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题型:填空题
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填空题

如图所示,粗细均匀的玻璃管A和B由一橡皮软管连接,构成连通器,一定质量的空气被水银柱封闭在A管上方,静止时两管内水银面一样高,A管内水银面到管顶的长度为L cm,B管上方与大气相通,大气压强为HcmHg.现固定B管,将A管沿竖直方向缓慢上移一小段距离,则B管内水银面相对管壁将______(填“升高”,“降低”);如果上移A管直至两管水银面的高度差为hcm,则此过程A管内空气柱长度的变化量为______cm.

正确答案

将A管沿竖直方向缓慢上移一小段距离,假设水银面不动,则封闭气体体积变大,根据玻意耳定律PV=C,气压会变小,故A测水银面被压高;

气体初始状态压强为:P0=HcmHg;

如果上移A管直至两管水银面的高度差为hcm,则分别气体压强为:P=P0-ρgh=(H-h)cmHg;

气体等温膨胀,根据玻意耳定律,有:P0L=P(L+△L);

解得:△L=-L=

故答案为:升高,

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题型:填空题
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填空题

对于一定质量的气体,有关压强、温度、体积的变化关系,下列说法中正确的是(    )

正确答案

AB

气体压强的产生是大量气体分子频繁碰撞器壁的结果,但气体的压强与气体的分子密度有关,分子密度越大,在单位时间内对器壁单位面积上的碰撞次数越多,分子的平均速率越大,每次对器壁碰撞时作用的冲力越大,同时也使单位时间内在单位面积器壁上的碰撞次数增大多,导致压强增大,也就是与气体分子热运动的平均动能有关.由以上原则,可以判断A、B、C选项正确,D错误.

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题型:简答题
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简答题

小车上固定一截面积为S的一端封闭的均匀玻璃管,管内用长为L的水银柱封住一段气体,如图所示,若大气压强为p0,则小车向左以加速度a运动时,管内气体的压强是_______(水银的密度为ρ).

正确答案

p0-ρLa

该题属于加速系统中封闭气体压强的确定问题,这种题目常常选择与气体接触的液柱或活塞等为研究对象,进行受力分析,利用牛顿第二定律解出,即利用动力学的知识列方程求解.该题的具体解法如下:以管内的水银为研究对象,受力分析如图所示,由牛顿第二定律可得:ma=p0S-pS,所以

p==p0-=p0-ρLa.

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题型:填空题
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填空题

如图所示的容器,两端是直径不同的两个圆筒,里面各有一个活塞,其横截面积分别是SA=8cm2,SB=24cm2,质量分别为MA=8kg,MB=12kg.它们之间有一质量不计的轻杆相连,活塞可无摩擦滑动,但不漏气;活塞B的下面是和大气相通的,活塞A的上面是真空.若大气压强p0=1×105Pa,则被封闭气体的压强为______.

正确答案

设被封闭气体压强为P,以A、B活塞为研究对象,根据平衡状态有:

P0SB+PSA=(MA+MB)g+PSB

带入数据解得:P=2.5×104Pa.

故答案为:2.5×104Pa.

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题型:填空题
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填空题

如图所示,两端封闭的玻璃管中间有一段水银柱,经适当倾斜,使上下两部分气体的体积恰好相等,并将玻璃管固定.管内气体的温度始终与环境温度相同.一段时间后,发现上面气体的体积比原来大了,则可以判断环境温度______了(填“升高”或“降低”),上下两部分气体的压强也改变了,且两部分气体压强的变化量______(填“相等”或“不相等”).

正确答案

设上方气体状态为 p1,V1,T,下方为 p2,V2,T.

根据理想气体方程=C从而有

p2=  p1=

其中C1,C2为常量,其它量都是变量.

由题设知V2减小,V1增大,现假定T升高,

则根据上两式可知,p2比p1上升更多,p2-p1较初始状态增大,而事实上,要保持平衡,显然p2-p1在整个过程中不变.

故假设错误,T只能减小,减小的原因只能是环境温度降低.

要保持平衡,下面气体压强=上面气体压强+水银柱产生的压强,而玻璃管倾斜角不变,所以水银柱产生的压强不变,即上下压强差不变,所以也就是上下压强的变化量相等,

故答案为:降低,相等.

