- 气体
- 共1086题
如图所示，一端封闭的粗细均匀的细玻璃管，开口向下竖直放置．用一段长为15cm的水银柱在管中封有15cm长的空气柱，大气压强是75cmHg，此时气体的压强为______ cmHg．在距管顶20cm处的A点，玻璃管出现了一个小孔，则稳定时空气柱的长度是______ cm（温度保持不变）．
正确答案
封闭气体压强为：P=P0-15cmHg=60cmHg；
在距管顶20cm处的A点，玻璃管出现了一个小孔，小孔下方10cm长水银柱会漏去，气压增加了10cmHg，变为P′=70cmHg；
此后经历等压压缩过程，根据玻意耳定律，有：PLS=P′L′S，解得：L′=
故答案为：60，12.86．
1920年科学家斯特恩测定气体分子速率的装置如图所示，A、B为一双层共轴圆筒形容器，外筒半径为R，内筒半径为r，可同时绕其几何轴经同一角速度ω高速旋转，其内部抽成真空。沿几何轴装有一根镀银的铂丝K，在铂丝上通电使其加热，银分子（即原子）蒸发成气体，其中一部分分子穿过A筒的狭缝a射出到达B筒的内表面。由于分子由内筒到达外筒需要一定时间。若容器不动，这些分子将到达外筒内壁上的b点，若容器转动，从a穿过的这些分子仍将沿原来的运动方向到达外筒内壁，但容器静止时的b点已转过弧长s到达b点。
（1）这个实验运用了______________________________规律来测定；
（2）测定该气体分子的最大速度大小表达式为_______________。
正确答案
运动的等时性，
如图所示，一端开口，一端封闭的粗细均匀的U形玻璃管，用h=8cm长的一段水银柱封闭长l=30cm的空气柱，现将开口端接上抽气机，使开口端的压强缓缓降至p=20cmHg．已知大气压为p0=76cmHg，设温度不变．
（1）试确定水银柱最后停留在哪段管中；
（2）求后来被封闭的气柱长度．
正确答案
（1）若水银柱全在水平管中，则对气柱有：
（p0-h）lS=pl1S
将h=8cm，l=30cm，p=20cmHg，p0=76cmHg，代入解得 l1=102cm＞67cm，不可能．
若水银柱全在右管中，则对气柱有：
（p0-h）lS=（ p+h）l2S l2=73.86cm＜75cm
由上述讨论可知，水银柱有一部分在右管中，有一部分在水平管中．
（2）设水银柱在右管中的长度为x，则对气柱有：
（p0-h）lS=（p+x）[75-（h-x）]S
由（2）式得：x=7.42cm
所以空气柱长为75-（h-x）=75-（8-7.42）=74.42cm
答：
（1）水银柱最后水有一部分在右管中，有一部分在水平管中．
（2）后来被封闭的气柱长度为74.42cm．
如图所示，固定在水平地面上的气缸内封闭着一定质量的气体，活塞与气缸内壁接触光滑且不漏气，活 塞的横截面积S=100cm2，受到F1=200N的水平向左的推力而平衡，此时，缸内气体对活塞的平均压力为F2=1 200N，则缸内气体的压强p=__________Pa，缸外大气压强P0=__________Pa。
正确答案
1.2×105，1.0×105
现有一根粗细均匀长50cm，两端开口的玻璃管，一个弹簧秤，一把毫米刻度尺，一小块橡皮泥，一个足够高的玻璃容器，内盛常温下的水，设水的密度为ρ．选用合适的器材，设计一个实验，估测当时的大气压强．问：
（1）上述器材中不需要的是______．
（2）要测定的物理量是______，可直接应用的物理量是______．
（3）计算大气压强的表达式是______．
正确答案
测量大气压的原理：密封一部分气体，改变它的长度和压强，分别测量出改变前后的气体的长度L1，L2，两次的压强差ρg（L-L2），然后使用玻意耳定律即可求出大气压．
