吗?27.从微观领域解释:一定质量的理想气体,在状态发生变化时,至少有两个状态参量同时发生变化,而不可能只有一个参量发生变化,其他两个参量不变.答案解析1.【答案】D【解析】建立理想化模型的一般原则是首先突出问题的主要因素,忽略问题的次要因素,为了使物理问题简单化,也为了便于研究分析,我们往往把研究的对象、问题简化,忽略次要的因素,抓住主要的因素,建立理想化的模型,电子、电场、分子都是实际的物体,而忽略气体分子的自身体积,将分子看成是有质量的几何点;假设分子间没有相互吸引和排斥,分子之间及分子与器壁之间发生的碰撞是完全弹性的,不造成动能损失,这种气体称为理想气体,故A、B、C错误,D正确.2.【答案】B【解析】由图象可知,A、B两部分气体都发生等压变化,由=C知它们在相同温度下体积之比不变.选择0 ℃读数,由y轴可知VA∶VB=3∶1,所以pA∶pB=VB∶VA=1∶3.3.【答案】B【解析】温度是分子平均动能大小的标志,而对某个确定的分子来说,其热运动的情况无法确定,不能用温度反映.故A、D错,B对.温度不升高而仅使分子的势能增加,也可以使物体内能增加,冰熔化为同温度的水就是一个例证,故C错.4.【答案】B【解析】一定质量的气体体积不变时,压强与热力学温度成正比,即=,得T2==2T1,B正确.5.【答案】C【解析】在B端加入水银后,A段水银柱不变,左侧密闭气体的压强不变,则B、C液面高度差不变,故C项正确.6.【答案】C【解析】对活塞受力分析,沿斜面方向可得:pS+mg sinα=p0S,所以p=p0-,若p0增大,则p增大,根据pV=常量,可知V减小;对汽缸和活塞的整体而言,细线的张力F T=(M+m)g sinα,;斜面对汽缸的支持力F=(M+m)g cosα,与大气压强无关,选项C 正确.7.【答案】B【解析】由盖—吕萨克定律得=,所以T2=·T1==K=150 K.8.【答案】D【解析】V-T图象中过原点的直线为等压线,直线斜率越大压强越小,如图可知:过OA的直线斜率大于过OB的直线斜率,故A的压强小于B的压强,由A到B压强增大,由B到C压强减小,AC的直线过原点,故pC与pA相等,D正确.9.【答案】D【解析】为求气体的压强,应以封闭气体的圆板为研究对象,分析其受力,如图所示.由平衡条件得p·cosθ=p0S+Mg解得:p=p0+,所以正确选项为D.10.【答案】C【解析】将n次打气的气体和容器中原有气体分别看成是初态,将打气后容器内气体看成是末态,利用等温分态分式,有pV+np0V0=p′V,得n次打气后容器内气体的压强p′=p+n(),即C正确.11.【答案】C【解析】由查理定律知=,代入数据解得,p2≈1.2 atm,所以C正确.12.【答案】D【解析】本题中,胎内气体质量发生变化,选打入的气体和原来的气体组成的整体为研究对象.设打气次数为n,则V1=V+nV0,由玻意耳定律,p1V1=p2V,解得n=15次.13.【答案】B【解析】由理想气体状态方程得:=C(C为常数),可见pV=TC,即pV的乘积与温度T 成正比,故B项正确.14.【答案】B【解析】气体的压强是由容器内的大量分子撞击器壁产生的,A、C错,B对;气体的压强与温度和体积两个因素有关,温度升高压强不一定增大,故D错.15.【答案】C【解析】由图中各状态的压强和体积的值可知:pA·VA=pC·VC<pB·VB,因为=恒量,可知TA =TC<TB.另外从图中也可知A、C处在同一等温线上,而B处在离原点更远的一条等温线上,所以TB>TA=TC.16.【答案】(1)(a)(2)C【解析】(1)由于“最后得到p和V的乘积逐渐增大”,因此在V-图象中,斜率k=pV逐渐增大,斜率变大,故选(a).(2)注射器有异物不会影响图线的斜率,故A错误.连接软管中存在气体可以视为被封闭的气体总体积较大,不会影响斜率,故B错误.注射器内气体温度升高,由克拉柏龙方程知=c,当T增大时,pV会增大,故C正确,D错误.17.【答案】(1)用润滑油涂活塞(2)缓慢抽动活塞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【解析】(1)为了保证气体的质量不变,要用润滑油涂活塞达到封闭效果.(2)要让气体与外界进行足够的热交换,一要时间长,也就是动作缓慢,二要活塞导热性能好,再者,不能用手握住封闭气体部分的注射器.(3)根据p(V+V0)=C,C为定值,则V=-V0,体积读数值比实际值大V0.18.【答案】(1)D (2)①D②B【解析】19.【答案】(1)1.6×105Pa(2)1.1×105Pa【解析】(1)由理想气体状态方程得:=,所以此时气体的压强为:p1=×=×Pa=1.6×105Pa.(2)由玻意耳定律得:p2V2=p3V3,所以p3==Pa≈1.1×105Pa.20.【答案】(1)1.25×105Pa(2)如图所示【解析】(1)由题图知,p1=1.0×105Pa,V1=2.5 m3,T1=400 Kp2=?,V2=3 m3,T2=600 K由理想气体状态方程得=p2==1.25×105Pa(2)在原p-T图象上补充两段直线21.【答案】(1)360 K(2)1.5×105Pa【解析】(1)设汽缸的横截面积为S.由题意可知,活塞缓慢上升,说明活塞平衡,此过程为等压膨胀由盖—吕萨克定律有=T1=T0=360 K(2)由题意可知,封闭气体后体积保持不变由查理定律有=p2=p0=1.5×105Pa.22.【答案】900【解析】取后来筒中气体为研究对象,根据玻意耳定律得:1 atm×(100 L+V)=100 L×10 atm,从而得V=900 L.23.【答案】变大不变不变【解析】选A管下端液面为研究对象,在大气压强p0(向上)、液柱h1的压强ρgh1(向下)和液柱h1上方液面处压强pa(向下)作用下平衡.因为p0=pa+ρgh1,则有pa=p0-ρgh1,因为输液过程中h1不断减小,所以pa不断增大.再对b处气体上方液面进行受力分析,B管中与A管最低液面在同一水平面处的压强也为p0,则有pb=p0+ρgh2,因为在输液过程中p0、h2不变,所以pb不变,则药液进入人体的速度也不变.24.【答案】a→b增大【解析】根据理想气体状态变化方程=C得p=T,可知当温度不变时p-是一条过原点的倾斜直线,所以a→b是等温变化.由p=T可知图线的斜率表示温度的高低,所以b→c的过程中气体温度升高,又因为理想气体的内能只跟温度有关,所以内能增大.25.【答案】如果把治疗一个病人作为一次试验,这个病人的治愈率是10 %.随着试验次数的增加,即治疗的病人数的增加,大约有10 %的人能够治愈.对于某一次试验来说,其结果是随机的,因此,前9个病人没有治愈是可能的,对第10个人来说,其结果仍然是随机的,既有可能治愈,也可能没有治愈,治愈率仍为10 %.【解析】26.【答案】T2>T1【解析】温度升高分子的热运动加剧,分子的平均速率变大,速率大的分子所占的比例变大,曲线峰值向速率大的一方移动,所以T2>T1.27.【答案】从微观领域分析,气体的压强由气体的分子密度和气体分子的平均动能决定,而温度是平均动能的标志.对一定质量的理想气体,若体积变化,分子的密度必然发生变化,必引起压强变化;若温度变化,则分子的平均动能发生变化,那么气体的压强必然发生变化;若气体的压强发生变化,必然是决定气体压强的因素发生变化,即气体的分子密度或气体分子的平均动能发生变化.所以说气体状态发生变化时,不可能只有一个参量发生变化,其他两个参量不变.【解析】。
人教版高中物理选修3-3-第八章《气体》测试题(解析版)
一、单选题(共15小题)1.下列选项中属于物理学中实物模型的是( )A.分子B.电场C.电子D.理想气体2.如图所示为A、B两部分理想气体的V-t图象,设两部分气体是质量相同的同种气体,根据图中所给条件,可知( )A.当t=℃时,气体的体积A比B大 m3B.当tA=tB时,VA∶VB=3∶1C.当tA=tB时,VA∶VB=1∶3D.A,B两部分气体都作等压变化,它们的压强之比pA∶pB=3∶13.下列有关“温度”的概念的说法中正确的是( )A.温度反映了每个分子热运动的剧烈程度B.温度是分子平均动能的标志C.一定质量的某种物质,内能增加,温度一定升高D.温度升高时物体的每个分子的动能都将增大4.对于一定质量的气体,在体积不变时,压强增大到原来的二倍,则气体温度的变化情况是( )A.气体的摄氏温度升高到原来的二倍B.气体的热力学温度升高到原来的二倍C.气体的摄氏温度降为原来的一半D.气体的热力学温度降为原来的一半5.如图所示,在均匀U型管两端开口,装有如图所示的水银,今在管的一侧B上端加入同种液体,设缓缓加入且中间不留空隙,则B、C液面高度差将( )A.变大B.变小C.不变D.不能确定6.如图所示,质量为M导热性能良好的汽缸由一根平行于斜面的细线系在光滑斜面上.汽缸内有一个质量为m的活塞,活塞与汽缸壁之间无摩擦且不漏气.汽缸内密封有一定质量的理想气体.如果大气压强增大(温度不变),则( )A.气体的体积增大B.细线的张力增大C.气体的压强增大D.斜面对汽缸的支持力增大7.温度为27 ℃的一定质量的气体保持压强不变,把体积减为原来的一半时,其温度变为( )A. 127 KB. 150 KC. 13.5 ℃D. 23.5 ℃8.如V-T图所示,一定质量的理想气体,从状态A变化到状态B,最后变化到状态C.线段AB平行横轴,线段AC连线过坐标原点.则气体压强p变化情况是( )A.不断增大,且pC小于pAB.不断增大,且pC大于pAC.先增大再减小,且pC大于pAD.先增大再减小,且pC与pA相等9.如图所示,一个横截面积为S的圆筒形容器竖直放置,金属圆板的上表面是水平的,下表面是倾斜的,下表面与水平面的夹角为θ,圆板的质量为M,不计圆板与容器内壁的摩擦.若大气压强为p0,则被圆板封闭在容器中的气体的压强等于( )A.B.+C.p0+D.p0+10.用活塞气筒向一个容积为V的容器内打气,每次能把体积为V0,压强为p0的空气打入容器内,若容器内原有空气的压强为p,打气过程中温度不变,则打了n次后容器内气体的压强为( )A.B.p0+np0C.p+n()D.p0+()n·p011.一个密闭的钢管内装有空气,在温度为20 ℃时,压强为1 atm,若温度上升到80 ℃,管内空气的压强约为( )A. 4 atmB.atmC. 1.2 atmD.atm12.一只轮胎容积为V=10 L,已装有p1=1 atm的空气.