- 气体
- 共2322题
一个右端开口左端封闭的U形玻璃管中装有水银，左侧封有一定质量的空气，如图所示，已知，空气柱长是40cm，两侧水银面高度差56cm，若左侧距管顶66cm处的k点处突然断开，断开处上方水银能否流出？这时左侧上方封闭气柱将变为多高？（设大气压强为1.013×105Pa）
正确答案
否 ；16cm
试题分析：
断开处的压强小于外界大气压，故断开处上方的水银不会流出；以封闭的一定质量气体为研究对象：整个过程可以看做等温变化，由玻马定律：
可以求出：
点评：此题要分析出K处断开后，压强和外界大气压相等,以密闭气体为研究对象，求出初、末态的压强，利用玻马定律。
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
（1）AB
（2）BC
内径均匀的U型细玻璃管一端封闭，如图所示，AB段长30mm，BC段长10mm，CD段长40mm，DE段充满水银，DE=560mm，AD段充满空气，外界大气压p0=1，01325×105Pa=760mmHg，现迅速从E向上截去400mm，长玻璃管，平衡后管内空气柱的长度多大？
正确答案
182.3mm
【错解分析】错解：当从下面截去400mm后，空气柱的压强变了，压强增大，在等温条件下，体积减小，根据玻意耳定律。
初态：p1=(760-560)=200mmHg V1=(300+100+400)S=800S(mm3)
末态：p2=(760-160)=600(mmHg)
解得：l2=267mm 即空气柱的长度为267mm。
上述解答看起来没有什么问题，实际上，稍微思考一下，就会发现，答案不合理。因为解答结果认为空气柱的长度267mm，而AB段的总长度为300mm，这样就意味着水银柱可能进入AB管，而如果水银进入横着的BC管，压强就不再是（760-160）=600mmHg，因此，答案就不对了。
【正解】首先需要判断一下水银柱截去后剩余的水银柱会停留在什么地方。
（1）是否会停留在右侧竖直管内。由前面的分析可知是不可能的。
（2）是否会有部分水银柱留在竖直CE管中，即如图所示情况，由玻意耳定律可知
200×800S=（760-x）[300+100-（160-x）]S
160000=（760-x）（240+x）
解得：x1=40cm
x2=560mm
两个答案均与所设不符，所以这种情况也是不可能的。
（3）是否会出现水银柱充满BC管的情况，如图所示。
由玻意耳定律可知：
200×800S=（760+60）·l2·S
解得l2=195mm结果明显与实际不符，若真能出现上述情况，从几何关系很容易就可以知道l2=240mm，可见这种情况是不可能的。
（4）设水银柱部分进入BA管，部分留在BC管中，如图所示。
由玻意耳定律可知
200×800S=[760+（300-l2）]·l2S
解得
因此，本题的正确答案是：平衡后管内空气柱的长度为182.3mm。
【点评】通过本题的分析解答可看出，对于一个具体的物理问题，不能仅观注已知的数据，更要对题目所述的物理过程进行全面的分析，以确定出问题的真实物理过程。同时可以看到，真实物理过程的判断，又是以具体的已知条件及相应的物理规律为基础的，而不是“想当然”地捏造物理过程。
（9分）如图所示，一定质量的理想气体被水银柱封闭在竖直玻璃管内，气柱长度为h．现继续向管内缓慢地添加部分水银，设水银质量为m（m未知）。水银添加完时，气柱长度变为
①求第二次水银添加完时气柱的长度．
②若第二次水银添加完时气体温度为T0，现使气体温度缓慢升高．求气柱长度恢复到原来长度h时气体的温度．（水银未溢出玻璃管）
正确答案
①
试题分析：①设开始时封闭的气体压强为
根据玻意耳定律有
得
再加水银后，气体压强变为
则有
解得
②气柱长度恢复到原来长度，根据理想气体状态方程有
解得
在输液时，不小心将2cm3气体注入血液，气体在血液中的体积多大？（气体按等温变化处理，且人的血压按120mmHg，大气压按760mmHg进行计算）
正确答案
解：由于人的皮肤破了血液会向外流，因此人体内的血压肯定大于大气压，因此空气进入体内后受的压强变大，P2=120mmHg+760mmHg=880mmHg
由p1V1=p2V2又p1=760mmHg，V1=2cm3解出V2=1.7cm3
一个容积为10升的球，原来球内有1个大气压的空气，现在要使球内气体压强变为5个大气压，应向球内打入多少升1个大气压的空气？（设温度不变）
正确答案
解：由玻意耳定律，得P0V0+P0V=pV0所以
［物理——选修3－3］
（1）（5分）下列说法正确的是________。（填选项前的字母）