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题型:简答题
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简答题

在一密封的啤酒瓶中,下方为溶有CO2的啤酒,上方为纯CO2气体,在20 ℃时,溶于啤酒中CO2的质量为mA=1.050×10-3 kg,上方气体状态CO2的质量为mB=0.137×10-3 kg,压强为p0=1标准大气压.当温度升高到40 ℃时,啤酒中溶解的CO2的质量有所减少,变为mA′=mA-Δm,瓶中气体CO2的压强上升到p1,已知:=0.60×.

啤酒的体积不因溶入CO2而变化,且不考虑容器体积和啤酒体积随温度的变化.又知对同种气体,在体积不变的情况下与m成正比.试计算p1等于多少标准大气压.(结果保留两位有效数字)

正确答案

1.6个标准大气压

在40 ℃时,溶入啤酒的CO2的质量为mA′=mA-Δm                            ①

因质量守恒,气态CO2的质量为mB′=mB+Δm                                       ②

由题设,=0.60×                                                      ③

由于对同种气体,体积不变时,pT与m成正比,可得:=×               ④

由以上各式解得p1=[]p0=1.6标准大气压.

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填空题

关于大气压强,下列说法正确的是(    )

正确答案

AD

大气压强是由大气的重力产生的,且随着高度的增大,大气压强减小.故AD选项正确.

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填空题

封闭在气缸内的气体,当它被等压压缩时,气缸内气体分子变小的量是(   )

正确答案

AC

对密闭的气体,当等压压缩时,分子密度增加,但平均速率减小,平均动能减少,每次撞击的冲力减小.

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简答题

光发电机是利用光能作动力直接把光能转变为机械动力输出的装置,其核心装置是化学反应室,室内装有一种特殊的化合物,有光照射时,能接受光能发生化学反应,在无光作用时又发生逆反应,如此循环往复从而带动活塞的往复运动,试回答:

(1)在下列各种化合物中能作为上述特殊化合物的是

(2)写出该特殊化合物在密封室中的化学反应方程式________;

(3)简单分析密封室活塞被驱动的原因.________

正确答案

(1)B

  (2)NO2NO+O或2NO22NO+O2

  (3)光照时,密封室中的气体分子数增多,引起压强增大.

(1)B

  (2)NO2NO+O或2NO22NO+O2

  (3)光照时,密封室中的气体分子数增多,引起压强增大.

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填空题

如图12-9-3所示,绝热隔板K把绝热的气缸分隔成体积相等的两部分,K与气缸壁的接触是光滑的.两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b.气体分子之间相互作用的势能可忽略.现通过电热丝对气体a加热一段时间后,a、b各自达到新的平衡(   )

图12-9-3

正确答案

BCD

a气体受热膨胀,通过活塞压缩气体b对b做功,气体b体积减小,由热力学第一定律,b内能增加,温度升高,则b气体压强增大,最终达到平衡时,a气体和b气体压强相等,而a气体体积变大,所以a气体的温度大于b气体的温度,所以BCD选项正确.

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填空题

图12-9-2为沉浮子的实验装置,圆柱形玻璃容器中盛有水,一个试管倒放在水中并浮在水面上,玻璃容器上方用不漏气且光滑的活塞封住.下列关于试管升降的说法中符合实际的是(   )

图12-9-2

正确答案

   BC

   将活塞上移,活塞下方的气体(设为Ⅰ,下同)发生等温变化,其体积增大,压强减小,则试管内气体(设为Ⅱ)的压强由于气体Ⅰ压强的减小而减小,体积增大,故试管将上升.选项B的说法符合实际.若整个系统的温度升高,气体Ⅰ发生等压变化,它的体积增大.同理,气体Ⅱ发生等压变化.温度升高而体积增大,故试管将上升.

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填空题

一定质量的气体,若它的体积减小同时温度升高,则(   )

正确答案

ABD

一定质量的气体,体积减小,单位体积内的分子数目增多,选项A正确.温度是分子平均动能的标志,温度升高,气体分子的平均动能增加,选项B正确.外界对气体做功时体积减小,内能增加,温度升高,选项D正确.气体对外做功,体积增大,不能实现体积减小,选项C错误.

