- 玻意耳定律(等温定律)
- 共240题
(选修3-3选做题)
如图所示,一圆筒形汽缸静止于地面上,汽缸的质量为M,容积为V活塞(连同手柄)的质量不计,汽缸内部的横截面积为S,大气压强为P0,平衡时汽缸内气体体积为。现用手握住活塞手柄缓慢向上提,直至缸口,在整个上提过程中气体的温度保持不变,不计活塞与汽缸壁间的摩擦,求此时地面对汽缸的支持力。
正确答案
解:封闭气体的初状态,压强为1=0,体积为1=/2
活塞至缸口时,气体的体积2=,设压强为2
由玻意耳定律11=22解得:2= 0/2
设活塞受到的拉力为:2+=0
设汽缸受到的支持力为N:N=- 0/2
如图表示一定质量的某气体在不同温度下的两条等温线。图中等温线Ⅰ对应的温度比等温线Ⅱ对应的温度要______________(填“高”或“低”) 。在同一等温线下,如果该气体的压强变为原来的2倍,则气体的体积应变为原来的______________倍。
正确答案
低,1/2
(10分)有一空的薄金属筒,高h1=l0cm。某同学
将其开口向下,自水银表面处缓慢压入水银中,如图所
示。设大气温度和水银温度恒定,筒内空气无泄漏,不
计气体分子间相互作用。则金属筒被压入水银表面下
h2=5cm处时,内部空气柱的高度是多少?(大气压强为
Po=75cmHg,结果可用根式表示)
正确答案
h= .40cm
试题分析:设内部空气柱高为hcm,金属筒横截面积为s,
则在空中时内部气体压强p1=p0,水银面下5cm处时气体压强为:p2=p0+h2+h3
由玻意耳定律得:p1h1s= p2hs
所以h= .40cm
用活塞将一定质量的理想气体密封在汽缸内,当汽缸开口竖直向上时封闭气体的长度为,如图甲.将汽缸慢慢转至开口竖直向下时,如图乙所示,封闭气柱的长度为4/3。已知汽缸的导热性能良好,活塞与缸壁间的摩擦不计,外界温度不变,大气压强为0。
(1)此过程气体是吸热还是放热?________
(2)汽缸开口向上时,缸内气体的压强为多少?
正确答案
(1)吸热
(2)0
如图所示,由导热气缸和活塞封闭有一定质量的理想气体,活塞和气缸壁之间摩擦不计。已知大气压强,活塞面积
,活塞质量m=4kg。环境温度不变,今在活塞上方逐渐加入细砂,使活塞缓慢下降,直到活塞距离底部的高度为初始的2/3。
(g取)
①上述过程中下列说法正确的是
②试计算加入细砂的质量M
正确答案
①B(3分) ②
试题分析:①气缸导热使得气缸内的气体温度等于外界环境温度,所以整个过程温度不变,分子平均动能不变,而气体不考虑分子势能,所以气体内能不变,选项A错。但是外界对气体做功,所以气体一定是放热选项D错。初始气体压强等于大气压和活塞重力产生的压强,后来又多了细沙产生的压强所以气体压强增加选项B对。根据温度不变,分子平均动能不变,即分子与容器壁撞击的作用力不变,而压强增大所以说单位时间内气体分子对活塞的碰撞次数增加,选项C错。
②解:
对活塞初态时进行受力分析后有: (1分)
对活塞末态时进行受力分析后有: (1分)
对密闭的气体由玻意耳定律得: (1分)
又由题意可知:
联立解得: (1分)
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