- 分子动理论：内能
- 共5581题
如图所示，两端开口的弯折管竖直放置，三段竖直管内各有一段水银柱将两段空气柱A、B封闭在管内，已知大气压强为P0（Pa），左管内水银柱长h1（m），右管内水银柱长h2（m），水银的密度为ρ，则空气柱A的压强为______ Pa，中间管内的水银柱的长度为______ m．
正确答案
根据连通器的原理，PA=P0+ρgh1；PB=P0-ρgh2
设中间管内的水银柱的长度为h，则：PA=PB+ρgh
联立以上三个公式，得：h=h1+h2
故答案为：P0+ρgh1 ，h1+h2
有位同学做了个小实验，他在杯中放了半杯水，找了一张普通的纸盖在杯口光滑平整的玻璃杯上，按住纸翻转杯子、松开手，他惊呆了：水居然不流下来，如图甲所示．已知玻璃杯粗细均匀，杯子内底部到杯沿的高度为12cm，杯中水的高度为6cm，大气压强为1.013×105Pa．该同学在经过仔细观察后发现，翻转后，纸略往下凸，其平均下凸高度为0.35×10-3m（见乙图），g取9.8m/s2．请你通过计算说明水不流下来的原因．
正确答案
杯子中原来气柱的高度L1=6cm，P1=P0；
后来杯子倒过来，气柱的高度L2=6cm+0.035cm=6.035cm，
设杯子的横截面面积为S．
杯子内气体做等温变化，由玻意耳定律得：
P1L1S=P2L2S
解得：P2=
杯子中水柱产生的压强为P水=ρgh=1.0×103×9.8×6×10-2Pa=588Pa=0.00588×105Pa
杯中气体的压强加上水柱的压强为P=P2+P水=1.007×105+0.00588×105Pa≈1.013×105Pa=P0
即杯中气体的压强加上水柱的压强正好等于大气压强，处于平衡状态．所以，水不会流出来．
如图所示为内径均匀的U形管,其内部盛有水银,封闭端内的空气柱长12cm.温度为27℃时,两侧水银面的高度差为2cm.已知大气压强为p0=75cmHg,则当环境温度变为________℃时,两侧水银面的高度相等。
正确答案
___-5.14__。
略
如图A、B是两个横截面积不同的竖直圆筒，其中各有一个活塞，它们距离筒底的高度均为h0=0.2m，质量分别为m1=1kg，m2=2kg，活塞下面盛有温度相同且不变的同种气体，活塞上面为真空，两个圆筒的底部是由细管相连通的．如果在A活塞上面再加放一个质量为m=0.5kg的物体，稳定后两活塞的高度差为______m．
正确答案
设左、右活塞的面积分别为S1和S2，由于气体处于平衡状态，故两活塞对气体的压强相等，即：
由此得S1=
在A活塞上加一质量为m的物块后，左活塞降至气缸底部，所有气体都在右气缸中．在初态，气体的压强为P1=
在末态，设右活塞的高度为h，气体压强为P2=
由P1V1=P2V2得：
解得，h=
故答案为：0.3
如图所示，倾角为
（1）气缸内的气体压强P1；
（2）若将绳子剪
正确答案
（1）以气缸为研究对象，由平衡条件得：
（2）以整体为研究对象，加速度a为：
以气缸为研究对象：
解得：
略
（1）下列关于热现象的描述正确的是（ ）
a.根据热力学定律，热机的效率可以达到100%
b.做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的
c.温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同
d.物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动也是无规律的
（2）我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜超七千米，再创载人深潜新纪录。在某次深潜实验中，“蛟龙”号探测到990m深处的海水温度为280K。某同学利用该数据来研究气体状态随海水温度的变化，如图所示，导热性良好的气缸内封闭一定质量的气体，不计活塞的质量和摩擦，气缸所处海平面的温度To=300K，压强P0="1" atm，封闭气体的体积Vo=3m2。如果将该气缸下潜至990m深处，此过程中封闭气体可视为理想气体。
①求990m深处封闭气体的体积（1 atm相当于10m深的海水产生的压强）。
②下潜过程中封闭气体___________(填“吸热”或“放热”)，传递的热量__________（填“大于”或“小于”）外界对气体所做的功。
正确答案
（1）C
（2）①
（1）热机在工作过程中不可避免的要有能量耗散，其效率不可能达到100%，A错误；热传递是靠能量的转移改变系统内能的，B错误；系统达到热平衡的标志是温度相同，C正确；分子动理论告诉我们，物质是由分子组成的，分子永不停息地做无规则运动，这里的分子不等同于化学中组成物体的分子，D错误。本题选C。
（2）①由理想气体状态方程可知
②下滑过程中气体的体积减小，外界对气体做正功，由于气体的质量一定，温度降低，故气体向外发生热传递，且传递的热量大于外界对气体做的功。
【考点定位】（1）热力学定律，改变内能的两种方式，分子动理论，热平衡。
（2）热力学第一定律，理想气体状态方程。
如图所示的气缸B中由活塞A封闭了一定质量的理想气体．A的质量mA=10kg，B的质量mB=20kg，A的横截面积S=50cm2，A可在B中无摩擦地滑动．（大气压P0=105Pa，g=10m/s2）
（1）当B中理想气体的温度t1=127℃时，A与地面接触但对地的压力为零，求此时B对地的压力N1的大小．
（2）当B中理想气体温度为t2时，B与地面接触但对地的压力为零，求此时A对地的压力N2的大小，气体温度t2是多大？
正确答案
（1）以活塞A和气缸B整体为研究对象，由平衡条件得：