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题型:简答题
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简答题

细长的截面均匀的U形玻璃管,两端都开口,管内有两段水银柱封闭着一段空气柱,若气体温度是27℃时,空气柱在U形管的左侧,A、B两点之间,长为15cm,如图所示(图中标注长度的单位是cm)。若保持气体的温度不变,从左侧开口处缓慢地再注入25cm长的水银柱,管内的空气柱长为多少?为了使这段空气柱长度恢复到15cm,且回到A、B两点之间。可以向U形管内再注入一些水银,且改变气体的温度。求从左右哪一侧注入多长的水银柱?气体的温度变为多少?大气压强相当于75cm水银柱产生的压强。

正确答案

(1)要再从右侧管中注入25cm长的水银柱。(2)375K,或t=102℃。

由图可见,左侧水银柱长为25cm,管内空气柱的压强相当于100cm水银柱产生的压强。

而右侧管中的水银面比A高25cm,这段水银柱总长为45cm,

当从左侧管口再注入25cm长的水银柱时,空气柱将下移到U型管的底部,

气体的压强变为120cm水银柱产生的压强,这时气柱长设为x,有100×15=120x,解得空气柱的长度x=12.5cm。

要使空气柱回到A、B两点之间,空气柱的压强为125cm,

右侧管内的水银面要高于A点50cm,要再从右侧管中注入25cm长的水银柱。

气体回到A、B之间,气柱长度仍为15cm,气柱温度要升高到T,有125/T=100/300。解得T=375K,或t=102℃。

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填空题

把一端封闭的粗细均匀的玻璃管放在倾角为300的斜面上,开始时让玻璃管不动,管中有一段16cm长的水银柱将长为20cm长的空气封入管内,如果让玻璃管在斜面上加速下滑,如图所示。已知玻璃管与斜面间的动摩擦因数μ=,外界大气压强为76cmHg,

求玻璃管沿斜面匀加速下滑时,封闭的气柱长度为      cm,设斜面足够长,能保证玻璃管稳定匀加速下滑。

正确答案

22cm

设水银柱和玻璃管的质量分别为m和M,以水银柱和玻璃管为研究对象,根据牛顿第二定律得:

(m+M)gsin300―μ(m+M)gcos300 =(m+M)a 得:a="g/4"

以水银柱为研究对象,设管的横截面积为S,根据牛顿第二定律得:

P0S+mgsin300―PS=ma

因为m="ρl" S ,l=16cm,P0=76cmHg

所以管内气体压强为 P=P0+ρgl/4="76+16/4=80cmHg"

有气体等温定律 可知 (76+8)*20="80L  " L=22cm

点拨:计算气体压强是解决气体问题的一个关键点,基本方法是:以封闭气体的液柱(或活塞、缸体等)为力学研究对象,分析受力,列出牛顿第二定律方程(静止时即a=0)即可求解。对于静止情形,常用到初中物理学到的流体知识:①静止液体压强公式;②若液面与外界大气压接触时,静止液体深h处压强为;③帕斯卡定律:加在密闭液体上的压强,能够大小不变地由液体向各个方向传递;④连通器原理:连通的同一种液体中同一水平面上的压强相等。⑤利用“液片”分析压强。

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题型:简答题
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简答题

一端开口的粗细均匀的细玻璃管长30cm,管内有一段5cm长的水银柱,当玻璃管开口向上竖直放置时,管内水银上表面离管口2.5cm,如图所示,将管在竖直平面慢慢地沿逆时针方向转动,已知大气压强为75cmHg.

问:

(1)转到水平位置时,管内空气柱长度是多少?

(2)转到什么位置时,水银恰好不致流出管口?

(角度可用反三角函数表示)

正确答案

(1) 24cm    

(2)管从水平位置继续向下转过arcsin0.6角时,水银恰不流出管口

(1)以管内封闭的空气柱为研究对象,在竖直位置时,

=(75+5)cmHg

=(30-5-2.5)cm气柱长

在水平位置时,=75cmHg

根据玻意耳定律:

=24cm气柱长

(2)从(1)数据可知,管在水平位置时,水银不会流出.设管从水平位置继续向下转过角时,水银恰不流出管口

则此时空气压强

=(30-5)cm气柱长,

根据玻意耳定律

80×22.5=(75-5sin)×25

sin=0.6,=arcsin0.6

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