高中物理模型气体(题库.docx
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1、精选优质文档-倾情为你奉上2016-2017学年度 学校11月月考卷学校:_姓名:_班级:_考号:_一、计算题1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po=76cmHg求左、右两管中的水银面相平时封闭气体的温度;若保持问中气体温度不变,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67210-1 m3, 已知该状态下1mol气体的
2、体积是22410-2 m3,阿伏加德罗常数NA= 601023mol-1。求该气体的分子数。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
3、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p05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p0,重力加速度为g,不计活塞与气缸的摩擦,求:活塞上升的高度;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
4、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:此时管内空气的压强是多少cmHg;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
5、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:(i)在活塞下滑过程中,缸内气体温度
6、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pV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
7、?(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pV图象如图所示,其中AB是反比例函数图象的一部分。求:气体在状态B时的体积;气体在状态C时的温度;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。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6 J;
8、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9 J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W1和其内能的增量U1;(2)从状态A到状态B的过程,该气体内能的增量U2及其从外界吸收的热量Q2.14一个水平放置的汽缸,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,L05 m,它们可以在筒内无摩擦地左右滑动。A、B的截面积分别为SA40 cm2,SB20 cm2,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p010105 Pa的大气。当汽缸内气
9、体温度为T1525 K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?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?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
10、,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:水银柱刚要进入竖直管时气体的温度;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=25 cm、L3 =25 cm、L4=10 cm,A端被封空气柱的长度为L1=60 cm,BC在水平面上。整个装置处在恒温环境中,外界气压P0=75 cmHg。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。18如图,一粗细均匀的U形管竖直放置,A侧上端
11、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=100cm,B侧水银面比A侧的高h=30cm,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=100cm时,将开关K关闭,已知大气压强P0=750cmHg。求放出部分水银后A侧空气柱的长度此后再向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224L。求:使用掉的氧气分子数为多少?(阿伏加德罗常数为NA=601023mol-1,结果保留两位
12、有效数字)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m=10kg,活塞面积S=100cm2,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p0=10105 Pa,重力加速度为g=10m/s2,求:缸内气体的压强p1;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?21一定质量的理想气体被质量m=30kg、横截面积S=100cm2的活塞封闭在光滑圆筒形的金属汽缸内,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
13、置缓慢地竖直立起,稳定后活塞下降L1=10cm,如图(b)所示。再对汽缸内的气体逐渐加热,活塞上升L2=30cm,如图(c)所示。已知重力加速度g=10m/s2,外界气温t=27,大气压强p0=10105Pa,不计一切摩擦,求()弹簧的劲度系数k;()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形玻璃管竖直放置,左端封闭,右端开口。开始时左管内空气柱长20cm,两管水银面等高,温度不变,大气压强为P0=75cmHg。管内气体可视为理想气体。()若右管足够长,从右侧管口缓慢加入水银,左管内气柱长变为15cm,求加入水银的长度;()若左、右管管口等高,用厚度不计的活塞从右管管口缓慢推
