高中物理模型气体题库.docx
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高中物理模型气体题库
NA=6.0×1023mol-1。
求该气
一、计算题
1.如图所示粗细均匀的
2016-2017学年度学校11月月考卷
学校:
___________姓名:
___________班级:
___________考号:
___________
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po=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.
2.一定质量的理想气体在1个标准大气压下、0℃时的体积为6.72×10-1m3,已知该状态下1mol气体的体积是2.24×10-2m3,阿伏加德罗常数体的分子数。
3.一定质量的理想气体体积V与热力学温度T的关系图象如图所示,气体在状态A时
的压强pA=p0,温度TA=T0,线段AB与V轴平行,BC的延长线过原点。
求:
(i)气体在状态B时的压强pB;
(ii)气体从状态A变化到状态B的过程中,对外界做的功为10J,该过程中气体吸收的热量为多少;
(iii)气体在状态C时的压强pC和温度TC。
4.如图,气缸竖直固定在电梯内,一质量为m、面积为s的活塞将一定量的气体封闭
在气缸内,当电梯做加速度大小为a的匀加速下降时活塞与气缸底相距L。
现让电梯匀
加速上升,加速度大小也为a,稳定时发现活塞相对于气缸移动了距离d。
不计气缸和
活塞间的摩擦,整个过程温度保持不变。
求大气压强p0.
5.如图所示,一圆柱形绝热气缸竖直放置,通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体。
活塞的质量为m,横截面积为S,与容器底部相距h,此时封闭气体的温度为T1。
现通
过电热丝缓慢加热气体,当气体吸收热量Q时,气体温度上升到T2。
已知大气压强为
试卷第1页,总23页
p0,重力加速度为g,不计活塞与气缸的摩擦,求:
①活塞上升的高度;
②加热过程中气体的内能增加量。
6.如图所示,水平放置一个长方体的封闭气缸,用无摩擦活塞将内部封闭气体分为完
全相同的A、B两部分.初始时两部分气体压强均为p、热力学温度均为T.使A的温度
升高△T而保持B部分气体温度不变.则A部分气体的压强增加量为多少。
7.小方同学在做托里拆利实验时,由于操作不慎,玻璃管漏进了一些空气。
当大气压
强为76cmHg时,管内外水银面高度差为60cm,管内被封闭的空气柱长度是30cm,如图所示.问:
①此时管内空气的压强是多少cmHg;
②现保持下端水银槽不动,将玻璃管向下插入10cm,则此时的空气柱长度是多少.(设
此时玻璃管还未触到水银槽底,不考虑水银槽液面的变化,且整个过程温度不变)
8.如图所示,体积为V0的导热性能良好的容器中充有一定质量的理想气体,室温为
T0=300K.有一光滑导热活塞C(不占体积)将容器分成A、B两室,B室的体积是A室
的两倍,气缸内气体压强为大气压的两倍,右室容器中连接有一阀门K,可与大气相
通.(外界大气压等于76cmHg)求:
(1)将阀门K打开后,A室的体积变成多少?
(2)打开阀门K后将容器内的气体从300K加热到540K,A室中气体压强为多少?
9.如图所示,一竖直放置的绝热气缸,内壁竖直,顶部水平,并且顶部安装有体积可
以忽略的电热丝,在气缸内通过绝热活塞封闭着一定质量的气体,气体的温度为T0,绝
热活塞的质量为m,横截面积为S0。
若通过电热丝缓慢加热,使得绝热活塞由与气缸底
部相距h的位置下滑至2h的位置,此过程中电热丝放出的热量为Q,已知外界大气压
强为p0,重力加速度为g,并且可以忽略活塞与气缸壁之间的摩擦和气体分子之间的相互作用,求:
试卷第2页,总23页
(i)在活塞下滑过程中,缸内气体温度的增加量△T;
(ii)在活塞下滑过程中,缸内气体内能的增加量△U。
10.如图所示,一圆柱形绝热容器竖直放置,通过绝热活塞封闭着摄氏温度为t1的理想
气体,活塞的质量为m,横截面积为S,与容器底部相距h1。
现通过电热丝给气体加热
一段时间,使其温度上升到(摄氏)t2,若这段时间内气体吸收的热量为Q,已知大气
压强为p0,重力加速度为g,求:
(1)气体的压强.
(2)这段时间内活塞上升的距离是多少?
(3)这段时间内气体的内能如何变化,变化了多少?
11.一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、C时的温度分别为多少℃?
(2)该气体从状态A到状态C的过程中内能的变化量是多大?
(3)该气体从状态A到状态C的过程中是吸热,还是放热?
传递的热量是多少?
