气体等温变化的P－V图象_章节学习

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题型：简答题

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简答题

如图所示，高为日的导热气缸竖直固定在水平地面上，横截面积为S、重力为G的“⊥”形活塞村闭着一定质量的理想气体，活塞离缸底高为厅．觋手持“⊥”形活塞上端，缓慢竖直上提活塞，当活塞上升至气缸上端口时，求竖直上提的力F大小．已知：大气压强为p0，不考虑活塞与气缸之间的摩擦及温度的变化，不计活塞及气缸壁的厚度．

正确答案

解：以密闭气体为研究对象

初态：压强体积V1=hS

末态：压强体积 V2=HS

由玻意耳定律得：p1V1=p2V2

解得：

答：竖直上提的力．

解析

解：以密闭气体为研究对象

初态：压强体积V1=hS

末态：压强体积 V2=HS

由玻意耳定律得：p1V1=p2V2

解得：

答：竖直上提的力．

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简答题

[选修3-3]

（1）下列关于分子斥力的说法正确的是______

A．一块玻璃破裂成两块不能直接拼接，是由于分子间斥力造成

B．给自行车打气时气筒压下后反弹，是由分子斥力造成

C．固体压缩后撤力恢复原状，是由于分子间存在斥力造成

D．将香水瓶打开满室飘香，是由于香水分子间斥力造成

（2）有一质量为M的气缸，甩质量为m的活塞封有一定质量的理想气体，当气缸水平横放时，空气柱长为L0（如图甲所示），若将气缸按如图乙悬挂保持静止时，求气柱长度为多少．已知大气压强为P0，活塞的横截面积为S，它与气缸之间无摩擦且不漏气，且气体温度保持不变．

正确答案

解：（1）A：一块玻璃破裂成两块不能直接拼接，是由于分子间引力较小的缘故，故A错误．

B：给自行车打气时气筒压下后反弹，是由活塞上下的压强差造成的，故B错误．

C：固体被压缩后，分子之间的距离小于r0，分子之间的斥力大于引力，撤去力恢复原状，是由于分子间存在斥力造成．故C正确．

D：香水瓶打开满室飘香，是由于香水分子易于挥发，分子在房间内自由扩散造成的，故D错误．

（2）对缸内理想气体，平放时为初态：p1=p0，v1=L0s

悬挂时为末态：对缸体，Mg+p2s=p0s v=LS

即

由玻意耳定律：p1 v1=p2 v2，

得：

代入数据得：气柱长度为

故答案为：（1）C；（2）

解析

解：（1）A：一块玻璃破裂成两块不能直接拼接，是由于分子间引力较小的缘故，故A错误．

B：给自行车打气时气筒压下后反弹，是由活塞上下的压强差造成的，故B错误．

C：固体被压缩后，分子之间的距离小于r0，分子之间的斥力大于引力，撤去力恢复原状，是由于分子间存在斥力造成．故C正确．

D：香水瓶打开满室飘香，是由于香水分子易于挥发，分子在房间内自由扩散造成的，故D错误．

（2）对缸内理想气体，平放时为初态：p1=p0，v1=L0s

悬挂时为末态：对缸体，Mg+p2s=p0s v=LS

即

由玻意耳定律：p1 v1=p2 v2，

得：

代入数据得：气柱长度为

故答案为：（1）C；（2）

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简答题

在用注射器、压强传感器等器材验证玻意耳定律的实验中，应______（选填“快速”或“缓慢”）推拉活塞；若操作完全正确，对测得的实验数据处理时，发现各组同学计算的气体压强P与体积V的乘积值不完全相等，其主要原因可能是由于封闭气体的______不同．

