- 固体、液体和气体
- 共308题
一定质量的理想气体变化情况如图所示。已知在状态A时，气体温度TA=600K。
（1）求气体在状态B时的温度；
（2）气体由状态B→D，内能如何变化？若气体在这个过程中吸收热量为4.5×102J，则此过程中气体内能的增量为多大？
正确答案
（1）300K
（2）气体由状态B→D，内能增大；若气体在这个过程中吸收热量为4.5×102J，则此过程中气体内能的增量为150J．
解析
（1）由图可知：
由A到B气体做等容变化，根据查理定律得：
带入数据解得：TB=300K
（2）气体由B到D做等压变化，根据盖吕萨克定律可知体积增大，温度应升高，气体内能只与温度有关，所以内能增大；
由B到D过程气体对外做功为：
由热力学第一定律得：
气体内能增量为；△U=﹣W+Q=﹣300+4.5×102J=150J
知识点
气缸长为L=1m ( 气缸的厚度可忽略不计)，开口向上固定在水平面上，气缸中有横截面积为S=100cm2的光滑活塞，活塞质量m=10kg，活塞封闭了一定质量的理想气体，此时气柱长度为L1=0.4 m。已知大气压为p0=1×105Pa。现缓慢拉动活塞，拉力最大值为F=600N，试通过计算判断：保持温度不变，能否将活塞从气缸中拉出? ( 取重力加速度g=10m/ s2)
正确答案
见解析
解析
当拉力达到最大时，
根据波义耳定律：
即：不能将活塞从气缸中拉出
知识点
（1）已知某种气体的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏伽德罗常数为N。则该种气体中每个分子的质量为 ；分子的平均间距为 。
（2）如图甲所示，内径均匀、两端开口的U形管竖直放置，管中装入水银。稳定后，两管中水银面与管口的距离均为L=10cm。现将右侧管口密封，然后从左侧管口处将一活塞缓慢向下推入管中，直到左右两侧水银面高度差h=6cm时为止，如图乙所示。已知大气压强P0=75.8cmHg。求活塞在左管内竖直向下移动的距离。设管中气体温度不变。
正确答案
答案：
（1）
解析
（2）解：设活塞向下运动的距离为x，活塞运动前，左、右两管上方气体的压强均为大气压P0，体积相同，设为V0。活塞运动后，设左、右两管上方气体的压强分别为P1、 P2，体积分别为V1、V2。
对左管气体，有：P0 V0= P1 V1 ①.....................................（1分）
对右管气体，有：P0 V0= P2 V2 ②.....................................（1分）
设管的横截面积为S，有：
V0=LS ③.....................................（1分）
V1=（L-x+
V2=（L-
P1= P2+Ph ⑥.....................................（2分）
以上联合求解得：
解得：x=6.3675cm ≈0.064m.....................................（2分）
知识点
如图为竖直放置的粗细均匀的两端封闭的细管，水银柱将气体分隔成A、B两部分，A初始温度高于B的初始温度。使A、B升高相同温度达到稳定后，A、B两部分气体压强变化量分别为△pA、△pB，对液面压力的变化量分别为△FA、△FB，则（ ）
A水银柱一定向上移动了一段距离
B
C
D
正确答案
解析
略
知识点
如图，一定质量的理想气体被不计质量的活塞封闭在可导热的气缸内，活塞距底部的高度为h，可沿气缸无摩擦地滑动。取一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上，沙子倒完时，活塞下降了h/5。再取相同质量的一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上。外界大气的压强和温度始终保持不变，已知大气压为p0，活塞横截面积为S，重力加速度为g，求：
（1）一小盒沙子的质量；
（2）沙子再次倒完时活塞距气缸底部的高度。
正确答案
见解析
解析
（1）设一盒沙子的质量为m，沙子缓慢倒在活塞上表面上，气体做等温变化
（2）沙子再次倒完时活塞距气缸底部的高度h2
知识点
（1）如图所示，导热的汽缸固定在水平地面上，用活塞把一定质量的理想气体封闭在汽缸中，汽缸的内壁光滑.现用水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动，由状态①变化到状态②，在此过程中如果环境保持恒温，下列说法正确的是 ( )
A.每个气体分子的速率都不变
B.气体分子平均动能不变
C.水平外力F逐渐变大
D.气体内能减小
E .气体内能不变
（2）如图所示，质量m=10kg的活塞将一定质量的理想气体密封在汽缸中，开始时活塞距汽缸底高度h1=0.40 m.现缓慢给气体加热，活塞上升到距离汽缸底h2=0.60 m处，已知活塞面积S=5.0×10-3 m2,大气压强p0=1.0×105 Pa,不计活塞与汽缸之间的摩擦.给气体加热的过程中，气体膨胀对外做功，同时吸收Q=420 J的热量，则气体增加的内能ΔU多大？
正确答案
(1)BCE
(2)300J
解析
略
知识点
（1）如图所示，a、b、c、d表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态，图中ad平行于横坐标轴，ab的延长线过原点，dc平行于纵轴，以下说法正确的是
A.从状态d到c，气体不吸热也不放热
B.从状态c到b，气体放热
C.从状态a到d，气体对外做功
D.从状态b到a，气体吸热
（2）如图所示，上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放置，截面积为1000px2的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体A封闭在汽缸内．在汽缸内距缸底1500px处设有a、b两限制装置，使活塞只能向上滑动．开始时活塞搁在a、b上，缸内气体的压强为
①活塞的质量；
②物体A的体积．
正确答案
解析
（2）①设物体A的体积为ΔV．
由状态1到状态2为等容过程：
代入数据得：m=4kg
②由状态2到状态3为等压过程：
代入数据得：ΔV=640cm3
知识点
如图所示，一端封闭、一端开口的足够长U形管竖有放置，管中有两段相同高度的水银柱封住了两段空气A和B，为了使气体A的体积减小可以采用的办法是（ ）
正确答案
解析
略
知识点
如图1实验装置，利
（1）请补充完整下列实验步骤。
①把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、_______（填器材）、计算机逐一连接；
②移动活塞，记录注射器的刻度值
③建立纵坐标和横坐标分别是___________（请用符号表示坐标轴上的物理量）的坐标系，利用图像处理实验数据，得到如图2所示图线。
（2）如果实验操作规范正确，已知a、b，根据图线可得所测的小物体的体积为_____________。
正确答案
（1） 数据采集器 V和1/P
（2） a
解析
略
知识点
（1）下列说法正确的是__________。
a．密闭容器里气体产生的压强是由于大量气体分子频繁碰撞器壁产生的
b．荷叶上的露珠呈球形主要是由于水的表面张力的作用
c．可以从单一热源吸收热量并将它用来全部做功，而不引起其它变化
d．物体对外界作功，其内能一定变化
（2）如图所示，水平放置导热良好的圆筒形气缸与一装有水银的U形管右端相连，U形管左端开口，气缸中封闭一定质量的理想气体。开始时U形管两臂中水银面齐平，活塞处于静止状态，此时气体体积为500mL。若用力F缓慢向左推动活塞，使活塞向左移动一段距离后，U形管左臂水银比右臂高24cm，已知外界大气压强为760毫米汞柱，不计活塞与气缸内壁间的摩擦，试回答下列问题：
①活塞移动过程中，气体内能__________（填“增加”“减小”或“不变”）
②求活塞移动后气体的体积。
正确答案
（1）ab
（2）①不变；②375mL
解析
（1）略。
（2）①气体做等温变化，内能不变
②P1=P0=750mmHg
V1=500mL P2=1000mmHg
气体做等温变化，根据玻意耳定律 P1V1=P2V2
知识点
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