现用打气筒给它打气,已知打气筒的容积为V0=1 L,要使胎内气体压强达到p2=2.5 atm,应至少打多少次气(设打气过程中轮胎容积及气体温度维持不变,大气压强p0=1 atm)( )A. 8次B. 10次C. 12次D. 15次13.一定质量的理想气体,经历了如图所示的状态变化过程,则这三个状态的温度之比是( )A.1∶3∶5B.3∶6∶5C.3∶2∶1D.5∶6∶314.关于密闭容器中气体的压强,下列说法正确的是( )A.是由于气体分子相互作用产生的B.是由于气体分子碰撞容器壁产生的C.是由于气体的重力产生的D.气体温度越高,压强就一定越大15.一定质量的理想气体,经历一膨胀过程,这一过程可以用图中的直线ABC来表示,在A、B、C三个状态上,气体的温度TA、TB、TC相比较,大小关系为( )A.TB=TA=TCB.TA>TB>TCC.TB>TA=TCD.TB<TA=TC二、实验题(共3小题)16.如图所示,在“用DIS研究在温度不变时,一定质量的气体压强与体积的关系”实验中,某同学将注射器活塞置于刻度为10 mL处,然后将注射器连接压强传感器并开始实验,气体体积V每增加1mL测一定压强p,最后得到p和V的乘积逐渐增大.(1)由此可推断,该同学的实验结果可能为图________.(2)图线弯曲的可能原因是在实验过程中______.A.注射器有异物B.连接软管中存在的气体C.注射器内气体温度升高D.注射器内气体温度降低17.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-图象处理实验数据,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-图线不过原点,则V0代表___________.18.某小组在“用DIS研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系”实验.(1)实验过程中,下列哪些操作是正确的( )A.推拉活塞时,动作要快,以免气体进入或漏出B.推拉活塞时,手可以握住整个注射器C.压强传感器与注射器之间的连接管脱落后,应立即重新接上,继续实验D.活塞与针筒之间要保持润滑又不漏气(2)该实验小组想利用实验所测得的数据测出压强传感器和注射器的连接管的容积,所测得的压强和注射器的容积(不包括连接管的容积)数据如下表所示:①为了更精确的测量也可以利用图象的方法,若要求出连接管的容积也可以画_______图.A.p-V B.V-pC.p-D.V-②利用上述图线求连接管的容积时是利用图线的________.A.斜率B.纵坐标轴上的截距C.横坐标轴上的截距D.图线下的“面积”三、计算题(共3小题)19.一轻活塞将一定质量的理想气体封闭在水平放置的固定汽缸内,开始时气体体积为V0,温度为27 ℃.在活塞上施加压力,将气体体积压缩到V0,温度升高到47 ℃.设大气压强p0=×105Pa,活塞与汽缸壁的摩擦不计.(1)求此时气体的压强;(2)保持温度不变,缓慢减小施加在活塞上的压力使气体体积恢复到V0,求此时气体的压强.20.一定质量的理想气体经历了温度缓慢升高的变化,如图所示,p-T和V-T图各记录了其部分变化过程,试求:(1)温度600 K时气体的压强;(2)在p-T图象上将温度从400 K升高到600 K的变化过程补充完整.21.如图所示,一导热性能良好、内壁光滑的汽缸竖直放置,在距汽缸底部l=36 cm处有一与汽缸固定连接的卡环,活塞与汽缸底部之间封闭了一定质量的气体.当气体的温度T0=300 K、大气压强p0=1.0×105Pa时,活塞与汽缸底部之间的距离l0=30 cm,不计活塞的质量和厚度.现对汽缸加热,使活塞缓慢上升,求:(1)活塞刚到卡环处时封闭气体的温度T1;(2)封闭气体温度升高到T2=540 K时的压强p2.四、填空题(共3小题)22.在一个坚固的圆筒内,装有100 L压强为1个大气压的空气,现在想使筒内的空气压强增为10个大气压,应向筒内打入_________ L压强为1个大气压的空气.(设温度不变)23.如图所示是医院里给病人输液的示意图,假设药液瓶挂在高处的位置不变,则在输液过程中a、b两处气体的压强的变化是:a处气体的压强________,b处气体的压强________,药液进入人体的速度________.(填“变小”“变大”或“不变”)24.一定质量的理想气体经历如图所示的状态变化,变化顺序为a→b→c→d,图中坐标轴上的符号p指气体压强,V指气体体积,ab线段延长线过坐标原点,cd线段与p轴垂直,da线段与轴垂直.气体在此状态变化过程中属于等温变化过程的是________,在b→c的变化过程中气体的内能______(填“增大”“减小”或“不变”).五、简答题(共3小题)25.某医院治疗一种疾病的治愈率为10 %,那么,前9个病人都没有治愈,第10个人就一定能治愈吗26.如图所示为两种不同温度T1、T2下气体分子的麦克斯韦速率分布曲线,横坐标为速率,纵坐标为对应这一速率的分子个数,你能判断T1、T2的大小吗27.从微观领域解释:一定质量的理想气体,在状态发生变化时,至少有两个状态参量同时发生变化,而不可能只有一个参量发生变化,其他两个参量不变.答案解析1.【答案】D【解析】建立理想化模型的一般原则是首先突出问题的主要因素,忽略问题的次要因素,为了使物理问题简单化,也为了便于研究分析,我们往往把研究的对象、问题简化,忽略次要的因素,抓住主要的因素,建立理想化的模型,电子、电场、分子都是实际的物体,而忽略气体分子的自身体积,将分子看成是有质量的几何点;假设分子间没有相互吸引和排斥,分子之间及分子与器壁之间发生的碰撞是完全弹性的,不造成动能损失,这种气体称为理想气体,故A、B、C错误,D正确.2.【答案】B【解析】由图象可知,A、B两部分气体都发生等压变化,由=C知它们在相同温度下体积之比不变.选择0 ℃读数,由y轴可知VA∶VB=3∶1,所以pA∶pB=VB∶VA=1∶3.3.【答案】B【解析】温度是分子平均动能大小的标志,而对某个确定的分子来说,其热运动的情况无法确定,不能用温度反映.故A、D错,B对.温度不升高而仅使分子的势能增加,也可以使物体内能增加,冰熔化为同温度的水就是一个例证,故C错.4.【答案】B【解析】一定质量的气体体积不变时,压强与热力学温度成正比,即=,得T2==2T1,B 正确.5.【答案】C【解析】在B端加入水银后,A段水银柱不变,左侧密闭气体的压强不变,则B、C液面高度差不变,故C项正确.6.【答案】C【解析】对活塞受力分析,沿斜面方向可得:pS+mg sinα=p0S,所以p=p0-,若p0增大,则p增大,根据pV=常量,可知V减小;对汽缸和活塞的整体而言,细线的张力F T=(M+m)g sinα,;斜面对汽缸的支持力F=(M+m)g cosα,与大气压强无关,选项C正确.7.【答案】B【解析】由盖—吕萨克定律得=,所以T2=·T1==K=150 K.8.【答案】D【解析】V-T图象中过原点的直线为等压线,直线斜率越大压强越小,如图可知:过OA的直线斜率大于过OB的直线斜率,故A的压强小于B的压强,由A到B压强增大,由B到C压强减小,AC的直线过原点,故pC与pA相等,D正确.9.【答案】D【解析】为求气体的压强,应以封闭气体的圆板为研究对象,分析其受力,如图所示.由平衡条件得p·cosθ=p0S+Mg解得:p=p0+,所以正确选项为D.10.【答案】C【解析】将n次打气的气体和容器中原有气体分别看成是初态,将打气后容器内气体看成是末态,利用等温分态分式,有pV+np0V0=p′V,得n次打气后容器内气体的压强p′=p+n(),即C正确.11.【答案】C【解析】由查理定律知=,代入数据解得,p2≈1.2 atm,所以C正确.12.【答案】D【解析】本题中,胎内气体质量发生变化,选打入的气体和原来的气体组成的整体为研究对象.设打气次数为n,则V1=V+nV0,由玻意耳定律,p1V1=p2V,解得n=15次.13.【答案】B【解析】由理想气体状态方程得:=C(C为常数),可见pV=TC,即pV的乘积与温度T成正比,故B项正确.14.【答案】B【解析】气体的压强是由容器内的大量分子撞击器壁产生的,A、C错,B对;气体的压强与温度和体积两个因素有关,温度升高压强不一定增大,故D错.15.【答案】C【解析】由图中各状态的压强和体积的值可知:pA·VA=pC·VC<pB·VB,因为=恒量,可知TA=<TB.另外从图中也可知A、C处在同一等温线上,而B处在离原点更远的一条等温线上,所以TB>TA=TC.TC16.【答案】(1)(a) (2)C【解析】(1)由于“最后得到p和V的乘积逐渐增大”,因此在V-图象中,斜率k=pV逐渐增大,斜率变大,故选(a).(2)注射器有异物不会影响图线的斜率,故A错误.连接软管中存在气体可以视为被封闭的气体总体积较大,不会影响斜率,故B错误.注射器内气体温度升高,由克拉柏龙方程知=c,当T增大时,pV会增大,故C正确,D错误.17.【答案】(1)用润滑油涂活塞(2)缓慢抽动活塞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【解析】(1)为了保证气体的质量不变,要用润滑油涂活塞达到封闭效果.(2)要让气体与外界进行足够的热交换,一要时间长,也就是动作缓慢,二要活塞导热性能好,再者,不能用手握住封闭气体部分的注射器.(3)根据p(V+V0)=C,C为定值,则V=-V0,体积读数值比实际值大V0.18.【答案】(1)D (2)①D②B【解析】19.【答案】(1)×105Pa (2)×105Pa【解析】(1)由理想气体状态方程得:=,所以此时气体的压强为:p1=×=×Pa=×105Pa.(2)由玻意耳定律得:p2V2=p3V3,所以p3==Pa≈×105Pa.20.【答案】(1)×105Pa (2)如图所示【解析】(1)由题图知,p1=×105Pa,V1= m3,T1=400 Kp2=,V2=3 m3,T2=600 K由理想气体状态方程得=p2==×105Pa(2)在原p-T图象上补充两段直线21.【答案】(1)360 K (2)1.5×105Pa【解析】(1)设汽缸的横截面积为S.由题意可知,活塞缓慢上升,说明活塞平衡,此过程为等压膨胀由盖—吕萨克定律有=T1=T0=360 K(2)由题意可知,封闭气体后体积保持不变由查理定律有=p2=p0=1.5×105Pa.22.【答案】900【解析】取后来筒中气体为研究对象,根据玻意耳定律得:1 atm×(100 L+V)=100 L×10 atm,从而得V=900 L.23.