所以，使用的器材有：两端开口的玻璃管，一把毫米刻度尺，一小块橡皮泥，一个足够高的玻璃容器，内盛常温下的水．故不需要的器材是弹簧秤．
要测定的物理量是：玻璃管竖直插入容器中时露出水面部分的长度L1、玻璃管竖直在空气中时管内空气柱的长度L2，玻璃管的长度L，此时水柱产生的压强差：
ρg（L-L2）
根据玻意耳定律得：P0L1S=[P0-ρg（L-L2）]L2S
整理得：P0=
故答案为：（1）弹簧秤
（2）玻璃管竖直插入容器中时露出水面部分的长度L1、玻璃管竖直在空气中时管内空气柱的长度L2，玻璃管的长度L
（3）P0=
如图所示，总质量为M的气缸放在地面上，活塞连同手柄的质量为m，活塞的截面积为S，大气压强为p0．当气缸竖直放置时，气缸内空气压强为______．现用手握住手柄慢慢向上提，若不计摩擦和气体温度的变化，则在气缸离开地面时，气缸内气体的压强为______．
正确答案
对活塞受力分析可知，
P0S+mg=P1S，
所以时气缸内气体的压强为P1=P0+
现用手握住手柄慢慢向上提，对气缸的底部受力分析可得，
P2S+Mg=P0S，
所以此时气体的压强为P2=P0-
故答案为：P0+
在下图中，水银柱的长度为20 cm，大气压为1.0×105 Pa，在甲、乙、丙三种情况下，被封闭的气体的压强分别为p甲=__________cmHg，p乙=__________cmHg，p丙=__________cmHg。
正确答案
76，96，56
如图所示，一直立的汽缸用一质量为m的活塞封闭一定量的理想气体，活塞横截面积为S，汽缸内壁光滑且缸壁是导热的，开始活塞被固定，打开固定螺栓K，活塞下落，经过足够长时间后，活塞停在B点，已知AB=h，大气压强为P0，重力加速度为g。
（1）求活塞停在B点时缸内封闭气体的压强；
（2）若周围环境温度保持不变，求整个过程中通过缸壁传递的热量Q（一定量的理想气体的内能仅由温度决定）。
正确答案
解：（1）设封闭气体的压强为p，活塞受力平衡
P0S+mg=pS
解得
（2）由于气体的温度不变，则内能的变化△E=0
由能量守恒定律可得Q=（p0S+mg）h
如图，一容器两端是直径不同的两个圆筒，里面各有一个活塞，活塞横截面积分别是SA＝8cm2，SB＝24cm2，质量分别为MA＝8kg，MB＝12kg，它们之间用一轻杆相连并保持平衡，活塞与圆筒壁间无摩擦，活塞B的下面和大气相通，活塞A的上面是真空。若大气压强p0＝1×105Pa，重力加速度g＝10m/s2，则被封闭气体的压强为___________Pa；若略微降低桶内气体的温度，重新平衡后，桶内气体压强将___________（选填“变大”、“不变”或“变小”）。
正确答案
2.5×104，不变
一粗细均匀的玻璃管，注入60mm水银柱，水平放置时，封闭端空气柱与开口处气柱等长，均为140mm，若将管轻轻倒转，竖直插入水银槽中，如图所示，达平衡时管内封闭端空气柱长133mm，设整个过程空气温度不变，外界大气压为760mm汞柱高．求水银槽中进入管中的水银长度是多少mm？
正确答案
对于封闭的气体设为A，设水平时为状态①，从水平到竖直的状态的过程中，
P0LA1S=（P0-60）LA2S，
所以LA2=
从状态①到③的过程中，
P0LA1S=PA3LA3S，
所以PA3=
对于B气体，PB2=P0=760mmHg
LB2=340-152-60=128mm，
PB3=PA3+60=860mmHg，
气体从状态②到状态③，
PB2LB2S=PB3LB3S，
所以LB3=
进入管中的水银的长度为△h=340-133-113.1=33.9mm．
答：水银槽中进入管中的水银长度是33.9mm．
扫码查看完整答案与解析