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题型:简答题
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简答题

如图所示,一定质量的理想气体被活塞封闭在可导热的气缸内,活塞相对于底部的高度为h,可沿气缸无摩擦地滑动.取质量为m的沙子缓 慢地倒在活塞的上表面上.沙子倒完时,活塞下降了,再取一定质量的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,此次沙子倒完时活塞距气缸底部的高度为.求第二次倒入活塞上的沙子的质量.

正确答案

解:设大气和活塞对气体的总压强为p0,加质量为m的沙子对气体产生的压强为p,由玻马定律得:p0h=(p0+p)(h-h)…①

由①式得p=p0…②

再加质量为m′沙子对气体产生的压强为P′,气体的压强变为.第二次加沙子后,活塞的高度为,由玻马定律得:

p0h=(…③

联立②③式解得

P′=

得:m′=2m

答:第二次倒入活塞上的沙子的质量为2m.

解析

解:设大气和活塞对气体的总压强为p0,加质量为m的沙子对气体产生的压强为p,由玻马定律得:p0h=(p0+p)(h-h)…①

由①式得p=p0…②

再加质量为m′沙子对气体产生的压强为P′,气体的压强变为.第二次加沙子后,活塞的高度为,由玻马定律得:

p0h=(…③

联立②③式解得

P′=

得:m′=2m

答:第二次倒入活塞上的沙子的质量为2m.

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简答题

某同学利用DIS实验系统,用同一个注射器在实验室前后做了两次验证波意耳定律,操作完全正确.

(1)根据实验数据却在P-V图上画出了两条不同双曲线,如图所示.造成这种情况的可能原因是哪些______

(A)两次实验中空气质量不同

(B)两次实验中温度不同

(C)其中一次实验时活塞受到的摩擦力太大

(D)其中的一次在实验过程中发生了漏气现象

(2)实验中为了保持封闭气体的温度不变,采取的主要措施比较合理的是下列哪些项______

(A)在活塞上涂上润滑油,保持良好的密封性

(B)推拉活塞时要缓慢

(C)不要用手直接握在注射器上

(D)实验前注射器内要吸入尽量多的空气.

正确答案

解:(1)在研究温度不变的情况下,一定质量的气体压强与体积的关系时,气体的温度是不能变化的,由理想气体状态方程=K,可得当气体的温度不变的情况下,P与V是成反比的,但是如果气体的温度发生变化,PV的乘积也就发生了变化,得到的图象也就不是一条图象,所以B正确;

当封闭的气体不是同一部分气体时,气体的质量不同,此时得到的PV图象也会是不同的图象,所以A正确;

故选AB.

(2)A、在活塞上涂上润滑油,保持良好的密封性,这样是为了保持封闭气体的质量不发生变化,并不能保持封闭气体的温度不变,所以A错误;

B、缓慢的推拉活塞,可以使气体的温度保持与外界的温度保持一致,从而可以保持封闭气体的温度不变,所以B正确;

C、当用手直接握在注射器上时,手的温度可能改变气体的温度,所以不要用手直接握在注射器上,所以C正确;

D、只要是封闭气体的质量不变,气体的多少不会改变实验的数据,与气体的温度是否会变化无关,所以D错误.

故选BC.

解析

解:(1)在研究温度不变的情况下,一定质量的气体压强与体积的关系时,气体的温度是不能变化的,由理想气体状态方程=K,可得当气体的温度不变的情况下,P与V是成反比的,但是如果气体的温度发生变化,PV的乘积也就发生了变化,得到的图象也就不是一条图象,所以B正确;

当封闭的气体不是同一部分气体时,气体的质量不同,此时得到的PV图象也会是不同的图象,所以A正确;

故选AB.

(2)A、在活塞上涂上润滑油,保持良好的密封性,这样是为了保持封闭气体的质量不发生变化,并不能保持封闭气体的温度不变,所以A错误;

B、缓慢的推拉活塞,可以使气体的温度保持与外界的温度保持一致,从而可以保持封闭气体的温度不变,所以B正确;

C、当用手直接握在注射器上时,手的温度可能改变气体的温度,所以不要用手直接握在注射器上,所以C正确;

D、只要是封闭气体的质量不变,气体的多少不会改变实验的数据,与气体的温度是否会变化无关,所以D错误.

故选BC.

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简答题

(B)研究查理定律的DIS实验原理图如图所示.

(1)将气压传感器、温度传感器、数据采集器填入空白处.