14、入,仍使左管内气柱长变为15cm,若过程中没有漏气现象,求活塞推入的深度。23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的理想气体,右端开口,当封闭气体的温度时,两管水银面的高度差。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。求左、右两管中的水银面相平时封闭气体的温度;若保持问中气体温度不变,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,求注入水银柱的长度。24如图所示,在两端封闭粗细均匀的竖直长管道内,用一可自由移动的活塞A封闭体积相等的两部分气体. 开始时管道内气体温度都为T0 = 500 K,下部分气体的压强p0=1.25105 Pa,
15、活塞质量m = 0.25 kg,管道的内径横截面积S =1cm2。现保持管道下部分气体温度不变,上部分气体温度缓慢降至T,最终管道内上部分气体体积变为原来的,若不计活塞与管道壁间的摩擦,g = 10 m/s2,求此时上部分气体的温度T. 25如图所示,一底面积为S,内壁光滑的圆柱形容器竖直放置在水平地面上,开口向上,内有两个质量均为m的相同活塞A和B;在A与B之间、B与容器底面之间分别封有一定量的同样的理想气体,平衡时体积均为V。已知容器内气体温度始终不变,重力加速度大小为g,外界大气压强为p0。现假设活塞B发生缓慢漏气,致使B最终与容器底面接触。求活塞A移动的距离。26如图所示,可沿气缸壁自
16、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内充有一定质量的气体,A内真空,B部分高度为,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部分的高度等于多少?设温度不变。27在一个横截面积为S=的圆柱形容器中,有一个质量不计的活塞用弹簧和底部相连,容器中密闭有一定质量的理想气体,当温度为27C时,弹簧恰好处于原长,此时外部压强为,活塞和底面相距L=20cm,在活塞上放一质量为m=20kg的物体,活塞静止时下降10cm,温度仍为27,不计活塞与容器壁的摩擦,弹簧的形变在弹性限度范围内,求:弹
17、簧的劲度系数k;如果把活塞内气体加热到57并保持不变,为使活塞静止时位置距容器底面距离仍为10cm,活塞上应再加物体的质量28将如图所示的装置的右端部分气缸B置于温度始终保持不变的环境中,绝热气缸A和导热气缸B均固定在地面上,由刚性杆连接的绝热活塞与两气缸间均无摩擦,开始时两形状相同的长方体气缸内装有理想气体,压强均为p0、体积均为V0、温度均为T0缓慢加热A中气体,使气缸A的温度升高到2T0,稳定后求:气缸A中气体的压强pA以及气缸B中气体的体积VB;试分析说明此过程中B中气体吸热还是放热?29如图,上端开口的竖直汽缸由大、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
18、塞间充有氧气,小活塞下方冲有氮气,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,汽缸及小活塞绝热;初始时氮气和汽缸内大气的压强均为,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,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。30两端开口、内表面光滑的U形管处于竖直平面内,如图所示质量均为m=10kg的活塞A、B在外力作用下静止于左右管中同一高度h处,将管内空气封闭,此时管内外空气的压强均为P0=10105Pa左管和水平管横截面积S1=10 cm2,右管横截面积S2 =2
19、0cm2,水平管长为3h,现撤去外力让活塞在管中下降,求两活塞稳定后所处的高度。(活塞厚度均大于水平管直径,管内气体初末状态温度相同,g取10 m/s2)31如图所示,一定质量的理想气体被水银柱封闭在竖直玻璃管内,气柱的长度为h。现向管内缓慢地添加部分水银,水银添加完成时,气柱长度变为。再取相同质量的水银缓慢地添加在管内。外界大气压强保持不变。求第二次水银添加完成时气柱的长度。若第二次水银添加完成时气体温度为T0,现使气体温度缓慢升高,求气柱长度恢复到原来长度h时气体的温度。33如图所示的圆柱形气缸是一“拔火罐”器皿,气缸(横截面积为S)固定在铁架台上,轻质活塞通过细线与质量为m的重物相连,将
20、一团燃烧的轻质酒精棉球从缸底的开关K处扔到气缸内,酒精棉球熄灭时(此时缸内温度为t)闭合开关K,此时活塞下的细线刚好拉直且拉力为零,而这时活塞距缸底为L由于气缸传热良好,随后重物会被吸起,最后重物稳定在距地面L/10处已知环境温度为t0不变, ,P0为大气压强,气缸内的气体可看做理想气体,求:(1)酒精棉球熄灭时的温度t与t0满足的关系式;(2)气缸内温度降低到重新平衡的过程中外界对气体做的功34如图所示,圆柱形的气缸上部有小挡板,可以阻止活塞滑离气缸,气缸内部的高度为d ,质量不计的薄活塞将一定质量的气体封闭在气缸内。开始时活塞离底部高度为2d/3 ,温度为t1=27 ,外界大气压强为P0=
21、1atm ,现对气体缓缓加热,求:当气体温度升高到t2=127时,活塞升高了多少?当气体温度升高到t3=357时,缸内气体的压强。35如图所示是一个油气田构造示意图。A处有一个废井管,横截面积为S,高为h,下端有一段质量为m的岩芯封住井管,设原来井中B处油气压强为p0(与外界相同),温度为27,在地热作用下,B处温度突然升高到127,岩芯在高压作用下向上喷射,试估算岩芯能射出的高度?(忽略一切阻力)36容器内装有5Kg的某种气体,开始时,气体压强为150atm,温度为57,有一个车间,每天需要在标准状况下的这种气体400L,用几天后容器内气体压强变为原来的,温度降为27?(在标准状况下这种气体
22、的密度为2克/升)37如图所示,总长1m粗细均匀的直角玻璃管,AO和BO等长,A端封闭,B端开口,内有20cm长的水银柱当AO水平,BO竖直时,水银柱在AO的最右端,这时大气压为75cmHg,温度为27(1)若将此装置绕A点在纸面内顺时针转90,当温度为多少时水银柱恰好全部在OB段的最左端?(2)若在图示位置将温度升高到600K,封闭气体的长度为多少?()38如图,一个横截面积为S的导热气缸直立放置,质量为m的楔形活塞下方封闭一定质量的理想气体,活塞上方与大气相同,气缸底与热源接触。被封闭气体温度为T0,体积为V0,经过热源缓慢加热,气体的温度升高到T1时,用卡子卡住活塞,使之不能上升,热源继
23、续加热,使气体温度升高到T2。已知大气压为p0,不计活塞与缸壁的摩擦。求:(1)气体温度为T1时,气体的体积;(2)气体温度为T2时,气体的压强。39如图所示,一定质量的理想气体从状态A经B、C、D再回到A,已知在状态A时容积为2L,求状态C和状态D时的体积。40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,活塞质量,活塞面积,活塞与气缸壁无摩擦且不漏气,此时,缸内气体的温度为,活塞位于气缸正中,整个装置都静止,已知大气压恒为,重力加速度为,求:缸内气体的压强;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?41如图所示,内径均匀的U形玻璃管竖直放置,截面积为5 c
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