地面对B的支持力N1′=mAg+mBg=（10+20）×10 N=300N
根据牛顿第三定律得，B对地的压力N1=N1′=300N
（2）同理得 N2=mAg+mBg=（10+20）×10 N=300N
初态：p1=p0-
末态：p2=p0+
根据查理定律得
则得 T2=
∴t2=700-273=427℃
答：
（1）此时B对地的压力N1的大小是300N．
（2）当B中理想气体温度为t2时，B与地面接触但对地的压力为零，此时A对地的压力N2的大小是300N，气体温度t2是427℃．
一定质量的理想气体经历了温度缓慢升高的变化，如图甲、乙所示，p－T和V－T图各记录了其部分变化过程，试求：
（1）温度为600 K时气体的压强．
（2）在p－T图象上将温度从400 K升 高到600 K的变化过程补充完整．
正确答案
(1)p2＝1.25×105 Pa (2)
(1) p1＝1.0×105 Pa，V1＝2.5 m3，T1＝400 K
V2＝3 m3，T2＝600 K (1分)
由理想气体方程：
得：p2＝
（2）由V-T图知，400K到500K为等容变化，在P-T图上为过原点的倾斜直线，图像见答案中的图，500K-600K为等温变化，在P-T图上为平行横轴的直线。
如图所示，粗细均匀、底端封闭的三通玻璃管中用水银与活塞封闭了两段温度相同，长度均为30cm的空气柱A、B，大气压强P0=75cmHg，各段水银长均为15cm．现缓慢抽动玻璃管上端的活塞，使A、B两部分气体体积之比达到最大值，则此最大值为______，活塞至少上移的距离为______cm．
正确答案
B中气体体积不变，故长度为15cm；
当水平管中气体全部进入上方玻璃管中时，A气体气压最小，体积最大，根据玻意耳定律，有：
（P0-15）×30=（P0-30）×LA
故LA=40cm
故A、B两部分气体体积最大值之比为4：3；
活塞至少上移的距离为：15cm+（40cm-30cm）=25cm；
故答案为：
足够长内径均匀的细玻璃管，一端封闭，另一端开口，当开口竖直向上时，用20厘米水银柱封住49 厘米长的空气柱，管外大气压相当76厘米高水银柱产生的压强，如图所示，此时气体的压强p=______cmHg．当开口竖直向下时，管内被封闭空气柱的长度是______厘米．
正确答案
玻璃开口向上时，水银柱产生的压强为20cmHg，故封闭气体压强为：P1=P0+20cmHg=96cmHg；
玻璃开口向下时，水银柱产生的压强为20cmHg，故封闭气体压强为：P2=P0-20cmHg=56cmHg；
根据玻意耳定律，有：
P1L1S=P2L2S
解得：
L2=
故答案为：96，84．
竖直放置的导热U形管左管内径为右管内径的2倍，左端开口，右端封有一定质量的理想气体，温度为7℃．当大气压强p0=75cmHg时，管内液面高度差为40cm（如图所示），此时气柱长40cm．右管水银面下25厘米处的B点原有一只小钉穿在B孔中．今将钉子拔出，待环境温度变为27℃且管内水银面稳定时，则管内封闭气柱的长度为______cm，管内新产生的空气柱的长度为______cm．
正确答案
当大气压强p0=75cmHg时，管内液面高度差为40cm，
所以右端上部气柱压强P1=35cmHg
体积V1=40S 温度T1=7+273=280K
今将钉子拔出，P2=P0-25=50cmHg T2=27+273=300K
根据气体状态方程得：
得V2=30S
所以管内封闭气柱的长度为30cm．
右管下面的40cm下一半有15cm，因为此处P=P0 所以左右水银面平齐．
∵r左=2r右∴S左=4S右
∴15cm平分高度到两边得右边为3cm
∴管内新产生的空气柱的长度为80-30-25-3=22cm．
故答案为：30，22．
有一传热良好的圆柱形气缸置于水平地面上，并用一光滑的质量为M活塞密封一定质量的理想气体，活塞面积为S．开始时汽缸开口向上（如图一），已知外界大气压强P0，被封气体的体积V0．
①求被封气体的压强：
②现将汽缸倒置（如图二），待系统重新稳定后，活塞移动的距离是多少？
正确答案
（1）对活塞受力分析：
Mg+P0S=PS
得：P=
（2）气缸倒置后：
对活塞受力分析得：Mg+P1S=P0S
所以P1=
对封闭气体运用玻玛定律PV0=P1V1
得：V1=
所以△h=
答：①被封气体的压强是
②活塞移动的距离是
若水面上的大气压为75 cmHg,那么水面下20 m处的压强为p="________" Pa="________" atm.(取g="10" m/s2,ρ水=1.0×103 kg/m3,ρHg=13.6×103 kg/m3)
正确答案
3.0×105 3
p=(13.6×103×10×0.75+1.0×103×10×20) Pa=3.0×105 Pa="3" atm.
向一个气球打气，打的气越多，气球中的气体压强越______，打的气越少，气球中的气体的压强就越______，压强的单位是______．
正确答案
向一个气球打气，打的气越多，气球的体积越大，气球壁就会变得越薄，而单位面积上产生的力就越小，所以气球内的压强就越小；反之，打的气越少，气球中的气体的压强就越大；早国际单位制中，压强的单位是帕斯卡，简称帕．符合Pa．
故答案为：小，大、帕斯卡．
关于大气压强,下列说法正确的是( )
正确答案
AB
大气压强是由于地球周围空气受到地球的引力而产生的,即空气和地球间的万有引力作用于空气而产生的大气压,所以大气压随高度的增大而减小是正确的,选项A、B正确,D不正确.又因为空气产生的压强对在同一位置浸没的物体向各个方向有压强且相等,所以C不正确.
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