12.一定质量的理想气体,在初始状态A时,体积为V0,压强为p0,温度为T0,已知此
时气体的内能为U0。
该理想气体从状态A经由一系列变化,最终还回到原来状态A,其变化过程的p—V图象如图所示,其中AB是反比例函数图象的一部分。
求:
①气体在状态B时的体积;
②气体在状态C时的温度;
③从状态B经由状态C,最终回到状态A的过程中,气体与外界交换的热量。
试卷第3页,总23页
13.在如图所示的坐标系中,一定质量的某种理想气体先后发生以下两种状态变化过程:
第一种变化是从状态A到状态B,外界对该气体做功为6J;第二种变化是从状态A到
状态C,该气体从外界吸收的热量为9J.图线AC的反向延长线过坐标原点O,B、C两
状态的温度相同,理想气体的分子势能为零.求:
(1)从状态A到状态C的过程,该气体对外界做的功
W和其内能的增量
U1;
1
(2)从状态A到状态B的过程,该气体内能的增量
U及其从外界吸收的热量
Q.
2
2
14.一个水平放置的汽缸,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
A
2
B
2
A的
为S=40cm,S=20cm
,A、B之间封闭着一定质量的理想气体,两活塞外侧(
左方和B的右方)是压强为
5
T
=525K
p=1.0×10Pa的大气。
当汽缸内气体温度为
0
1
时两活塞静止于如图所示的位置。
①求此时气体的压强?
②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?
15.如图所示,玻璃管A上端封闭,B上端开口且足够长,两管下端用橡皮管连接起来,
A管上端被一段水银柱封闭了一段长为6cm的气体,外界大气压为75cmHg,左右两水银面高度差为5cm,温度为t1=27℃.
①保持温度不变,上下移动
B管,使A管中气体长度变为
5cm,稳定后的压强为多少?
②稳定后保持B不动,为了让A管中气体体积回复到6cm,则温度应变为多少?
16.如图所示,粗细均匀的
L形玻璃管放在竖直平面内,封闭端水平放置,水平段管长
60cm,上端开口的竖直段管长
20cm,在水平管内有一段长为
20cm的水银封闭着一段长
35cm的理想气体,已知气体的温度为
7℃,大气压强为75cmHg,现缓慢对封闭理想气
体加热.求:
①水银柱刚要进入竖直管时气体的温度;
②理想气体的温度升高到111℃时,玻璃管中封闭理想气体的长度.
17.[物理—选修3-3]如图所示,U型细玻璃管竖直放置,各部分水银柱的长度分别为
L2=25cm、L3=25cm、L4=10cm,A端被封空气柱的长度为L1=60cm,BC在水平面上。
整个装置处在恒温环境中,外界气压P0=75cmHg。
将玻璃管绕B点在纸面内沿逆时针方
向缓慢旋转90°至AB管水平,求此时被封空气柱的长度。
试卷第4页,总23页
18.如图,一粗细均匀的U形管竖直放置,A侧上端封闭,B侧上侧与大气相通,下端开口处开关K关闭,A侧空气柱的长度为l=10.0cm,B侧水银面比A侧的高h=3.0cm,
现将开关K打开,从U形管中放出部分水银,当两侧的高度差为h1=10.0cm时,将开
关K关闭,已知大气压强P0=75.0cmHg。
①求放出部分水银后A侧空气柱的长度
②此后再向B侧注入水银,使A、B两侧的水银达到同一高度,求注入水银在管内的长
度
19
.某氧气瓶的容积V=30L,在使用过程中,氧气瓶中的压强由P1=100atm下降到P2=50atm,
且温度始终保持0℃。
已知在标准状况
1mol气体的体积22.4L。
求:
使用掉的氧气分
子数为多少?
(阿伏加德罗常数为
A
23-1
,结果保留两位有效数字)
N=6.0×10
mol
20
.如图所示,透热的气缸内封有一定质量的理想气体,缸体质量
M=200kg,活塞质量
2
m=10kg,活塞面积S=100cm,活塞与气缸壁无摩擦且不漏气,此时缸内气体的温度为
27
℃,活塞刚好位于气缸正中间,整个装置都静止,已知大气压恒为
0
5
p=1.0×
10Pa,
重力加速度为g=10m/s
2,Tt
273K求:
①缸内气体的压强p1;
②缸内气体的温度升高到多少摄氏度时,活塞恰好会静止在气缸缸口AB处?
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21.一定质量的理想气体被质量
2
的活塞封闭在光滑圆筒形
m=30kg、横截面积S=100cm
的金属汽缸内,活塞与汽缸底之间用一轻弹簧连接。
开始时汽缸水平放置,弹簧恰好处
于原长L0=50cm,如图(a)所示。
将汽缸从水平位置缓慢地竖直立起,稳定后活塞下降
L=10cm,如图(b)所示。
再对汽缸内的气体逐渐加热,活塞上升
L=30cm,如图(c)
1
2
所示。
已知重力加速度
g=10m/s2,外界气温t=27℃,大气压强
p0=1.0×105Pa,不计一
切摩擦,求
(ⅰ)弹簧的劲度系数k;
(ⅱ)加热后,汽缸内气体的温度T′。
22.如图所示,两侧粗细均匀的U形玻璃
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