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题型:简答题
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简答题

如图所示,上端封闭、下端开口内径均匀的玻璃管,管长L=100cm,其中有一段长h=15cm的水银柱把一部分空气封闭在管中.当管竖直放置时,封闭气柱A的长度LA=50cm.现把开口端向下插入水银槽中,直至A端气柱长LA′=37.5cm时为止,这时系统处于静止状态.已知大气压强p0=75cmHg,整个过程中温度保持不变,试求槽内的水银进入管内的长度.

正确答案

解析

解:对A部分气体,由玻意耳定律有:

pALAS=PA′LS    

pA=60cmHg

解得:

PA′===80cmHg      

对B部分气体有:

pBLBS=PB′LS      

而 P=95cmHg  pB=p0=75cmHg

解得:L==27.6cm

△h=L-L-h-L=100-37.5-15-27.6=19.9cm   

答:槽内的水银进入管内的长度为19.9cm.

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题型: 多选题
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多选题

如图为竖直放置的上细下粗的密闭细管,水银柱将气体分隔成A、B两部分,初始温度相同.使A、B升高相同温度达到稳定后,体积变化量为△VA、△VB,压强变化量为△pA、△pB,对液面压力的变化量为△FA、△FB,则(  )

A水银柱向上移动了一段距离

B△VA<△VB

C△pA>△pB

D△FA=△FB

正确答案

A,C

解析

解:首先假设液柱不动,则A、B两部分气体发生等容变化,由查理定律,对气体A:;对气体B:,又初始状态满足PA=PB+h,可见使A、B升高相同温度,,因此△PA>△PB,因此△FA>△FB液柱将向上移动,A正确,C正确;由于气体的总体积不变,因此△VA=△VB,所以B、D错误.

故选AC.

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题型:简答题
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简答题

某实验小组利用如图所示的装置测量温度:A是容积较大的玻璃泡,A中封有一定量的空气,B是一根很细的与A连接的均匀玻璃管,管壁有温度刻度标志,管下端开口插入水银槽中,管内外水银面高度差为h.

(1)h越大,温度读数越______(填“大”或“小”);

(2)试用相关物理规律证明此装置的温度刻度线间距是均匀的;

(3)利用此装置测温度时,如果大气压强增大△P(cmHg),读出的温度值变大还是变小?如何进行修正?

正确答案

解析

解:(1)玻璃泡的容积较大,玻璃管很细,玻璃泡内气体近似看成等容变化,气体的压强P=P0-h,h越大,P越小,由查理定律可知,温度越低.h越大,温度读数越小; 

    (2)气体发生等容变化,则P=KT,△P=K△T,而△P=△h,△T=△t,则△t与△h成线性关系,故刻度线的间距均匀;

    (3)大气压强增大,水银面向上移动,读数变小,因为△h=△P,所以应从管内水银面向下移动△h的刻度线读数.

故本题答案是:(1)小;(2)略;(3)变小,应从管内水银面向下移动△h的刻度线读数.

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题型:简答题
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简答题

选做部分.一定质量理想气体的p-V图象如图所示,其中a→b为等容过程,b→c为等压过程,c→a为等温过程,已知气体在状态a时的温度Ta=300K,在状态b时的体积Vb=22.4L求:

(1)气体在状态b时的温度Tb;

(2)气体在状态c时的体积Vc

(3)试比较气体由状态b到状态c过程从外界吸收的热量Q与对外做功W的大小关系,并简要说明理由.

正确答案

解析

解:(1)a→b为等容过程,Pa=3atm,Pb=1atm,Ta=300K

根据查理定律得

    解得Tb=100K

   (2)由图Pc=1atm,Va=Vb=22.4L

根据玻意耳定律得,PaVa=PcVc   Vc=67.2L

   (3)气体由状态b到状态c过程,气体体积增大,气体对外做功,W<0,温度升高,内能增大,△U>0,根据热力学第一定律△U=W+Q得,Q>0,即气体吸收热量.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,A、B两个相同的容器中装有同种理想气体,容器间连有一根玻璃管,管中有一段水银柱D.当容器A中气体的温度为0℃,B中气体的温度为20℃时,水银柱D恰好静止在管中央.求当A、B两

容器中气体的温度均下降10℃时水银柱的移动方向.

设容器A中气体的初、末状态参量分别为PA、VA、TA和P‘A、V'A、T'A;容器B中气体的初、末状态参量分别为PB、VB、TB和P'B、V'A、T'B.由题意PA=PB,VA=VB

甲同学解:设水银柱不动,由查理定理得,即=<1,

所以P'A<P'B,水银柱应向A容器移动;

乙同学解:设水银柱不动,A、B两部分气体都作等容变化,由查理定理得:,PA=PB,因而<1,

所以P'A<P'B,水银柱应向A容器移动;

丙同学解:温度变化时,水银柱缓慢移动,受力平衡,所以A、B两部分气体的压强应时时刻刻相等,由盖•吕萨克定律得:,VA=VB,因而<1,

所以V'A<V'B,水银柱向A容器移动.

请对三位同学的求解作出评价,如有错误,请指出错在哪里.

正确答案

解析

解:①甲错,只能对同一部分气体的两个状态的参量列方程,左右两侧气体质量不同,故不能对两个不同气体的状态列方程;

②乙正确,先假设气体体积不变,根据查理定律列式升温后的气压,在进行比较;

③丙错误,小水银柱缓慢移动过程中,受力平衡,两边气体压强相等;

但对左侧部分和右侧部分气体来说压强都是在改变的,不是等压过程,盖-吕萨克定律不成立;

答:只有乙同学的解法是正确的.

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