【答案】变大不变不变【解析】选A管下端液面为研究对象,在大气压强p0(向上)、液柱h1的压强ρgh1(向下)和液柱h1上方液面处压强pa(向下)作用下平衡.因为p0=pa+ρgh1,则有pa=p0-ρgh1,因为输液过程中h1不断减小,所以pa不断增大.再对b处气体上方液面进行受力分析,B管中与A管最低液面在同一水平面处的压强也为p0,则有pb=p0+ρgh2,因为在输液过程中p0、h2不变,所以pb不变,则药液进入人体的速度也不变.24.【答案】a→b增大【解析】根据理想气体状态变化方程=C得p=T,可知当温度不变时p-是一条过原点的倾斜直线,所以a→b是等温变化.由p=T可知图线的斜率表示温度的高低,所以b→c的过程中气体温度升高,又因为理想气体的内能只跟温度有关,所以内能增大.25.【答案】如果把治疗一个病人作为一次试验,这个病人的治愈率是10 %.随着试验次数的增加,即治疗的病人数的增加,大约有10 %的人能够治愈.对于某一次试验来说,其结果是随机的,因此,前9个病人没有治愈是可能的,对第10个人来说,其结果仍然是随机的,既有可能治愈,也可能没有治愈,治愈率仍为10 %.【解析】26.【答案】T2>T1【解析】温度升高分子的热运动加剧,分子的平均速率变大,速率大的分子所占的比例变大,曲线峰值向速率大的一方移动,所以T2>T1.27.【答案】从微观领域分析,气体的压强由气体的分子密度和气体分子的平均动能决定,而温度是平均动能的标志.对一定质量的理想气体,若体积变化,分子的密度必然发生变化,必引起压强变化;若温度变化,则分子的平均动能发生变化,那么气体的压强必然发生变化;若气体的压强发生变化,必然是决定气体压强的因素发生变化,即气体的分子密度或气体分子的平均动能发生变化.所以说气体状态发生变化时,不可能只有一个参量发生变化,其他两个参量不变.【解析】、。
高中物理选修3_3气体压强专项练习题(附答案)
选修3-3 气体压强计算专项练习一、计算题1、一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C.其状态变化过程的p﹣V图象如图所示.已知该气体在状态A时的温度为27℃.则:①该气体在状态B和C时的温度分别为多少℃?②该气体从状态A经B再到C的全过程中是吸热还是放热?传递的热量是多少?2、一定质量理想气体经历如图所示的A→B、B→C、C→A三个变化过程.T A=300 K.气体从C→A的过程中做功为100 J.同时吸热250 J.已知气体的内能与温度成正比。
求:(i)气体处于C状态时的温度T C;(i i)气体处于C状态时内能U C。
3、如图所示.一个内壁光滑的导热气缸竖直放置.内部封闭一定质量的理想气体.环境温度为27℃.现将一个质量为m=2kg的活塞缓慢放置在气缸口.活塞与气缸紧密接触且不漏气.已知活塞的横截面积为S=4.0×10﹣4m2.大气压强为P0=1.0×105Pa.重力加速度g取10m/s2.气缸高为h=0.3m.忽略活塞及气缸壁的厚度.(i)求活塞静止时气缸内封闭气体的体积.(ii)现在活塞上放置一个2kg的砝码.再让周围环境温度缓慢升高.要使活塞再次回到气缸顶端.则环境温度应升高到多少摄氏度?4、【2017·开封市高三第一次模拟】如图所示.一汽缸固定在水平地面上.通过活塞封闭有一定质量的理想气体.活塞与缸壁的摩擦可忽略不计.活塞的截面积S=100 cm2.活塞与水平平台上的物块A用水平轻杆连接.在平台上有另一物块B.A、B的质量均为m=62.5 kg.物块与平台间的动摩擦因数μ=0.8.两物块间距为d=10 cm.开始时活塞距缸底L1=10 cm.缸内气体压强p1等于外界大气压强p0=1×105 Pa.温度t1=27 ℃.现对汽缸内的气体缓慢加热.(g=10 m/s2)求:①物块A开始移动时.汽缸内的温度;②物块B开始移动时.汽缸内的温度.5、如图所示.一导热性能良好、内壁光滑的气缸水平放置.横截面积为S=2×10﹣3m2质量为m=4kg厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一部分气体.此时活塞与气缸底部之间的距离为24cm.在活塞的右侧12cm处有一对与气缸固定连接的卡环.气体的温度为300K.大气压强P0=1.0×105Pa.现将气缸竖直放置.如图所示.取g=10m/s2求:(1)活塞与气缸底部之间的距离;(2)加热到675K时封闭气体的压强.6、一个上下都与大气相通的直圆筒.内部横截面积为S = 0.01m2.中间用两个活塞A和B封住一定质量的气体。
物理选修3-3 气体习题
A. P0 -ρg(h1+ h2- h3) B. P0 -ρg(h1+ h3) C. P0 -ρg(h1+ h3- h2) D. P0 -ρg(h1+ h2)
h1
h2
h3
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h的水 银柱,中间封有一段空气,则
(A)弯管左管内外水银面的高度差为h (B)若把弯管向上移动少许,则管内气体体积增大 (C)若把弯管向下移动少许,则右管内的水银柱沿管壁上升 (D)若环境温度升高,则右管内的水银柱沿管壁上升
1.一端封闭的玻璃管倒插入水银槽中,管竖直放置时, 管内水银面比管外高h,上端空气柱长为L,如图1所示, 已知大气压强为H cmHg,下列说法正确的是( ) A.此时封闭气体的压强是(L+h) cmHg B.此时封闭气体的压强是(H-h) cmHg C.此时封闭气体的压强是(H+h) cmHg D.此时封闭气体的压强是(H-L) cmHg
2.在温度不变的情况下,把一根长为100cm的上 端封闭的均匀玻璃管竖直 插入水银槽中,管口到 槽内水银面的距离是管长的一半,如图所示,已 知 大气压相当于75cm高水银柱产生压强,求水 银进入管高度.
3.如图所示,竖直放置的弯曲管A端开口,B端封闭, 密度为ρ的液体将两段空气封闭在管内,管内液面高度 差分别为 h1、h2 和 h3,则 B端气体的压强为(已知大 气压强为P0) (空气。容器与水银压强计相连,压强计 左右两管下部由软胶管相连。气阀关闭时,两管中水银面等高,左管中水 银面上方到气阀之间空气的体积为。打开气阀,左管中水银下降;缓慢地 向上提右管,使左管中水银面回到原来高度,此时右管与左管中水银面的 高度差为h。已知水银的密度为,大气压强为,重力加速度为g;空气可 视为理想气体,其温度不变。求气阀打开前容器中压缩空气的压强P1。
高二物理选修3-3压强真题练习
选修3-3真题练习33.(18年课标1,33题)[物理—选修3-3](15分)(1)(5分)如图,一定质量的理想气体从状态a 开始,经历过程①、②、③、④到达状态e ,对此气体,下列说法正确的是 (选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分:每选错1个扣3分,最低得分为0分)。
A .过程①中气体的压强逐渐减小B .过程②中气体对外界做正功C .过程④中气体从外界吸收了热量D .状态c 、d 的内能相等E .状态d 的压强比状态b 的压强小(2)(10分)如图,容积为V 的汽缸由导热材料制成,面积为S 的活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分,汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连,细管上有一阀门K 。
开始时,K 关闭,汽缸内上下两部分气体的压强均为p 0, 现将K 打开,容器内的液体缓慢地流入汽缸,当流入的液体体积为8V 时,将K 关闭,活塞平衡时其下方气体的体积减小了6V ,不计活塞的质量和体积,外界温度保持不变,重力加速度大小为g 。
求流入汽缸内液体的质量。
(1)(5分)氧气分子在0 ℃和100 ℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。
下列说法正确的是________。
(填正确答案标号。
选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。
每选错1个扣3分,最低得分为0分)A.图中两条曲线下面积相等B.图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形C.图中实线对应于氧气分子在100 ℃时的情形D.图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目E.与0 ℃时相比,100 ℃时氧气分子速率出现在0~400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大(2)(10分)如图,容积均为V的汽缸A、B下端有细管(容积可忽略)连通,阀门K2位于细管的中部,A、B的顶部各有一阀门K1、K3;B中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略)。
初始时,三个阀门均打开,活塞在B的底部;关闭K2、K3,通过K1给汽缸充气,使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1。
气体压强练习题(含答案)
气体压强练习题(含答案)
1. 一个气缸的体积是0.5L,内有0.2mol的气体,温度为300K,求气体的压强。
解答:根据理想气体状态方程,气体的压强可以通过以下公式
计算:
P = (n * R * T) / V,
其中,P为气体的压强,n为气体的摩尔数,R为气体常数,T
为气体的温度,V为气体的体积。
将已知值代入公式,得到:
P = (0.2mol * 8.314 J/(mol*K) * 300K) / 0.5L,
计算得到气体的压强为9968.4 Pa。
2. 一个中有2.5mol的气体,体积为10L,温度为400K,求气
体的压强。
解答:和上一题类似,根据理想气体状态方程,气体的压强可
以通过以下公式计算:
P = (n * R * T) / V
将已知值代入公式,得到:
P = (2.5mol * 8.314 J/(mol*K) * 400K) / 10L,
计算得到气体的压强为9972.4 Pa。
3. 一个中的气体,压强为Pa,摩尔数为0.5mol,体积为0.4L,求气体的温度。
解答:根据理想气体状态方程,气体的温度可以通过以下公式