正确答案

解：验证玻意耳定律实验要保证温度一定，缓慢推动活塞时，对气体做功小，气体热量与外界有交换时间长，故温度几乎不变；

各组同学计算的气体压强P与体积V的乘积值不完全相等，是由于各个小组的封闭气体的质量不同；

故答案为：缓慢，质量．

解析

解：验证玻意耳定律实验要保证温度一定，缓慢推动活塞时，对气体做功小，气体热量与外界有交换时间长，故温度几乎不变；

各组同学计算的气体压强P与体积V的乘积值不完全相等，是由于各个小组的封闭气体的质量不同；

故答案为：缓慢，质量．

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简答题

物理学家帕平发明了高压锅，高压锅与普通锅不同，锅盖通过几个牙齿似的锅齿与锅体镶嵌旋紧，加上锅盖与锅体之间有橡皮制的密封圈，所以锅盖与锅体之间不会漏气，在锅盖中间有一排气孔，上面再套上类似砝码的限压阀，将排气孔堵住．当加热高压锅，锅内气体压强增加到一定程度时，气体就把限压阀顶起来，这时蒸气就从排气孔向外排出．由于高压锅内的压强大，温度高，食物容易煮烂．若已知排气孔的直径为0.2cm，外界大气压为1.0×105Pa，温度为27℃，要使高压锅内的温度达到127℃，求

（1）此时锅内气体压强为多大？

（2）限压阀的质量应为多少？（g取10m/s2）

正确答案

解：（1）选锅内气体为研究对象，则

初状态：T1=300 K，p1=1.0×105 Pa

末状态：T2=400 K

锅内气体在温度升高时作等容变化，则由查理定律得：

则得：p2==Pa=1.33×105 Pa

（2）对限压阀受力分析可得：mg=P2S-P1S=（P2-P1）S=（P2-P1）π

所以 m==kg≈0.01kg

答：（1）此时锅内气体压强为1.33×105 Pa．（2）限压阀的质量应为0.01kg．

解析

解：（1）选锅内气体为研究对象，则

初状态：T1=300 K，p1=1.0×105 Pa

末状态：T2=400 K

锅内气体在温度升高时作等容变化，则由查理定律得：

则得：p2==Pa=1.33×105 Pa

（2）对限压阀受力分析可得：mg=P2S-P1S=（P2-P1）S=（P2-P1）π

所以 m==kg≈0.01kg

答：（1）此时锅内气体压强为1.33×105 Pa．（2）限压阀的质量应为0.01kg．

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简答题

如图是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置，开始时封闭的空气柱长度为20cm，人用竖直向下的力F压活塞，使空气柱长度变为原来的一半，人对活塞做功10J，大气压强为P0=1×105Pa，不计活塞的重力．问：

①若用足够长的时间缓慢压缩，求压缩后气体的压强多大？

②若以适当的速度压缩气体，此过程气体向外散失的热量为2J，则气体的内能增加多少？（活塞的横截面积S=1cm2）

正确答案

解：①设压缩后气体的压强为P，活塞的横截面积为S，10=20cm，1=10cm，V0=10S，V=lS，缓慢压缩，气体温度不变，

由玻意耳定律：P0V0=PV

解出：p=2×105Pa

②大气压力对活塞做功W1=P0S（l0-l）=1J，人做功W2=10J，

由热力学第一定律：△U=W1+W2+Q

将Q=-2J等代入，

解出△U=9J

答：①若用足够长的时间缓慢压缩，压缩后气体的压强是2×105Pa

②若以适当的速度压缩气体，此过程气体向外散失的热量为2J，则气体的内能增加9J．

解析

解：①设压缩后气体的压强为P，活塞的横截面积为S，10=20cm，1=10cm，V0=10S，V=lS，缓慢压缩，气体温度不变，

由玻意耳定律：P0V0=PV

解出：p=2×105Pa

②大气压力对活塞做功W1=P0S（l0-l）=1J，人做功W2=10J，

由热力学第一定律：△U=W1+W2+Q

将Q=-2J等代入，

解出△U=9J

答：①若用足够长的时间缓慢压缩，压缩后气体的压强是2×105Pa

②若以适当的速度压缩气体，此过程气体向外散失的热量为2J，则气体的内能增加9J．

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