- 固体、液体和气体
- 共308题
13.如图，两端封闭的玻璃直管下方用一小段水银柱封闭了一定质量的理想气体，上方为真空。现在管的下方加热被封闭的气体，下图中不可能发生的变化过程是
AA.
BB.
CC.
DD.
正确答案
解析
上方为真空的意思是根据受力分析特点可知，水银的质量不变所以加热过程为等压变化，不可能出现B中压强不断增大的情况，所以答案为B。D中V-T正比变化，前提是压强不变。
考查方向
解题思路
上方为真空的意思是根据受力分析特点可知，加热过程为等压变化
易错点
理想气体的状态方程的的图像的理解
知识点
24．如图所示，容积为100cm3的球形容器与一粗细均匀的竖直长管相连，管上均匀刻有从0到100刻度，两个相邻刻度之间的管道的容积等于0.25cm3。有一滴水银（体积可忽略）将球内气体与外界隔开。当温度为20℃时，该滴水银位于刻度40处。若不计容器及管子的热膨胀，将0到100的刻度替换成相应的温度刻度，则相邻刻度线所表示的温度之差是否相等_____（填“是”“否”或“不确定”），在此温度计刻度内可测量的温度范围是_____。
正确答案
“是” 266.4K～333K
解析
（1）因为是等压变化，温度变化与体积变化比值恒定（或温度数值与0到100的刻度数值成线性关系．（2）由等压变化
解得 T2=266.4K
由等压变化
解得 T3=333K
考查方向
解题思路
（1）由两次使用等压变化，从而求出可以测量的温度范围；
（2）根据温度与刻度成线性关系，来确定是否相等．
易错点
对等压变化理解，同时要掌握等温变化、等容变化的理解，最后要掌握理想气体状态方程．
知识点
如图所示，粗细均匀，两端开口的U形管竖直放置，管的内径很小，水平部分BC长14cm，一空气柱将管内水银分隔成左右两段，大气压强相当于高为76cmHg的压强。
36.当空气柱温度为T1 =273K，长为l1=8cm时，BC管内左边水银柱长2cm，AB管内水银柱长也是2cm，则右边水银柱总长是多少?
37.当空气柱温度升高到多少时，左边水银恰好全部
38.当空气柱温度为490K时，两竖直管内水银柱上表面高度各为多少？
正确答案
6cm
解析
由于左边AB管内水银柱长是2cm，所以右边CD管内水银柱长也是2cm。
右边水银柱总长度为14-2-8+2=6cm。……2分
考查方向
解题思路
由于平衡，两边水银面等高，即可求得右边水银柱总长；左边的水银恰好全部进入竖直管AB内时，根据左侧水银柱平衡可以求出底部气体的压强，然后根据玻意耳定律列式求解；
易错点
关键根据平衡条件得到底部气体的气体压强，然后根据玻意耳定律和吕萨克定律列式求解．
正确答案
420K
解析
当左边的水银恰好全部进入竖直管AB内时，
设管截面积为S，则
由理想气体状态方程：
得
考查方向
解题思路
由于平衡，两边水银面等高，即可求得右边水银柱总长；左边的水银恰好全部进入竖直管AB内时，根据左侧水银柱平衡可以求出底部气体的压强，然后根据玻意耳定律列式求解；
易错点
关键根据平衡条件得到底部气体的气体压强，然后根据玻意耳定律和吕萨克定律列式求解．
正确答案
左边6cm，右边4cm
解析
由理想气体状态方程：
得
左边竖直管AB内水银柱上表面高度为6cm，
右边竖直管CD内水银柱上表面高度为4cm。……2分
考查方向
解题思路
由于平衡，两边水银面等高，即可求得右边水银柱总长；左边的水银恰好全部进入竖直管AB内时，根据左侧水银柱平衡可以求出底部气体的压强，然后根据玻意耳定律列式求解；
易错点
关键根据平衡条件得到底部气体的气体压强，然后根据玻意耳定律和吕萨克定律列式求解．
18.如图为水平放置的刚性圆柱形气缸，气缸内被重力不可忽略的A、B两活塞封有一定质量的气体，活塞之间用硬杆相
正确答案
解析
气体的压强为P，以整体为研究对象，受力平衡，可以得到P0（SA﹣SB）=P（SA﹣SB），所以可以得到气体的压强始终与大气的压强相等，即做等压变化，根据盖吕萨克定律可得
考查方向
解题思路
以气体和活塞的整体为研究对象，根据受力平衡得出大气压力和气体压力之间的关系，根据气体的状态方程分析气体的体积的变化
易错点
本题的关键是得到气体做的是等压变化，得出等压变化之后，根据等压变化的盖吕萨克定律分析就比较简单了
知识点
一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，其p-V图象如图所示。已知该气体在状态A时的温度为27℃，求：
20.该气体在状态B和C时的温度分别为多少K?