计算:
T = (P * V) / (n * R)
将已知值代入公式,得到:
T = ( Pa * 0.4L) / (0.5mol * 8.314 J/(mol*K)) 计算得到气体的温度为9611.8 K。
注意:以上计算中使用的单位为标准单位。
希望这份练习题对您有帮助!。
高中物理选修3-3热学《气体》单元测试题(含答案)
高中物理选修3-3热学《气体》单元测试题一、 选择题(共8小题,每小题6分,共48分)1. 有下列几种说法,其中错误的是A. 气体体积等于各个气体分子体积之和B. 气体的压强由大量气体分子对器壁的频繁碰撞而产生C. 温度越高,气体分子平均速度越大D. 一定质量的气体,体积不变时,分子平均速度越大,气体压强也越大2. 如图1所示,在U 型管的封闭端A 内有一部分气体,管中标斜线部分均为水银,则A 内气体的压强应为下述关系式中的:A. p=h 2B.p=p 0-h 1-h 2C.p=p 0-h 2D. p=p 0+h 13. 关于摄氏温度与热力学温度的换算中,下面说法错误的是A. 10℃=283KB.升高10℃就是升高283KC.-10℃=263KD. 降低到-10℃就是降低到263K4、如图汽缸由不传热的活塞把缸内理想气体分成两部分,当Ⅰ、Ⅱ两部分气体的热力学温度之比为3:2,他们的体积之比为2:1,如图所示,如果把气体Ⅰ升温到127℃,气体Ⅱ降温到-73℃,不计活塞和汽缸间的摩擦,活塞达到平衡后,两部分气体体积之比为A. 2:1B. 3:2C.5:2D.8:215.将一端开口的均匀玻璃管,开口竖直向下放入水银槽中,管上端封闭有空气,开始时管内外水银高度差为h ,现用力F 将管缓慢即匀速的提起,如图8—3所示,则在匀速提升过程中,作用在管外竖直向上的拉力F 的变化情况为:(设管不离开水银面)A. 逐渐增大B.逐渐减小C. 不变D. 不能判定6.如图所示,一定质量理想气体经历ab 、bc 、cd 、da 四个过程,正确的是A. ab 过程中气体压强减小B. bc 过程中气体压强减小C. cd 过程中气体压强增大D. da 过程中气体压强增大7.如图所示,一段水银柱把部分空气封闭在粗细均匀的玻璃管里,在玻璃管里先通过封闭端口的水平轴,顺时针旋转一周,下列说法正确的是A. 封闭端内的空气压强由大变小,又由小变大,恢复原值B. 封闭端内的空气压强由小变大,又由大变小,恢复原值C. 封闭端的空气体积由大变小,又由小变大,恢复原值D. 封闭端的空气体积由小变大,又由小变大,恢复原值8.在两端封闭内径均匀的玻璃观中有一段水银柱,起两端是空气,当玻璃管水平放置时,两端的空气柱长恰好相等,压强为p 厘米汞柱高,当玻璃管竖直放置时,上段空气柱的长度是下段的2倍,则玻璃观中的水银长的厘米数是:A. PB.3p/4C. p/2D.p/4图8—3二、填空题(每题6分,共12分)9.如图,两端都开口的倒U形玻璃管,B端插入水银槽中,而在右边管内有一段长为5cm的水银柱处于平衡状态,则左管内外水银面高度差为_______ cm,若把该管缓慢竖直向上提起2cm,则左管内外水银面高度差将______,右管内水银柱将向____移动10.温度为273℃,压强为0.5atm的空气密度为kg/m3。
高中物理选修3-3气体大题训练(带答案)
选修3-3气体计算题专练1.如图所示,气缸呈圆柱形,上部有挡板,内部高度为d.筒内一个很薄的质量不计的活塞封闭一定量的理想气体,开始时活塞处于离底部的高度,外界大气压强为1×105Pa,温度为27℃,现对气体加热.求:①当活塞刚好到达汽缸口时,气体的温度;②气体温度达到387℃时,活塞离底部的高度和气体的压强.2.如图所示,U形管两臂粗细不等,开口向上,右端封闭的粗管横截面积是开口的细管的三倍,管中装入水银,大气压为76cmHg.左端开口管中水银面到管口距离为11cm,且水银面比封闭管内高4cm,封闭管内空气柱长为11cm.现在开口端用小活塞封住,并缓慢推动活塞,使两管液面相平,推动过程中两管的气体温度始终不变,试求:①粗管中气体的最终压强;②活塞推动的距离.3.如图所示粗细均匀的U形玻璃管竖直放置,左端用水银封闭着长L=13cm的理想气体,右端开口,当封闭气体的温度T=312K时,两管水银面的高度差△h=4cm.现对封闭气体缓慢加热,直到左.右两管中的水银面相平.设外界大气压p o=76cmHg.①求左、右两管中的水银面相平时封闭气体的温度;②若保持①问中气体温度不变,从右管的开口端缓慢注入水银,直到右侧管的水银面比左侧管的高△h′=4cm,求注入水银柱的长度.4.如图,有一个在水平面上固定放置的气缸,由a、b、c三个粗细不同的同轴绝热圆筒组成,a、b、c的横截面积分别为2S、S和3S.已知大气压强为p0.两绝热活塞A和B用一根长为4l的不可伸长的细线相连,两活塞之间密封有温度为T0的空气,开始时,两活塞静止在图示位置.现对气体加热,使其温度缓慢上升,两活塞缓慢移动,忽略两活塞与圆筒之间的摩擦.求:①加热前被封闭气体的压强和细线中的拉力;②气体温度上升到多少时,其中一活塞恰好移至其所在圆筒与b圆筒连接处;气体温度上到时,封闭气体的压强.5.如图所示,导热的圆柱形汽缸固定在水平桌面上,横截面积为S.质量为m1的活塞封闭着一定质量的气体(可视为理想气体),活塞与汽缸间无摩擦且不漏气.总质量为m2的砝码盘(含砝码)通过左侧竖直的细绳与活塞相连.当环境温度为T时,活塞离缸底的高度为h.现使活塞离缸底的高度为,求:①当活塞再次平衡时,环境温度度是多少?②保持①中的环境温度不变,在砝码盘中添加质量为△m的砝码时,活塞返回到高度为h处,求大气压强.6.如图所示,开口向上竖直放置的内壁光滑气缸,其侧壁是绝热的,底部导热,内有两个质量均为m 的密闭活塞,活塞A导热,活塞B绝热,将缸内理想气体分成℃.℃两部分.初状态整个装置静止不动且处于平衡状态,℃.℃两部分气体的高度均为l0,温度为T0.设外界大气压强为P0保持不变,活塞横截面积为S,且mg=P0S,环境温度保持不变.求:在活塞A上逐渐添加铁砂,当铁砂质量等于2m时,两活塞在某位置重新处于平衡,活塞A下降的高度.7.有人设计了一种测温装置,其结构如图所示,玻璃瓶A内封有一定量气体,与管A相连的B管插在水银槽中,管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度,即环境温度,并可由B管上的刻度直接读出.设B管的体积与A泡的体积相比可略去不计.①B管刻度线是在1标准大气压下制作的(1标准大气压相当于76cm水银柱的压强).已知当温度t=27℃时的刻度线在x=16cm处,问t=0℃的刻度线在x为多少厘米处?②若大气压已变为相当于75cm水银柱的压强,利用该测温装置测量温度时所得读数仍为27℃,问此时实际温度为多少?8.如图所示,导热良好的U型玻璃管左右两臂等高,左端管口封闭,右端管口与大气相通,用水银柱在玻璃管内封闭了一段长L1=20cm的空气柱,此时左端水银面比右端水银面高h=33cm.现从右侧管口向管内缓慢注入水银,此过程中环境温度保持不变,直到右侧水银面与管口相平,求此时空气柱的长度.(取大气压强P0=76cmHg)9.一个水平放置的气缸,由两个截面积不同的圆筒联接而成.活塞A.B用一长为4L的刚性细杆连接,L=0.5m,它们可以在筒内无摩擦地左右滑动.A.B的截面积分别为S A=40cm2,S B=20cm2,A.B之间封闭着一定质量的理想气体,两活塞外侧(A的左方和B的右方)是压强为P0=1.0×105Pa的大气.当气缸内气体温度为T1=525K时两活塞静止于如图所示的位置.①现使气缸内气体的温度缓慢下降,当温度降为多少时活塞A恰好移到两圆筒连接处?②若在此变化过程中气体共向外放热500J,求气体的内能变化了多少?10.在光滑水平面上有一个内外壁都光滑的气缸质量为2m0,气缸内有一质量为m0.横截面积为s的活塞密封住一定质量的理想气体.大气压强为p0,不计环境温度变化.①现对气缸施一水平向左的恒力F(如图A),稳定后封闭气柱长为l1,求此时气缸的加速度a和气体的压强p1?②若用大小仍为F的恒力水平向左推活塞,如图B,求稳定后封闭气柱的长度l2?11.如图,高度足够大的.导热的圆柱形汽缸A.B竖直放置,其内部的横截面积分别为S a=4.×10﹣3m2.S b=1.0×10﹣3m2,两气缸底部用容积不计的细管连通.用质量分别为m a=4.0kg.m b=2.0kg的a.b 两个活塞在两气缸内封闭了一定质量的理想气体,活塞a的上方有定位卡.当气体温度为27℃时,活塞a与定位卡紧贴,此时两气缸内封闭气体的总体积为V0=400mL.已知外界大气压强为p0=1.0×105Pa,取g=10m/s2,两个活塞与气缸壁之间均不漏气且无摩擦.问:①当将缸内封闭的理想气体温度缓慢升高到177℃时,封闭气体的总体积多大?②用力缓慢压活塞b,且封闭气体的温度保持177℃不变,使封闭气体的体积恢得到V0时,封闭气体的压强多大?12.一定质量的理想气体被活塞封闭在气缸内,活塞质量为m.横截面积为S,可沿气缸壁无摩擦滑动并保持良好的气密性,整个装置与外界绝热,初始时封闭气体的温度为T1,活塞距离气缸底部的高度为H,大气压强为P o.现用一电热丝对气体缓慢加热,若此过程中电热丝传递给气体的热量为Q,活塞上升的高度为,求:①此时气体的温度?②气体内能的增加量?13.如图所示,A.B是放置在水平面上的两个形状相同的气缸,其长度为L,S是在B汽缸内可无摩擦滑动的活塞,它的厚度可忽略,A.B之间有一个体积不计的细管联通,K为阀门,A气缸和细管是导热材料制成的,B气缸是绝热材料制成的.开始时阀门关闭,活塞处于B气缸的左端,A.B气缸内分别密闭压强为2p0和p0的两种理想气体,气体温度和环境温度均为T0,打开阀门K后,活塞向右移动的距离并达到平衡(此过程环境温度不变).求:①A气缸内气体的压强?②B气缸内气体的温度?14.由“U”形细管连接的左.右两气缸容积相同,并直立于竖直平面内.隔板K将左侧气缸分为A.B 两部分,B的容积是A的3倍,A内为真空,B和C内均封闭有一定质量的理想气体.开始时,B和C 内气体的温度均为27℃,“U”形细管内水银柱高度差为h1=60mm,如图所示.现保持B和C内气体的温度不变,抽出隔板K,整个系统稳定后,“U”形细管内左.右水银面相平.继续保持B内气体的温度不变,当将C中的气体缓慢加热到某一温度时,“U”形细管内水银柱高度差为h2=30mm,求此时C中气体的温度?(不计“U”形细管内气体的体积)15.