(完整版)高中物理选修3-3气体压强专项练习题(附答案).pdf
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1、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pV图象如图所示已知该气体在状态 A时的温度为27则:该气体在状态B和 C时的温度分别为多少?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AB、BC、CA三个变化过程,TA300 K,气体从CA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TC;(i i)气体处于C状态时内能UC。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,
2、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 104m2,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?精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页,共 18 页 - - - - - -
3、- - - - 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=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=1105Pa, 温度t1=27 . 现对汽缸内的气体缓慢加热,(g=10 m/s2)求:物块A开始移动时,汽缸内的温度;物块B开始移动时,汽缸内的温度. 5、如图所示,一导热性能
4、良好、内壁光滑的气缸水平放置,横截面积为S=2103m2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、 = 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。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页,共 18 页 - - - - - - - - - - 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
6、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
7、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2T:当活塞再次平衡时,活塞离缸底的高度是多少?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p0精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页,共 18
8、页 - - - - - - - - - - 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=10105Pa,将气缸从水平位置缓慢地竖直立起,稳定后活塞下移cml10,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S11cm2、S22cm2
9、,细管内水银长度为h1 4cm ,封闭气体长度为L6cm。大气压强为p0 76cmHg ,气体初始温度为T1280K,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cml0 .201假设活
10、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)精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页,共 18 页 - - - - - - - - - - 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 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;若保持管内温度始终为33,现将水银缓慢注入管中,直
11、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(h1h2 5 cm,L150 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
12、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精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页,共 18 页 - - - - - - - - - - 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
13、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H17、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
14、内气体的压强为多大?在条件下,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
15、( 2)过程中,气体吸收的热量为10J,则气体的内能增加多少?精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页,共 18 页 - - - - - - - - - - 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p076c
16、mHg )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p075cmHg ,室温t027C,稳定后 U 形管两边水银面的高度差为h25cm,此时活塞离容器底部为L50cm。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LOA30cm,右管足够长且管口开
17、口,初始时左管内被水银封闭的空气柱长20cm,气体温度为27C,左右两管水银面等高。已知大气压强为p075cmHg. (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?精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页,共 18 页 - - - - - - - - - - 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
18、开口, AB=BC=0l,且此时A、C 端等高。平街时,管内水银总长度为0l,玻璃管 AB内封闭有长为20l的空气柱。已知大气压强为0l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
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