21.该气体从状态A经B再到C的全过程中是吸热还是放热?传递的热量是多少？
正确答案
300K
解析
对一定质量的理想气体由图象可知，A→B为等容变化，
由查理定律得＝ (2分)
即代入数据得TB＝600 K (1分)
A→C由理想气体状态方程得＝ (2分)
代入数据得 TC＝300 K (1分)
考查方向
解题思路
首先根据理想气体状态方程求出温度，然后利用热力学第一定律求出释放热量
易错点
理想气体状态方程的应用
正确答案
放热 1000J
解析
②从A到C气体体积减小，外界对气体做正功，由p－V图线与横轴所围成的面积可得
W＝＝1000 J (2分)
由于TA＝TC，该气体在状态A和状态C内能相等，ΔU＝0
由热力学第一定律ΔU＝W＋Q (1分)
可得Q＝－1000J，即气体向外界放出热量，传递的热量为1000 J (1分)
考查方向
解题思路
首先根据理想气体状态方程求出温度，然后利用热力学第一定律求出释放热量
易错点
理想气体状态方程的应用
如图所示，足够长的圆柱形气缸竖直放置，其横截面积为1×10－3m2，气缸内有质量m=2kg的活塞
活塞与气缸壁封闭良好，不计摩擦。开始时活塞被销子K销于如图位置，离缸底12cm，此时气缸被封闭气体的压强1.5×105 Pa，温度为300K。外界大气压为1.0×105Pa，g=10m/s2。
30.现对密闭气体加热，当温度升到400K，其压强多大？
31.若在此时拔去销子K，活塞开始向上运动，当它最后静止在某一位置时，气缸内气体的温度为360K，则这时活塞离缸底的距离为多少？
正确答案
解析
根据查理定律，得
解得：
考查方向
解题思路
由于销子的作用，气体的体积不会变化，确定气体的两个状态，分析其状态参量，利用等容变化可解得结果．
易错点
确定气体的状态是关键，如当有销子时，气体等容变化；
正确答案
解析
活塞静止时，缸内气体的压强
考查方向
解题思路
拔去销子K后，活塞会向上移动直至内外压强一致，确定此时的状态参量，结合第一个状态，利用气体的状态方程可解的活塞距离缸底的距离。
易错点
确定气体的状态是关键，如当有销子时，气体等容变化；
如图所示，固定的绝热汽缸内有一质量为m的“T”型绝热活塞(体积可忽略)，距汽缸底部h0处连接一U形管(管内气体的体积忽略不计)。初始时，封闭气体温度为T0，活塞距离汽缸底部为1.5h0，两边水银柱存在高度差，左边低于右边。已知水银的密度为ρ，大气压强为p0，汽缸横截面积为S，活塞竖直部分长为1.2h0，重力加速度为g。
36.初始时，水银柱两液面高度差？
37.通过制冷装置缓慢降低气体温度，当温度为多少时两水银面相平？
正确答案
解析
考查方向
解题思路
利用理想气体状态方程建立等式求解。
易错点
在求解压强大小是要注意考虑活塞质量
正确答案
解析
在活塞竖直部分没有碰到气缸低前气体作等压变化，水银面高度差不改变。只有当竖直部分碰到气缸底部时，继续降低温度水银面高度差发生变化。所以当水银面相平时，活塞竖直部分已经触底，故
考查方向
解题思路
利用理想气体状态方程建立等式求解。
易错点
在求解压强大小是要注意考虑活塞质量
如图甲是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的V－T图象。已知气体在状态A时的压强是1.5×105Pa。
20.说出A→B过程中压强变化的情形，并根据图象提供的信息，计算图甲中TA的温度值.