如图所示,粗细均匀的“T”型细管竖直放置,竖直管A.B的两端封闭,水平管C的右端开口且与大气相通.当光滑活塞上不施加外力时,A.B两部分空气柱的长度均为30cm,竖直管中水银柱长度为15cm,C管中水银柱长度为4.2cm.大气压p0=75cmHg.现用外力缓慢推动活塞,恰好将C管中水银全部推入竖直管中;固定活塞,再将“T”型细管以水平管C为轴缓慢转动90°,求这时A端空气柱的长度?16.如图甲所示,用面积为S.质量为m的活塞在汽缸内封闭着一定质量的气体,当水平放置时,汽缸内的气体的温度为T1.空气柱的长度为L1,现将汽缸开口向上缓慢竖直放置,经过一段时活塞稳定后,再对汽缸缓缓加热,使活塞回到原位置图乙所示,封闭气体吸收的热量为Q.设大气压强为P0,活塞与汽缸无摩擦,汽缸导热性能良好.求:①活寒回到原位置时,汽缸内气体的温度?②加热过程中封闭气体的内能变化了多少?17.某物理兴趣小组为了探究气体实验定律,完成了如下的操作:该小组的同学将一截面积S=3cm2.长度L=57cm.一端封闭.粗细均匀导热性能良好的玻璃管竖直放置,如图所示.其中玻璃管竖直放置且开口向上,现将一段水银柱封闭玻璃管内的气体,经测量水银柱的长度为4cm,气柱的长度为51cm,已知环境温度为306K,外界的大气压强p0=76cmHg.①给管内气体加热,使水银柱的上端刚好到达玻璃管的开口处,求此时气体的温度?②环境的温度保持不变,向玻璃管内缓慢地注入水银,求水银柱的上端刚好与玻璃管的开口处平齐时水银柱的长度?18.内壁光滑的导热气缸竖直放置,用质量不计.横截面积为2×10﹣4m2的活塞封闭了一定质量的气体.先在活塞上方缓缓倒上沙子,使封闭气体的体积逐渐变为原来的一半.接着边在活塞上方缓缓倒上沙子边对气缸加热,使活塞位置保持不变,直到气体温度达到177℃.(外界环境温度为27℃,大气压强为1.0×105Pa,g=10m/s2).①求加热前倒入多少质量的沙子?②求整个过程总共倒入多少质量的沙子?在p﹣T图上画出整个过程中气缸内气体的状态变化过程.19.如图所示,导热性能良好的U形玻璃细管竖直放置,水平细管又与U形玻璃细管底部相连通,各部分细管内径相同.U形管左管上端封有长11cm的理想气体柱B,右管上端用不计质量的小活塞封闭,形成一段气体柱C,气体柱B、C长度相同,U形玻璃管左.右两侧水银面恰好相平,水银面距U形玻璃管底部的高度为15cm.水平细管内封有长为10cm的理想气体柱A.现将小活塞缓慢向下推,使气体柱B的长度变为10cm,此时气体柱A仍封闭在水平玻璃管内.已知外界大气压强为75cmHg,玻璃管周围温度不变.试求:①最终气体柱B的压强?②活塞推动的距离?20.如图所示,长L=100cm,粗细均匀的玻璃管一端封闭.水平放置时,被封闭的空气柱长度L0=50cm,水银柱长h=30cm.现将玻璃管缓慢地转到开口向下的竖直位置,然后竖直插入水银槽,插入后空气柱的长度变为40cm.设整个过程中温度始终保持不变,大气压强p0=75cmHg.求:①玻璃管口竖直向下时,管内气体的压强p?②插入水银槽后,管口距水银槽液面的距离H?21.如图,右端开口.左端封闭的粗细均匀的细长U形玻璃管竖直放置.左、右两管长均为50cm,玻璃管底部水平部分长l3=30cm,玻璃管的左管中间有一段长l2=5cm的水银柱,在左管上部封闭了一段长l1=40cm的空气柱(空气可视为理想气体).已知大气压强为p0=75cmHg.现将一活塞(图中未画出)从玻璃管右端开口处缓慢往下推,使左管上部空气柱长度变为l'1=35cm.假设下推活塞过程中没有漏气,环境温度不变.①下推活塞的过程中,左管上部封闭的空气柱是吸热还是放热?②求活塞往下推的距离?22.如图,左端封闭.右端开口且两端平齐,粗细均匀的U型管竖直放置,管中储有部分水银,图中已标出一些有用尺寸.现在右管的开口处用一不计厚度的活塞封闭;将活塞缓慢下推,当左管液面上升△h=10cm时停止推动活塞.已知在推动活塞的过程中不漏气,大气压强为76cmHg,U形管导热良好,环境温度不变.求活塞在右管内下移的距离?23.如图所示,在绝热圆柱形汽缸中用光滑绝热活塞密闭有一定质量的理想气体,在汽缸底部开有一小孔,与U形水银管相连,外界大气压为P0=75cmHg,缸内气体温度t0=27℃,稳定后两边水银面的高度差为△h=1.5cm,此时活塞离容器底部的高度为L=50cm(U形管内气体的体积忽略不计).已知柱形容器横截面S=0.01m2,取75cmHg压强为1.0×105Pa,重力加速度g=10m/s2.①求活塞的质量?②若容器内气体温度缓慢降至﹣3℃,求此时U形管两侧水银面的高度差△h′和活塞离容器底部的高度L′?24.如图所示,一气缸竖直放在水平地面上,缸体质量M=10Kg,活塞质量m=4kg,活塞横截面积S=2×10﹣3m2.活塞上面的气缸里封闭了一定质量的理想气体,下面有气孔O与外界相通,大气压强P0=1.0×105Pa.活塞下面与劲度系数k=2×103N/m.原长l0=40cm的轻弹簧相连.当气缸内气体温度为t1=127℃时弹簧为自然长度,此时缸内气柱长度L1=20cm,g取10m/s2,活塞不漏气且与缸壁无摩擦.①当缸内气柱长度L2=24cm时,缸内气体温度为多少?②请用分子动理论知识解释温度的变化原因.25.如图所示,一根粗细均匀.内壁光滑的玻璃管竖直放置,玻璃管上端有一抽气孔,管内下部被活塞封住一定质量的理想气体,气体温度为T1.现将活塞上方的气体缓慢抽出,当活塞上方的压强达到p0时,活塞下方气体的体积为V1,此时活塞上方玻璃管的容积为 2.6V1,活塞因重力而产生的压强为0.5p0.继续将活塞上方抽成真空后密封,整个抽气过程中管内气体温度始终保持不变,然后将密封的气体缓慢加热.求:①活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度T2?②当气体温度达到1.8T1时的压强p?.26.如图所示,竖直放置,粗细均匀且足够长的U形玻璃管与容积V0=8cm2的金属球形容器连通,用U形玻璃管中的水银柱封闭一定质量的理想气体,当环境温度T1=300K时,U形玻璃管右侧水银面比左侧水银面高出h1=15cm,右管水银柱上方空气柱长h0=4cm,现在左管中加入水银,保持温度不变,使两边水银柱在同一高度,大气压强p0=75cmHg,U形玻璃管的横截面积S=0.5cm2.①求需要加入的水银柱的长度L?②若通过加热使右管水银面恢复到原来的位置,求此时封闭气体的温度T2?27.如图所示,在固定的气缸A和B中分别用活塞封闭一定质量的理想气体,活塞面积之比为S A:S B=1:2,两活塞以穿过B的底部的刚性细杆相连,可沿水平方向无摩擦滑动.两个气缸都不漏气.初始时,A.B中气体的体积皆为V0,温度皆为T0=300K.A中气体压强P A=1.5P0,P0是气缸外的大气压强.现对A加热,使其中气体的压强升到p A′=2p0,同时保持B中气体的温度不变.求此时A中气体温度T A?28.如图所示为气体温度计的示意图,A为容积较大的玻璃泡,通过一根细小的玻璃管(玻璃管B的容积远小于玻璃泡A的容积)连接,A内封闭一定质量的理想气体,B的下端插入水银槽中,当大气压为P0=76cmHg,温度为27℃时,玻璃管内外水银面的高度差为h=46cm,求:①温度为77℃时玻璃管内外水银面的高度差?②如果大气压变为75cmHg,测得的温度与实际温度之差是多少?29.如图所示,两个横截面积均为S=50cm2,导热性良好的气缸放在水平地面上,两气缸底部有一细连通管,中间有一阀门,连通管的容积可忽略.左侧气缸高为L=30cm,顶部封闭,右侧气缸壁与活塞间无摩擦,活塞质量为m=25kg,两气缸中密封有同种理想气体,初始时阀门关闭,左侧气缸中气体压强为p0=1×105pa,右侧气缸中活塞到气缸底部的距离为h=24cm.已知重力加速度为g=10m/s2,大气压强恒为p,环境温度不变,现打开阀门,待活塞重新稳定后,活塞到气缸底部的距离为多少?气体向外界放出了多少热量?30.如图所示,结构相同的绝热汽缸A与导热汽缸B均固定于地面,由刚性杆连接的绝热活塞与两汽缸间均无摩擦,已知两汽缸的横截面积之比S A:S B=2:1,两汽缸内均装有处于平衡状态的某理想气体,开始时汽缸中的活塞与缸底的距离均为L,温度均为T0,压强均为外界大气压.缓慢加热A中气体,停止加热达到稳定后,A中气体压强为原来的1.2倍,设环境温度始终保持不变,求:℃停止加热达到稳定后,A.B汽缸中的气体压强之比?℃稳定后汽缸A中活塞距缸底的距离?31.如图,一根粗细均匀的长l=76cm的细玻璃管开口向上竖直放置,管中有一段h=24cm的水银柱,下端封闭了一段l1=36cm长的空气柱,现让玻璃管在竖直面内缓慢旋转360°后,再回到原竖直状态,求此时封闭气体的长度?(外界大气压强恒为p0=76cmHg)32.如图所示,一端开口.内壁光滑的玻璃管竖直放置,管中用一段长H0=38cm的水银柱封闭一段长L1=20cm的空气,此时水银柱上端到管口的距离为L2=4cm,大气压强恒为p0=76cmHg,开始时封闭气体温度为t1=27℃,取0℃为273K.求:①缓慢升高封闭气体温度至水银开始从管口溢出,此时封闭气体的温度?②保持封闭气体初始温度27℃不变,在竖直平面内从图示位置缓慢转动至玻璃管水平过程中,求从管口溢出的水银柱的长度?(转动过程中没有发生漏气)33.一个水平放置的汽缸,由两个截面积不同的圆筒连接而成.活塞A.B用一长为4L的刚性细杆连接,L=0.5m,它们可以在筒内无摩擦地左右滑动.A.B的截面积分别为S A=40cm2,S B=20cm2,A.B 之间封闭着一定质量的理想气体,两活塞外侧(A的左方和B的右方)是压强为p0=1.0×105 Pa的大气.当汽缸内气体温度为T1=525K时两活塞静止于如图所示的位置.℃求此时气体的压强?℃现使汽缸内气体的温度缓慢下降,当温度降为多少时活塞A恰好移到两圆筒连接处?34.如图所示,一直立汽缸由横截面积S A=20cm2和S B=10cm2的两部分圆筒连接而成,活塞A与B间用长为2L的细线相连,均可在缸内无摩擦地上.下滑动,A与B间封闭一定量的空气,A和B的上.下均与大气相通,大气压强保持为p0=1.0×105Pa.①当汽缸内空气温度为600K.压强为1.2×105Pa时,活塞A与B平衡位置如图所示.已知活塞B的质量m B=1kg,取g=10m/s2,求活塞A的质量m A?