（2）（10分）如图所示，一根粗细均匀、内壁光滑的玻璃管竖直放置，玻璃管上端有一抽气孔，管内下部被活塞封住一定质量的理想气体，气体温度为T1。现将活塞上方的气体缓慢抽出，当活塞上方的压强达到p0时，活塞下方气体的体积为V1，此时活塞上方玻璃管的容积为2.6 V1，活塞因重力而产生的压强为0.5p0。继续将活塞上方抽成真空后密封，整个抽气过程中管内气体温度始终保持不变，然后将密封的气体缓慢加热。求：
（1）活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度T2；
（2）当气体温度达到1.8T1时的压强p。
正确答案
［物理——选修3－3］（15分）（1）D（2） T2＝1.2 T1（2分）
（2） p＝0.75p0（2分）
［物理——选修3－3］（15分）（1）D（2）解析：（1）从活塞上方的压强达到p0到活塞上方抽成真空的过程为等温过程：1.5p0´V1＝0.5p0´V2（2分），V2＝3V1，缓慢加热，当活塞刚碰到玻璃管顶部时为等压过程：＝（2分） T2＝1.2 T1（2分）
（2）继续加热到1.8T1时为等容过程：＝，（2分） p＝0.75p0（2分）
“用DIS研究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”时，用____________测量封闭气体的压强。为保持等温变化，实验过程中不要用手握住______________部位。
正确答案
压强传感器；注射器有气体
一定质量的理想气体，体积由V1压缩至V2，第一次是经过一个等温过程，最终气体压强是p1、气体内能是E1；第二次是经过一个等压过程，最终气体压强是p2、气体内能是E2；则p1________p2，E1________E2。（填“＞”“＝”或“＜”）
正确答案
＞；＞
1 mol任何气体在标准状况下的体积都是22.4 L．试估算温度为０℃，压强为2个标准大气压时单位体积内气体分子数目为 （结果保留两位有效数字）．
正确答案
试题分析：设0℃，P1=2大气压下，体积V1=1m3，在标准状态下，压强P2=1大气压，体积V2
由P1V1=P2V2得：
设分子个数为N，则
如图所示，为一端封闭的均匀玻璃管，有一段水银柱将管内空气与外界隔绝，管口向下竖直放置，在温度保持不变的情况下，将玻璃管倾斜，则封闭空气的压强将_________，体积将_________。（填“增大”“减小”或“不变”）
正确答案
增大，减小
如图所示，某同学在环境温度稳定的实验室里做热学小实验，用手指堵住注射器前端小孔，这时注射器内就封闭了一定质量的空气（可看成理想气体）。若该同学往里缓慢地推活塞（如图甲），气体的压强____________（选填“增大”或“减小”）。若该同学缓慢推进活塞过程中做功为W1；然后将活塞缓慢稍稍拉出一些（如图乙），此过程中做功为W2，则全过程中注射器内空气的内能增加量____________。
正确答案
增大，0
如图所示，水平放置的 A、B 是两个相同气缸，其长度和截面积分别为20 cm和10 cm2，C 是可在气缸内无摩擦滑动的、厚度不计的活塞，D为阀门，整个装置均由导热良好材料制成．开始阀门关闭，A 内有压强为 pA = 2.0×105 Pa 的氮气，B 内有压强为pB = 1.2×105 Pa的氧气；阀门打开后，活塞 C开始移动，最后达到平衡．试求活塞 C 移动的距离及平衡后 B 中气体的压强．假设环境温度始终不变．
正确答案
x="5" cm；1.6×105 Pa
试题分析：设平衡后活塞向右移动的距离为x，平衡后B中气体压强为p，活塞移动前与平衡后的温度相同，则由玻意耳定律得：
对A部分气体有：pALS=p(L+x)S (2分)
对B部分气体有：pBLS=p(L-x)S (2分)
代入相关数据解得：
x="5" cm (1分)
p=1.6×105 Pa (1分)
内径均匀的U形管截面积为5
(1)活塞向上移动的距离是多少？
(2)应该用多大的力才能使活塞静止在这一位置？（g取10m/
正确答案
（1）7.2cm （2）14N
（9分）如图所示，一带有活塞的汽缸通过底部的水平细管与一个上端开口的树直管相连，气缸与竖直管的横截面面积之比为3：1，初始时，该装置的底部盛有水银；活塞与水银面之间有一定量的气体，气柱高度为l（以cm为单位）；竖直管内的水银面比气缸内的水银面高出
正确答案
试题分析：设气缸的横截面积为S，活塞处于初始位置时气缸内气体的压强为p，大气压强为p0。有
在活塞上移
设气缸内水印面上升Δx，有
联立以上各式，解得
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