21.请在图乙坐标系中，作出该气体由状态A经过状态B变为状态C的P—T图象，并在图线相应位置上标出字母A、B、C.如果需要计算才能确定的有关坐标值，请写出计算过程.
正确答案
200K
解析
①从题图甲可以看出，A与B连线的延长线过原点，所以A→B是一个等压变化，即pA＝pB
根据盖—吕萨克定律可得＝
所以TA
考查方向
解题思路
由图示图象求出气体各状态的状态参量、判断出气体状态变化过程，然后应用气体状态方程求出气体状态参量，再作出图象
易错点
理想气体状态方程的应用
正确答案
见参考答案
解析
②
由题图甲可知，由B→C是等容变化，根据查理定律得＝
所以pC＝pB＝pB＝pB＝×1.5×105 Pa＝2.0×105 Pa
则可画出由状态A→B→C的p－T图象如图所示．
考查方向
解题思路
由图示图象求出气体各状态的状态参量、判断出气体状态变化过程，然后应用气体状态方程求出气体状态参量，再作出图象
易错点
理想气体状态方程的应用
19．如图，在大气中有一水平放置的固定圆筒，它由a、b和c三个粗细不同的部分连接而成，各部分的横截面积分别为2S、S/2和S。已知大气压强为p0，温度为T0.两活塞A和B用一根长为4l的不可伸长的轻线相连，把温度为T0的空气密封在两活塞之间，此时两活塞的位置如图所示。现对被密封的气体加热，使其温度缓慢上升到T。若活塞与圆筒壁之间的摩擦可忽略，此时两活塞之间气体的压强可能为多少？
正确答案
解析
设加热前，被密封气体的压强为p1，轻线的张力为f，根据平衡条件有： 对活塞A：
对活塞B：
即被密封气体的压强与大气压强相等，轻线处在拉直的松弛状态，这时气体的体积为：
对气体加热时，被密封气体温度缓慢升高，两活塞一起向左缓慢移动，气体体积增大，压强保持p1不变，若持续加热，此过程会一直持续到活塞向左移动的距离等于l为止，这时气体的体积为：
根据盖·吕萨克定律得：
当T＞T2时，活塞已无法移动，被密封气体的体积保持V2不变，由查理定律得：
解得：
考查方向
解题思路
根据平衡关系求出改变前后的气体压强，利用气体状态方程求解。
易错点
利用平衡条件求压强要考虑大气压强产生的作用力
知识点
19.如图所示，气缸分上、下两部分，下部分的横截面积大于上部
正确答案
解析
开始时，对两活塞受力分析：受到重力、钢球的压力、大气对上活塞的压力F大上，大气对下活塞的压力F大下、缸内气体对上和下活塞的压力F内上、F内下．根据平衡特点得到：mg+F钢+F大上+F内下=F大下+F内上；F大上=P大S上，F大下=P大S下，F内上=P内S上，F内下=P内S下；给气缸内气体缓慢加热，根据气体状态方程得到缸内气体压强增大，由于S上＜S下；所以F内下﹣F内上的差值在增大，所以两活塞相对气缸向下移动，故A错误；取走几个钢球，F钢在减小，所以两活塞相对气缸向上移动，故B正确；大气压变小，F大上﹣F大下差值在变小，所以两活塞相对气缸向下移动，故C错误；让整个装置自由下落，处于完全失重状态，两活塞相对气缸静止，因此向上移动，故D正确。
考查方向
解题思路
要注意研究过程中哪些量不变，哪些量变化。根据气体状态方程和已知的变化量去判断其它的物理量。对活塞进行受力分析，运用平衡知识解决问题。
易错点
能够对活塞进行受力分析，运用平衡知识解决问题。从选项中找出变化的物理量，再引起哪些量发生改变。
知识点
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