②当汽缸内气体温度由600K缓慢降低时,两活塞保持2L的距离一起向下缓慢移动(两活塞仍可视为处于平衡状态),直到活塞A到达两圆筒的连接处,若此后缸内空气继续降温,直到活塞A.B间的距离开始小于2L为止,分析整个降温过程中汽缸内空气压强的变化情况,求气体的最低温度?35.如图所示,柱形容器内用轻质绝热活塞封闭一定量的理想气体,容器外包裹保温材料.开始时活塞至容器底部的高度为H1=50cm,容器内气体温度与外界温度相等.在活塞上逐步加上多个砝码后,活塞下降到距容器底部H2=30cm处,气体温度升高了℃T=60K;然后取走容器外的保温材料,活塞位置继续下降,最后静止于距容器底部H3=25cm处:已知大气压强为p0=1×106pa.求气体最后的压强与温度?36.如图所示,手握一上端封闭.下端开口的细长玻璃管,在空中(足够高处)处于竖直静止状态,内部有一段长l1=25.0cm的水银柱封闭着一段空气柱,稳定时空气柱长l2=15.0cm,已知大气压强p0=75.0cmHg,若不慎滑落,玻璃管做自由落体运动时,内部水银柱相对玻璃管会移动多少厘米?(空气温度保持不变)37.如图所示,开口向上竖直放置的内壁光滑气缸,其侧壁是绝热的,底部导热,内有两个质量均为m 的密闭活塞,活塞A导热,活塞B绝热,将缸内理想气体分成℃.℃两部分.初状态整个装置静止不动处于平衡,℃.℃两部分气体的长度均为l0,温度为T0.设外界大气压强为P0保持不变,活塞横截面积为S,且mg=P0S,环境温度保持不变.求:℃在活塞A上逐渐添加铁砂,当铁砂质量等于2m时,两活塞在某位置重新处于平衡,活塞B下降的高度?℃现只对℃气体缓慢加热,使活塞A回到初始位置,此时℃气体的温度?38.如图所示,导热气缸A与导热气缸B均固定于地面,由刚性杆连接的导热活塞与两气缸间均无摩擦,两活塞面积S A.S B的比值为5:1,两气缸都不漏气;初态两气缸中气体的长度皆为L,温度皆为t0=27℃,A中气体压强P A=,P0是气缸外的大气压强;①求B中气体的压强?②若使环境温度缓慢升高,并且大气压保持不变,求在活塞移动位移为时环境温度为多少?气体计算题答案1、答:①600K ②1.1×105Pa.2、答:①88cmHg ②4.5cm.3、答:①380K ②5.5cm.4、答:①p0,0N;②T0 p0.5.答:①②6.答:0 10 9L7.答:①21.4cm ②22℃.8.答:10cm.9.答:①300k ②200J10.答:①,②1323lSpFFSp⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-11.答:①600ml ②12.答:①②13.答:①②.14.答:350K.15.答:25.2cm16.答:①(1+)T1 ②Q﹣mgL1 17.答:①318K ②9cm18.答:①2kg ②4kg;19.答:①82.5cmHg ②3.196cm.20.答:℃93.75cmHg ②78.75cm高中物理(内部资料)21 21.答:℃放出热量②15cm.22.答:27cm23.答:℃2kg ②1.5cm,45cm24.答:℃720K②原因:当缸内气柱长度变长时,气体体积变大,分子密集程度变小,在这种情况下温度升高,分子的平均动能变大,气体的压强就变大25.答:℃②0.75.26.答:℃23cm ②415K.27.答:500K.28.答:℃41cm ②10k29.答:℃14cm ②75J.30.答:℃6:7 ℃.31.答:39.13cm32.答:℃360K ②30cm33.答:℃℃300K34.答:℃1kg ℃300K35.答:℃2×105Pa ②300K.36.答:5cm37.答:℃0.4l0 ℃2.5T0.38.答:℃②127℃。
高中物理选修3-3必做题(带答案)
1、一定质量的理想气体从状态A 变化到状态B 再变化到状态C ,其状态变化过程的p ﹣V 图象如图所示.已知该气体在状态A 时的温度为27℃.则:①该气体在状态B 和C 时的温度分别为多少℃?②该气体从状态A 经B 再到C 的全过程中是吸热还是放热?传递的热量是多少?答案:①B 、C 时的温度分别为177℃,27℃②A 到状态C 的过程中放热.因为A 和C 的温度相等,PV 图像的面积等于所做的功,所以可求得放热1200j 。
2、一定质量理想气体经历如图所示的A →B 、B →C 、C →A 三个变化过程,T A =300 K ,气体从C →A 的过程中做功为100 J ,同时吸热250 J ,已知气体的内能与温度成正比。
求:(i )气体处于C 状态时的温度T C ;(i i )气体处于C 状态时内能U C 。
解析:(i )因为A-C 是一个等压过程,对理想气体的状态参量进行分析,根据盖吕萨克定律:C C A A T V T V =,可求得TC=150K(ii) 有气体的内能与温度成正比。
TA=300K, TC=150K, 可知EA=2EC又因为从C 到A 的过程中,气体的体积增大,气体对外界做功,即W=-100K, 吸热250j , 即 Q=250j , 满足E C -100j+250j=E A 。
联立可求得E C =150j , E A =300j 。
3、如图所示,一个内壁光滑的导热气缸竖直放置,内部封闭一定质量的理想气体,环境温度为27℃,现将一个质量为m=2kg 的活塞缓慢放置在气缸口,活塞与气缸紧密接触且不漏气.已知活塞的横截面积为S=4.0×10﹣4m 2,大气压强为P 0=1.0×105Pa ,重力加速度g 取10m/s 2,气缸高为h=0.3m ,忽略活塞及气缸壁的厚度.(i )求活塞静止时气缸内封闭气体的体积.(ii )现在活塞上放置一个2kg 的砝码,再让周围环境温度缓慢升高,要使活塞再次回到气缸顶端,则环境温度应升高到多少摄氏度?答案:(i )气缸内的封闭气体是一个等温变化。
高中物理选修33气体压强专项练习题(附答案)(2020年九月整理).doc
选修3-3 气体压强计算专项练习一、计算题1、一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C,其状态变化过程的p﹣V图象如图所示.已知该气体在状态A时的温度为27℃.则:①该气体在状态B和C时的温度分别为多少℃?②该气体从状态A经B再到C的全过程中是吸热还是放热?传递的热量是多少?2、一定质量理想气体经历如图所示的A→B、B→C、C→A三个变化过程,T A=300 K,气体从C→A的过程中做功为100 J,同时吸热250 J,已知气体的内能与温度成正比。
求:(i)气体处于C状态时的温度T C;(i i)气体处于C状态时内能U C。
3、如图所示,一个内壁光滑的导热气缸竖直放置,内部封闭一定质量的理想气体,环境温度为27℃,现将一个质量为m=2kg的活塞缓慢放置在气缸口,活塞与气缸紧密接触且不漏气.已知活塞的横截面积为S=4.0×10﹣4m2,大气压强为P0=1.0×105Pa,重力加速度g取10m/s2,气缸高为h=0.3m,忽略活塞及气缸壁的厚度.(i)求活塞静止时气缸内封闭气体的体积.(ii)现在活塞上放置一个2kg的砝码,再让周围环境温度缓慢升高,要使活塞再次回到气缸顶端,则环境温度应升高到多少摄氏度?4、【2017·开封市高三第一次模拟】如图所示,一汽缸固定在水平地面上,通过活塞封闭有一定质量的理想气体,活塞与缸壁的摩擦可忽略不计,活塞的截面积S=100 cm2.活塞与水平平台上的物块A用水平轻杆连接,在平台上有另一物块B,A、B的质量均为m=62.5 kg,物块与平台间的动摩擦因数μ=0.8.两物块间距为d=10 cm.开始时活塞距缸底L1=10 cm,缸内气体压强p1等于外界大气压强p0=1×105 Pa,温度t1=27 ℃.现对汽缸内的气体缓慢加热,(g=10 m/s2)求:①物块A开始移动时,汽缸内的温度;②物块B开始移动时,汽缸内的温度.5、如图所示,一导热性能良好、内壁光滑的气缸水平放置,横截面积为S=2×10﹣3m2质量为m=4kg厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一部分气体,此时活塞与气缸底部之间的距离为24cm,在活塞的右侧12cm处有一对与气缸固定连接的卡环,气体的温度为300K,大气压强P0=1.0×105Pa.现将气缸竖直放置,如图所示,取g=10m/s2求:(1)活塞与气缸底部之间的距离;(2)加热到675K时封闭气体的压强.6、一个上下都与大气相通的直圆筒,内部横截面积为S = 0.01m2,中间用两个活塞A和B封住一定质量的气体。
高中物理选修3-3热学《气体》单元测试题(含答案)
高中物理选修3-3热学《气体》单元测试题(含答案)高中物理选修3-3热学《气体》单元测试题一、选择题(共8小题,每小题6分,共48分)1. 有下列几种说法,其中错误的是A. 气体体积等于各个气体分子体积之和B. 气体的压强由大量气体分子对器壁的频繁碰撞而产生C. 温度越高,气体分子平均速度越大D. 一定质量的气体,体积不变时,分子平均速度越大,气体压强也越大2. 如图1所示,在U 型管的封闭端A 内有一部分气体,管中标斜线部分均为水银,则A 内气体的压强应为下述关系式中的:A. p=h 2B.p=p 0-h 1-h 2C.p=p 0-h 2D. p=p 0+h 13. 关于摄氏温度与热力学温度的换算中,下面说法错误的是A. 10℃=283KB.升高10℃就是升高283KC.-10℃=263KD. 降低到-10℃就是降低到263K4、如图汽缸由不传热的活塞把缸内理想气体分成两部分,当Ⅰ、Ⅱ两部分气体的热力学温度之比为3:2,他们的体积之比为2:1,如图所示,如果把气体Ⅰ升温到127℃,气体Ⅱ降温到-73℃,不计活塞和汽缸间的摩擦,活塞达到平衡后,两部分气体体积之比为A. 2:1B. 3:2C.5:2D.8:215.将一端开口的均匀玻璃管,开口竖直向下放入水银槽中,管上端封闭有空气,开始时管内外水银高度差为h ,现用力F 将管缓慢即匀速的提起,如图8—3所示,则在匀速提升过程中,作用在管外竖直向上的拉力F 的变化情况为:(设管不离开水银面)A. 逐渐增大B.逐渐减小C. 不变D. 不能判定6.如图所示,一定质量理想气体经历ab 、bc 、cd 、da 四个过程,正确的是A. ab 过程中气体压强减小B. bc 过程中气体压强减小C. cd 过程中气体压强增大D. da 过程中气体压强增大7.如图所示,一段水银柱把部分空气封闭在粗细均匀的玻璃管里,在玻璃管里先通过封闭端口的水平轴,顺时针旋转一周,下列说法正确的是A. 封闭端内的空气压强由大变小,又由小变大,恢复原值B. 封闭端内的空气压强由小变大,又由大变小,恢复原值C. 封闭端的空气体积由大变小,又由小变大,恢复原值D. 封闭端的空气体积由小变大,又由小变大,恢复原值8.在两端封闭内径均匀的玻璃观中有一段水银柱,起两端是空气,当玻璃管水平放置时,两端的空气柱长恰好相等,压强为p 厘米汞柱高,当玻璃管竖直放置时,上段空气柱的长度是下段的2倍,则玻璃观中的水银长的厘米数是:A. PB.3p/4C. p/2D.p/4图8—3二、填空题(每题6分,共12分)9.如图,两端都开口的倒U形玻璃管,B端插入水银槽中,而在右边管内有一段长为5cm的水银柱处于平衡状态,则左管内外水银面高度差为_______ cm,若把该管缓慢竖直向上提起2cm,则左管内外水银面高度差将______,右管内水银柱将向____移动10.温度为273℃,压强为0.5atm的空气密度为kg/m3。
