完整word版高中物理选修33气体压强专项练习题附答案4Word文档格式.docx
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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=100cm2.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=62.5kg,物块与平台间的动摩擦因数μ=0.8.两物块间距为d=10cm.开始时活塞距缸底L1=10cm,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=10m/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
(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×
103N/m的较长的弹簧相连。
已知大气压p0=1×
105Pa,平衡时两活塞之间的距离l0=0.6m,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=500N。
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L1=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L2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
,大活塞与大圆筒底部相距
,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。
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ml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.现使环境温度缓慢降为
:
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
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p0.
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
,整个过程外界温度不变。
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l1=25.0cm的空气柱,中间有一段长为l2=25.0cm的水银柱,上部空气柱的长度l3=40.0cm.已知大气压强为P0=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
.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300K平衡时水银的位置如图(h1=h2=5cm,L1=50cm),大气压为75cmHg。
(1)右管内空气柱的长度L2;
(2)关闭阀门A,当温度升至405K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76cmHg.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。
(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LOA=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=
,且此时A、C端等高。
平街时,管内水银总长度为
,玻璃管AB内封闭有长为
的空气柱。
汞柱高。
如果使玻璃管绕B点在竖直平面内顺时针缓慢地转动至BC管水平,求此时AB管内气体的压强为多少汞柱高?
管内封入的气体可视为理想气体且温度不变。
23、如图所示,装有水银的细U形管与巨大的密封气罐A相连,导热性能均良好,左端封闭有一段空气柱,气温为-23℃时,空气柱长为62cm,右端水银面比左端低40cm.当气温升到27℃时,U形管两边高度差增加了4cm,则气罐内气体在-23℃时的压强为是多少cmHg?
24、如图所示,截面均匀的U形玻璃细管两端都开口,玻璃管足够长,管内有两段水银柱封闭着一段空气柱,若气柱温度是270C时,空气柱在U形管的左侧,A、B两点之间封闭着的空气柱长为15cm,
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