时间:2018-03-18 08:48:28
1、选择题 在光滑水平面上有一个内外壁都光滑的气缸,质量为M,气缸内有一质量为m的活塞,已知M>m。活塞密封一部分理想气体。现对气缸施一水平向左的拉力F(如图A)时,气缸的加速度为a1,封闭气体的压强为p1,体积为V1;若用同样大小的力F水平向左推活塞,如图B,此时气缸的加速度为a2,封闭气体的压强为p2、体积为V2,设密封气体的质量和温度均不变。则(?)
A.a1>a2,p1> p2,V1>V2
B.a1<a2,p1> p2,V1<V2
C.a1=a2,p1< p2,V1<V2
D.a1=a2,p1< p2,V1>V2
参考答案:D
本题解析:
解:由F?=?ma得,a1?=?a2,因为p1?=?p0,p2>?p0?,有p1?<p2?,V1>V2。
点评:定性分析压强、温度、体积之间的关系要求理解气体的状态参量的微观意义,其中,气体压强是大量分子频繁碰撞器壁形成的,它与单位体积内的分子数及分子的平均动能有关,而分子的平均动能可由宏观的温度来衡量。
对气体来说,除了理解气态方程外,还应注意下列分析线路:①温度→分子平均动能→分子平均速率→碰撞力→压强;②体积→分子密集度→压强;③温度变→分子平均动能变→总分子动能变→气体的内能变。
本题难度:一般
2、计算题 如图所示,A,B两容器容积相同,用细长直导管相连,二者均封入压强为户,温度为T的一定质量的理想气体,现使A内气体温度升温至T",稳定后A容器的压强为多少?
参考答案:
本题解析:
【错解分析】因为A容器温度升高,所以气体膨胀,有一些会跑到B容器中去,假设有△V的气体迁移至B容器,由气态方程可知:
对A容器:?①
对B容器:(因为B容器T不变)?②
联立①②
主要是因为研究对象不清楚。我们知道,应用气体定律(如玻-马定律,查理定律或气态方程等)时,研究对象应该是一定质量的气体,而本题无论是对于A容器,还是B容器,气体的质量都变化。若把△V做为迁移气体,那么,它所对应的压强、温度参量,在两个式子中应该是一致的,而上解式①中为(△V,p"T"),式②中为(△V,p,T),这显然是矛盾的,是研究对象选择不当造成的。
【正解】因为升温前后,A,B容器内的气体都发生了变化,是变质量问题,我们可以把变质量问题转化为定质量问题。我们把升温前整个气体分为(V-△V)和(V+△V)两部分(如图7-15所示),以便升温后,让气体(V-△V)充满A容器,气体(V+△V)压缩进B容器,于是由气态方程或气体实验定律有:
解得:
【点评】气态方程及气体实验定律都只适用于质量一定的理想气体,但对于质量变化的问题,我们只要巧妙地选取研究对象,便可将变质量问题转化为定质量问题,这是一种处理问题的重要方法。
本题难度:一般
3、计算题 水平放置的气缸内壁光滑,活塞厚度不计,在A、B两处设有限制装置,使活塞只能在A、B之间运动,B左边气缸的容积为V0,A、B之间的容积为0.1V0。开始时活塞在B处,缸内气体的压强为0.9P0(P0为大气压强),温度为297K,现缓慢加热缸内气体,当气体的温度升高到多高时,活塞恰好到达A处?
参考答案:解:对于理想气体开始时的状态:
恰好达到A时状态:
由理想气体方程
代入数据得
本题解析:
本题难度:一般
4、填空题 关于气体体积的说法,正确的说法是(?)
A.气体的体积是指气体分子的体积之和
B.气体的体积是指气体分子所能达到的空间体积
C.气体的体积也就是气体所充满的容器的体积
D.一定量的气体没有一定确定的体积,它随容器的容积变化而变化
参考答案:BCD
本题解析:气体的体积是指气体所充满的容器的容积,而不是所有气体分子的体积之和,故选项A错误,选项C正确;同时由于气体分子间的距离较大,相互作用力很小,气体分子向各个方向做直线运动,直到与其他分子碰撞或与器壁碰撞才改变运动方向,所以它能充满所能达到的空间,故选项B正确;气体分子可以自由运动到容器内的任何位置,所以气体没有确定的体积,它随容器容积的变化而变化.
本题难度:简单
5、填空题 对于一定质量的气体来说,下列说法正确的是 ( )
A.若保持体积不变而温度升高,则压强一定增大
B.若保持压强不变而体积减小,则温度一定升高
C.若将该气体密闭在绝热容器里,则压缩气体时气体的温度一定升高
D.可以在体积、温度、压强这三个物理量中只改变一个
参考答案:AC
本题解析:气体的体积不变,说明单位体积内的分子数(即分子密集程度)不变,温度升高,气体分子无规则运动加剧,由气体压强的微观解释可知,压强增大,所以A正确;体积减小,则分子密集程度减小,而压强没有增大,说明气体的温度降低了,所以B错;如果容器是绝热的,则气体就无法和外界热交换,此时压缩气体对气体做功,由热力学第一定律可知,气体内能增加,温度升高,所以C正确;根据气体压强产生的微观原因可知,对于一定质量的气体来说,在体积、温度、压强这三个物理量中,如果一个发生了改变,其他两个至少有一个必定会同时改变,所以D错。
本题难度:一般