高中物理选修3-3气体压强专项练习题(附答案)
选修3-3 气体压强计算专项练习一、计算题1、一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C,其状态变化过程的p﹣V图象如图所示.已知该气体在状态A时的温度为27℃.则:①该气体在状态B和C时的温度分别为多少℃?②该气体从状态A经B再到C的全过程中是吸热还是放热?传递的热量是多少?2、一定质量理想气体经历如图所示的A→B、B→C、C→A三个变化过程,T A=300 K,气体从C→A的过程中做功为100 J,同时吸热250 J,已知气体的内能与温度成正比。
求:(i)气体处于C状态时的温度T C;(i i)气体处于C状态时内能U C。
3、如图所示,一个内壁光滑的导热气缸竖直放置,内部封闭一定质量的理想气体,环境温度为27℃,现将一个质量为m=2kg的活塞缓慢放置在气缸口,活塞与气缸紧密接触且不漏气.已知活塞的横截面积为S=4.0×10﹣4m2,大气压强为P0=1.0×105Pa,重力加速度g取10m/s2,气缸高为h=0.3m,忽略活塞及气缸壁的厚度.(i)求活塞静止时气缸内封闭气体的体积.(ii)现在活塞上放置一个2kg的砝码,再让周围环境温度缓慢升高,要使活塞再次回到气缸顶端,则环境温度应升高到多少摄氏度?4、【2017·开封市高三第一次模拟】如图所示,一汽缸固定在水平地面上,通过活塞封闭有一定质量的理想气体,活塞与缸壁的摩擦可忽略不计,活塞的截面积S=100 cm2.活塞与水平平台上的物块A用水平轻杆连接,在平台上有另一物块B,A、B的质量均为m=62.5 kg,物块与平台间的动摩擦因数μ=0.8.两物块间距为d=10 cm.开始时活塞距缸底L1=10 cm,缸内气体压强p1等于外界大气压强p0=1×105Pa,温度t1=27 ℃.现对汽缸内的气体缓慢加热,(g=10 m/s2)求:①物块A开始移动时,汽缸内的温度;②物块B开始移动时,汽缸内的温度.5、如图所示,一导热性能良好、内壁光滑的气缸水平放置,横截面积为S=2×10﹣3m2质量为m=4kg厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一部分气体,此时活塞与气缸底部之间的距离为24cm,在活塞的右侧12cm处有一对与气缸固定连接的卡环,气体的温度为300K,大气压强P0=1.0×105Pa.现将气缸竖直放置,如图所示,取g=10m/s2求:(1)活塞与气缸底部之间的距离;(2)加热到675K时封闭气体的压强.6、一个上下都与大气相通的直圆筒,内部横截面积为S = 0.01m2,中间用两个活塞A和B封住一定质量的气体。
高二物理选修3-3气体测试题
高二物理选修3-3第八章《气体》测试卷班级分数一、单选题(共8小题,每小题4分,共32分)1.如图所示,一个横截面积为S的圆筒形容器竖直放置,金属圆板的上表面是水平的,下表面是倾斜的,下表面与水平面的夹角为θ,圆板的质量为M,不计圆板与容器内壁的摩擦.若,则被圆板封闭在容器中的气体的压强等于()大气压强为pA.B.+C.p0+D.p0+2.大气压强p0=1.0×105Pa.某容器的容积为20 L,装有压强为20×105Pa的气体,如果保持气体温度不变,把容器的开关打开,待气体达到新的平衡时,容器内剩下气体的质量与原来气体的质量之比为()A.1∶19 B.1∶20 C.2∶39 D.1∶183.如图所示,D→A→B→C表示一定质量的某种气体状态变化的一个过程,则下列说法正确的是()A.D→A是一个等温过程B.A→B是一个等温过程C.A与B的状态参量相同D.B→C体积减小,压强减小,温度不变4.如图所示,是一定质量的气体从状态A经B到状态C的V-T图象,由图象可知()A.pA>pB B.pC<pBB.C.pA>pC D.pC>pB5.如图所示,一导热性能良好的汽缸吊在弹簧下,缸内被活塞封住一定质量的气体(不计活塞与缸壁摩擦),当温度升高到某一数值时,变化了的量有()A.活塞高度h B.缸体高度HB.C.气体压强p D.弹簧长度L6.用打气筒将压强为1 atm的空气打进自行车胎内,如果打气筒容积ΔV=500 cm3,轮胎容积V=3 L,原来压强p=1.5 atm.现要使轮胎内压强变为p′=4 atm,问用这个打气筒要打气几次(设打气过程中空气的温度不变)()A.5次B.10次C.15次D.20次7.下面的表格是某地区1~7月份气温与气压的对照表:7月份与1月份相比较,正确的是()A.空气分子无规则热运动的情况几乎不变B.空气分子无规则热运动减弱了C.单位时间内空气分子对地面的撞击次数增多了D.单位时间内空气分子对单位面积地面撞击次数减少了8.如图所示,在U型管的封闭端A内有一部分气体,管中标斜线部分均为水银,则A内气体的压强p应为下述关系式中是()A.p=h2B.p=p0-h1-h2C.p=p0-h2D.p=p0+h1二、多选题(共7小题,每小题5分,共35分)9.如图所示,在柱形容器中装有部分水,容器上方有一可自由移动的活塞.容器水面浮有一个木块和一个一端封闭、开口向下的玻璃管,玻璃管中有部分空气,系统稳定时,玻璃管内空气柱在管外水面上方的长度为a,空气柱在管外水面下方的长度为b,水面上方木块的高度为c,水面下方木块的高度为d.现在活塞上方施加竖直向下且缓缓增大的力F,使活塞下降一小段距离(未碰及玻璃管和木块),下列说法中正确的是()A.d和b都不变B.只有b减小C.只有a减小D.a和c都减小10.如图所示,一小段水银封闭了一段空气,玻璃管竖直静放在室内.下列说法正确的是()A.现发现水银柱缓慢上升了一小段距离,这表明气温一定上升了B.若外界大气压强不变,现发现水银柱缓慢上升了一小段距离,这表明气温上升了C.若发现水银柱缓慢下降一小段距离,这可能是外界的气温下降所至D.若把管子转至水平状态,稳定后水银未流出,此时管中空气的体积将大于原来竖直状态的体积11.如图所示为一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态,图中ad平行于横轴,ab 的延长线过原点,以下说法正确的是()A.从状态d到c,气体体积减小B.从状态c到b,气体体积减小C.从状态a到d,气体体积增大D.从状态b到a,气体温度升高12.一定质量的气体做等压变化时,其V-t图象如图所示,若保持气体质量不变,而改变气体的压强,再让气体做等压变化,则其等压线与原来相比,下列可能正确的是()A.等压线与V轴之间夹角变小B.等压线与V轴之间夹角变大C.等压线与t轴交点的位置不变D.等压线与t轴交点的位置一定改变13.如图所示,导热的汽缸固定在水平地面上,用活塞把一定质量的理想气体封闭在汽缸中,汽缸的内壁光滑.现有水平外力F作用于活塞杆,使活塞缓慢地向右移动,在此过程中如果环境保持恒温,下列说法正确的是()A.每个气体分子的速率都不变B.气体分子平均动能不变C.水平外力F逐渐变大D.气体内能减少14.如图所示,为一定质量的气体在不同温度下的两条p-图线.由图可知()A.一定质量的气体在发生等温变化时,其压强与体积成正比B.一定质量的气体在发生等温变化时,其p-图线的延长线是经过坐标原点的C.T1>T2D.T1<T215.如图水银柱上面封闭一段气体,管内外水银面高度差h=72 cm,大气压强为76 cmHg,下列说法正确的是()A . 将管稍上提,h 不变B . 将管稍上提,h 变大C . 将管下插至管顶与管外水银面高度差为70 cm 时,管内外水银面高度差也是70 cmD . 将管下插至C 项所述位置时,管内外水银面高度差小于70 cm四、计算题(共2小题,共33分) 16.如图所示,倾角为θ的光滑斜面上有一固定挡板O ,现有一质量为M 的汽缸,汽缸内用质量为m 的活塞封闭有一定质量的理想气体,活塞与汽缸间光滑,活塞横截面积为S ,现将活塞用细绳固定在挡板O 上处于静止状态.(已知外界大气压强为p 0)求:(1)汽缸内的气体压强p 1;(2)若将绳子剪断,汽缸与活塞保持相对静止一起沿斜面向下做匀加速直线运动,试计算汽缸内的气体压强p 2.\17.如图,在固定的气缸A 和B 中分别用活塞封闭一定质量的理想气体,活塞面积之比为S A :S B =1:2,两活塞以穿过B 的底部的刚性细杆相连,可沿水平方向无摩擦滑动.两个气缸都不漏气.初始时,A 、B 中气体的体积皆为V 0,温度皆为T 0=300K .A 中气体压强P A =1.5P 0,P 0是气缸外的大气压强.现对A 加热,使其中气体的体积增大41V 0,温度升到某一温度T .同时保持B 中气体的温度不变.求此时A 中气体压强(用P 0表示结果)和温度(用热力学温标表达)参考答案:一、单选题1、D2、B3、A4、D5、B6、C7、D8、C二、多选题9、AC 10、BCD 11、BCD 12、ABC 13、BC 14、BD 15、BD三、计算题16、(1)P1=(2)p2=p0 17、P A=2p0T A=500Ks Mgpθsin0 -。
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选修3-3 气体压强计算专项练习一、计算题1、一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C,其状态变化过程的p﹣V图象如图所示.已知该气体在状态A时的温度为27℃.则:①该气体在状态B和C时的温度分别为多少℃?②该气体从状态A经B再到C的全过程中是吸热还是放热?传递的热量是多少?2、一定质量理想气体经历如图所示的A→B、B→C、C→A三个变化过程,T A=300 K,气体从C→A的过程中做功为100 J,同时吸热250 J,已知气体的内能与温度成正比。