(2)实验中,应该保证______不变,因此我们要注意______

(3)若现在实验时,先在烧杯中放满热水,然后每测一组P,t数据后,倒去部分热水,倒入冷水,但是由于时间紧张,未经充分热传递就进行读数,则图线延长后与t轴的交点______-273℃.(填“大于”、“等于”或“小于”)

正确答案

解:(1)如右图;

(2)理想气体状态方程是对应一定量的气体,查理定律的体积不变,所以实验中,应该保证气体质量和体积不变,因此我们要注意 不要漏气、测量容器连接压强传感器的气管内气体体积.

(3)△P-△T图象是一条通过坐标原点的直线,未经充分热传递就进行读数,读数偏大,则图线延长后与t轴的交点 大于-273℃.

故答案为(1)如右图;(2)气体质量和体积;不要漏气、测量容器连接压强传感器的气管内气体体积.(3)大于.

解析

解:(1)如右图;

(2)理想气体状态方程是对应一定量的气体,查理定律的体积不变,所以实验中,应该保证气体质量和体积不变,因此我们要注意 不要漏气、测量容器连接压强传感器的气管内气体体积.

(3)△P-△T图象是一条通过坐标原点的直线,未经充分热传递就进行读数,读数偏大,则图线延长后与t轴的交点 大于-273℃.

故答案为(1)如右图;(2)气体质量和体积;不要漏气、测量容器连接压强传感器的气管内气体体积.(3)大于.

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简答题

如图所示,U形管两细管粗细均匀长度相等,左端封闭,右端开口,水平部分长20cm.有两段8cm长水银柱等高,各封住长为30cm的空气柱A和长为40cm的空气柱B,两气体温度均为27℃,大气压强恒定.现使A、B温度缓慢升高,最终都达到57℃.问:

(1)空气柱A的最终长度.

(2)右管内水银柱移动的距离.

正确答案

解:(1)对A气体,假设水银柱未进入水平管,气体等压变化遵循=

代入数据=

 解得l′A=33cm   故假设正确

(2)对B气体,等压变化遵循=   

代入数据解得l′B=44cm   

右管内水银柱向上移动距离为△h=44-40+3cm=7cm  

答:(1)空气柱A的最终长度是33cm.

(2)右管内水银柱移动的距离是7cm.

解析

解:(1)对A气体,假设水银柱未进入水平管,气体等压变化遵循=

代入数据=

 解得l′A=33cm   故假设正确

(2)对B气体,等压变化遵循=   

代入数据解得l′B=44cm   

右管内水银柱向上移动距离为△h=44-40+3cm=7cm  

答:(1)空气柱A的最终长度是33cm.

(2)右管内水银柱移动的距离是7cm.

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简答题

如图所示,质量为M的圆柱形气缸通过弹簧挂在天花板上,气缸内有一面积为S=5.00×10-3m2,质量为mB=10.0kg的活塞,将一定质量的气体封闭在气缸内.温度为t1=27℃时,被封闭气体的体积为V0;将气体加热到温度为t2时,气体体积增加了V0/3.活塞与气缸壁间的摩擦不计,大气压强为p0=1.00×105Pa,求:

(1)温度t2

(2)温度从t1升高到t2时,弹簧的长度如何变化;

(3)若温度维持27℃不变,将弹簧剪断(设气缸离地面的距离足够高),下落过程中,当活塞与气缸相对静止时,气体的体积V1与V0的比值.

正确答案

解:(1)气体等压变化,根据盖吕萨克定律,有:

解得:T2=T1=400K

故t2=T2-273=127°C;

(2)由汽缸和活塞整体受外力不变可知弹簧长度不变;

(3)下落过程中,当活塞与气缸相对静止时,汽缸内气压等于外界气压,有:

p=p0-=0.8×105Pa;

气体经历等温过程,根据玻意耳定律,有:

pV0=p0V1

解得:=0.8;

答:(1)温度t2为127°C;

(2)温度从t1升高到t2时,弹簧的长度不变;

(3)气体的体积V1与V0的比值为0.8.

解析

解:(1)气体等压变化,根据盖吕萨克定律,有:

解得:T2=T1=400K

故t2=T2-273=127°C;

(2)由汽缸和活塞整体受外力不变可知弹簧长度不变;

(3)下落过程中,当活塞与气缸相对静止时,汽缸内气压等于外界气压,有:

p=p0-=0.8×105Pa;

气体经历等温过程,根据玻意耳定律,有:

pV0=p0V1

解得:=0.8;

答:(1)温度t2为127°C;

(2)温度从t1升高到t2时,弹簧的长度不变;

(3)气体的体积V1与V0的比值为0.8.

百度题库 > 高考 > 物理 > 气体等温变化的P-V图象

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