求:(i)气体处于C状态时的温度T C;(i i)气体处于C状态时内能U C。
3、如图所示,一个内壁光滑的导热气缸竖直放置,内部封闭一定质量的理想气体,环境温度为27℃,现将一个质量为m=2kg的活塞缓慢放置在气缸口,活塞与气缸紧密接触且不漏气.已知活塞的横截面积为S=4.0×10﹣4m2,大气压强为P0=1.0×105Pa,重力加速度g取10m/s2,气缸高为h=0.3m,忽略活塞及气缸壁的厚度.(i)求活塞静止时气缸内封闭气体的体积.(ii)现在活塞上放置一个2kg的砝码,再让周围环境温度缓慢升高,要使活塞再次回到气缸顶端,则环境温度应升高到多少摄氏度?4、【2017·开封市高三第一次模拟】如图所示,一汽缸固定在水平地面上,通过活塞封闭有一定质量的理想气体,活塞与缸壁的摩擦可忽略不计,活塞的截面积S=100 cm2.活塞与水平平台上的物块A用水平轻杆连接,在平台上有另一物块B,A、B的质量均为m=62.5 kg,物块与平台间的动摩擦因数μ=0.8.两物块间距为d=10 cm.开始时活塞距缸底L1=10 cm,缸内气体压强p1等于外界大气压强p0=1×105Pa,温度t1=27 ℃.现对汽缸内的气体缓慢加热,(g=10 m/s2)求:①物块A开始移动时,汽缸内的温度;②物块B开始移动时,汽缸内的温度.5、如图所示,一导热性能良好、内壁光滑的气缸水平放置,横截面积为S=2×10﹣3m2质量为m=4kg厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一部分气体,此时活塞与气缸底部之间的距离为24cm,在活塞的右侧12cm处有一对与气缸固定连接的卡环,气体的温度为300K,大气压强P0=1.0×105Pa.现将气缸竖直放置,如图所示,取g=10m/s2求:(1)活塞与气缸底部之间的距离;(2)加热到675K时封闭气体的压强.6、一个上下都与大气相通的直圆筒,内部横截面积为S = 0.01m2,中间用两个活塞A和B封住一定质量的气体。
A、B都可沿圆筒无摩擦地上下滑动,且不漏气。
A的质量不计,B的质量为M,并与一劲度系数为k = 5×103 N/m的较长的弹簧相连。
已知大气压p0 = 1×105 Pa,平衡时两活塞之间的距离l0 = 0.6 m,现用力压A,使之缓慢向下移动一段距离后,保持平衡。
此时用于压A的力 F = 500 N。
求活塞A下移的距离。
7、如图所示,可沿气缸壁自由活动的活塞将密封的圆筒形气缸分隔成A 、B 两部分。
活塞与气缸顶部有一弹簧相连。
当活塞位于气缸底部时弹簧恰好无形变。
开始时B 内充有一定量的气体,A 内是真空。
B 部分高度为L 1=0.10米、此时活塞受到的弹簧作用力与重力的大小相等。
现将整个装置倒置,达到新的平衡后B 部分的高度L 2等于多少?设温度不变。
8、如图,上端开口的竖直气缸由大、小两个同轴圆筒组成,两圆筒中各有一个活塞,两活塞用刚性轻杆连接,两活塞间充有氧气,小活塞下方充有氮气。
已知:大活塞的质量为2m ,横截面积为2S ,小活塞的质量为m ,横截面积为S ;两活塞间距为L ;大活塞导热性能良好,气缸及小活塞绝热。
初始时氮气和气缸外大气的匀强均为0p ,大活塞与大圆筒底部相距2L ,两活塞与气缸壁之间的摩擦不计,重力加速度为g 。
现通过电阻丝缓慢加热氮气。
求:当小活塞缓慢上升至上表面与大圆筒底部平齐时,氮气的压强。
9、如图所示,导热的圆柱形气缸放置在水平桌而上,横截面积为S 、质量为m l 的活塞封闭着一定质量的气体(可视为理想气体),活塞与气缸间无摩擦且不漏气.总质量为m 2:的砝码盘(含砝码)通过左侧竖直的细绳与活塞相连.当环境温度为T 时,活塞离缸底的高度为h .现使环境温度缓慢降为2T :①当活塞再次平衡时,活塞离缸底的高度是多少?②保持环境温度为2T 不变,在砝码盘中添加质量为△m 的砝码时,活塞返回到高度为h 处,求大气压强p 0.9、一定质量的理想气体被活塞封闭在圆筒形的金属气缸内,如题10(2)图所示,活塞的质量为m=30Kg ,横截面积为S=100cm2,活塞与气缸底之间用一轻弹簧连接,活塞可沿气缸壁无摩擦滑动且不漏气。
开始时使气缸水平放置,连接活塞和气缸底的弹簧处于自然长度l0=50cm 。
经测量大气压强p0=1.0×105Pa ,将气缸从水平位置缓慢地竖直立起,稳定后活塞下移cm l 10,整个过程外界温度不变。
求:气缸竖直放置时的压强,并判断能否求解弹簧的劲度系数。
11、如图,上粗下细且上端开口的薄壁玻璃管内有一部分水银封住密闭气体,横截面积分别为S1=1cm2、S2=2cm2,细管内水银长度为h1=4cm ,封闭气体长度为L =6cm 。
大气压强为p0=76cmHg ,气体初始温度为T1=280K ,上管足够长。
(1)缓慢升高气体温度,求水银刚好全部进入粗管内时的温度T2;(2)气体温度保持T2不变,为使封闭气体长度变为8cm ,需向开口端注入的水银柱的体积为多少?12、如图,一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置.玻璃管的下部封有长l 1=25.0cm 的空气柱,中间有一段长为l 2=25.0cm 的水银柱,上部空气柱的长度l 3=40.0cm .已知大气压强为P 0=75.0cmHg .现将一活塞(图中未画出)从玻璃管开口处缓缓往下推,使管下部空气柱长度变为cm l 0.201.假设活塞下推过程中没有漏气,试求:(1)最后管下部空气的压强为多少cmHg ?(2)活塞下推的距离(cm )13、如图所示,在长为L=57cm的一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内,用4cm高的水银柱封闭着51cm长的理想气体,管内外气体的温度均为33℃,大气压强p0=76cmHg.①若缓慢对玻璃管加热,当水银柱上表面与管口刚好相平时,求管中气体的温度;②若保持管内温度始终为33℃,现将水银缓慢注入管中,直到水银柱上表面与管口相平,求此时管中气体的压强.14、如图所示,两端开口、粗细均匀的足够长的玻璃管插在水银槽中,管的上部有一定长度的水银,两段空气柱被封闭在左右两侧的竖直管中。
开启上部连通左右水银的阀门A,当温度为300 K平衡时水银的位置如图(h1=h2=5 cm,L1=50 cm),大气压为75 cmHg。
求:(1)右管内空气柱的长度L2;(2)关闭阀门A,当温度升至405 K时,左侧竖直管内气柱的长度L3。
15、如图1所示,左端封闭、内径相同的U形细玻璃管竖直放置,左管中封闭有长为L=20cm的空气柱,两管水银面相平,水银柱足够长.已知大气压强为p0=75cmHg.(1)若将装置翻转180°,使U形细玻璃管竖直倒置(水银未溢出),如图2所示.当管中水银静止时,求左管中空气柱的长度;(2)若将图1中的阀门S打开,缓慢流出部分水银,然后关闭阀门S,右管水银面下降了H=35cm,求左管水银面下降的高度.16、如图,在柱形容器中密闭有一定质量理想气体,一光滑导热活塞将容器分为A、B两部分,离气缸底部高为49cm 处开有一小孔,与装有水银的U形管相连,容器顶端有一阀门K.先将阀门打开与大气相通,外界大气压等于p0=75cmHg,室温t0=27℃,稳定后U形管两边水银面的高度差为△h=25cm,此时活塞离容器底部为L=50cm.闭合阀门,使容器内温度降至﹣57℃,发现活塞下降,且U形管左管水银面比右管水银面高25cm.(U形管内径很小,活塞有一定质量,但不考虑厚度)求:(1)此时活塞离容器底部高度L′;(2)整个柱形容器的高度H.17、如图所示,U形管右管横截面积为左管2倍,管内水银在左管内封闭了一段长为26cm、温度为280K的空气柱,左右两管水银面高度差为36cm,大气压为76cm Hg.现向右管缓慢补充水银.①若保持左管内气体的温度不变,当左管空气柱长度变为20cm时,左管内气体的压强为多大?②在①条件下,停止补充水银,若给左管的气体加热,使管内气柱长度恢复到26cm,则左管内气体的温度为多少?18、如图所示,一根两端开口、横截面积为S=2cm2足够长的玻璃管竖直插入水银槽中并固定(插入水银槽中的部分足够深).管中有一个质量不计的光滑活塞,活塞下封闭着长L=21cm的气柱,气体的温度为t1=7℃,外界大气压取P0=1.0×105Pa(相当于75cm高的汞柱的压强).(1)若在活塞上放一个质量为m=0.1kg的砝码,保持气体的温度t1不变,则平衡后气柱为多长?(g=10m/s2)(2)若保持砝码的质量不变,对气体加热,使其温度升高到t2=77℃,此时气柱为多长?(3)若在(2)过程中,气体吸收的热量为10J,则气体的内能增加多少?19、如图,粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口,管内有一段水银柱,右管内气体柱长为39cm,中管内水银面与管口A之间气体柱长为40cm。
先将口B封闭,再将左管竖直插入水银槽中,设整个过程温度不变,稳定后右管内水银面比中管内水银面高2cm,求:(1)稳定后右管内的气体压强p;(2)左管A端插入水银槽的深度h。
(大气压强p0=76cmHg)20、如图,在柱形容器中密闭有一定质量气体,一具有质量的光滑导热活塞将容器分为A、B两部分,离气缸底部高为49cm处开有一小孔,与U形水银管相连,容器顶端有一阀门K。
先将阀门打开与大气相通,外界大气压等于p0=75cmHg,室温t0=27°C,稳定后U形管两边水银面的高度差为Δh=25cm,此时活塞离容器底部为L=50cm。
闭合阀门,使容器内温度降至-57°C,发现U形管左管水银面比右管水银面高25cm。
求:(1)此时活塞离容器底部高度L′;(2)整个柱形容器的高度H。
21、(2013上海徐汇区期末)如图所示,竖直放置的均匀细U型试管,左侧管长L OA=30cm,右管足够长且管口开口,初始时左管内被水银封闭的空气柱长20cm,气体温度为27°C,左右两管水银面等高。
已知大气压强为p0=75cmHg.(1)现对左侧封闭气体加热,直至两侧水银面形成10cm长的高度差.则此时气体的温度为多少摄氏度?(2)保持此时温度不变,从右侧管口缓慢加入水银,则至少加入多少长度的水银,可以使得左侧管内气体恢复最初的长度?22、如图,竖直平面内有一直角形内径相同的细玻璃管,A 端封闭,C 端开口,AB=BC=0l ,且此时A 、C 端等高。