时间:2019-03-16 01:45:31
1、简答题 如图所示V的气缸是由横截面积不等的两段圆柱形竖直管道A和B相互连接而成，A的截面积SA=40cm2，B的截面积SB=20cm2，其中用光滑不漏气的活塞a和b封闭着一定量的理想气体，已知活塞a的质量ma=8kg，活塞b的质量mb=4kg，两活塞用一段不可伸长的细绳相连，最初活塞a位于管道A的下端，此时，气体的温度为-23°C，细绳恰好伸直但无张力，然后对气缸缓慢加热，使气体温度升高，已知大气压强p0=105Pa，求：
（1）开始时气体的压强p1；
（2）温度上升到多高时，两活塞开始上升；
（3）温度上升到多高时，活塞b才能上升到管道B的上端？
参考答案：（1）对活塞b分析，根据共点力平衡得，mbg+p1SB=p0SB，
解得：p1=p0-mbgSB=0.8×105Pa，
（2）对a、b活塞分析，mag+mbg+p0SA+p2SB=p2SA+p0SB，
p2=p0+(mag+mbg)SA-SB=1.6×105Pa，
根据等容变化得，
p1T1=p2T2，
解得T2=500K．
（3）根据等压变化有：
sbT2=saT3，
解得T3=1000K
答：（1）开始时气体的压强为0.8×105Pa．
（2）温度上升到500K时，两活塞开始上升．
（3）温度上升到1000K时，活塞b才能上升到管道B的上端．
本题解析：
本题难度：一般
2、简答题 气缸长L=1m，固定在水平面上，气缸中有横截面积S=100cm2的光滑活塞封闭了一定质量的理想气体，当温度t=27℃，大气压强P0=1×105Pa时，气柱长L0=0.4m．现缓慢拉动活塞，拉力最大值F=500N，求：
（1）温度保持不变，能否将活塞从气缸中拉出？
（2）要使活塞从气缸中拉出，气缸中气体温度至少应多少℃？
参考答案：（1）L1=0.4m，P1=P0=1×105PaT1=273+27=300K
设L有足够长，F达最大值时活塞仍在气缸内．
设此时气柱长L2，气体压强P2，活塞受力平衡P2S+F=P0S?P2=P0-FS=1×105-5000.1=0.5×105Pa．
根据气态方程（T1=T2） P1SL1=P2SL2
L2=p1L1p2=0.8m
∴L2＜L 所以不能将活塞拉出
（2）保持F最大值不变，温度升高活塞刚到缸口时 L3=1m，P3=P2，
P3L3ST3=P1L1ST1，
T3=P3L3T1P1L1=0.5×105×1×3001×105×0.4=375K
t3=375-273=102℃
答：（1）温度保持不变，不能将活塞从气缸中拉出．
（2）要使活塞从气缸中拉出，气缸中气体温度至少应102℃．
本题解析：
本题难度：一般
3、简答题 如图所示，截面均匀的U形玻璃细管两端都开口，玻璃管足够长，管内有两段水银柱封闭着一段空气柱．若气体温度是27℃时，空气柱在U形管的左侧．A、B两点之间封闭着的空气柱长为15cm，U形管底长CD=10cm，AC高为5cm．已知此时的大气压强为75cmHg．
（1）若保持气体的温度不变，从U形管左侧管口处缓慢地再注入25cm长的水银柱，则管内空气柱长度为多少？
（2）为了使这段空气柱长度恢复到15cm，且回到A、B两点之间．可以向U形管再注入一些水银，且可改变气体的温度，应从哪一侧管口注人多长水银柱？气体的温度变为多少？
参考答案：（1）因为ACE段水银柱总长只有45cm，所以在左侧缓慢加入25cm长水银柱后，左侧竖直管中只可能保留45cm长的水银柱．
已知 p1=100cmHg，V1=15S，T1=300K；
p2=（75+45）cmHg=120 cmHg，V2=l2S
由p1 V1=p2 V2
解得? L2=12.5cm
（2）由水银柱的平衡条件可知向右侧注入25cm长的水银柱才能使空气柱回到A、B之间．
这时空气柱的压强为：
P3=（75+50）cmHg=125cmHg
由查理定律，有：P1T1=P3T3
解得T3=375K
答：（1）管内空气柱长度为12.5cm；
（2）应从右侧管口注入25cm的水银柱，气体的温度变为375K．
本题解析：
本题难度：一般
4、选择题 如图所示，一水平放置的绝热气缸，由截面积不同的两圆筒连接而成，绝热活塞A、B用一刚性细杆连接，它们只能在各自的筒内无摩擦地沿水平方向左右滑动A、B之间封闭着一定质量的理想气体，现用力F拉活塞A，使它们向左缓慢移动在这个过程中（?）
A．气体分子的平均动能减小? B．气体的压强增大
C．单位体积内气体分子数增多? D．单位时间内撞在单位面积分子数增多
参考答案：A
本题解析：
本题考查了热力学第一定律；理想气体状态方程及气体压强的微观意义。解答本题的关键是根据热力学第一定律判断气体温度 的变化，根据理想气体状态方程结合题中条件，判断气缸内体积、压强的变化。对于绝热气缸，Q=0，根据热力学第一定律W+Q=△U，又由题设知气体体积变大，所以W<0，△U<0，即气体的内能减小，温度降低，分子平均功能减小，故A正确；根据理想气体状态方程知，气体的压强减小，故B错误；由于气体的体积增大，所以单位体积内分子数减小，故C错误；由于压强减小，所以单位时间内气体分子撞击单位面积气缸壁的分子数一定减小，故D错误。
所以选A。
本题难度：一般
5、选择题 一定质量的气体，压强保持不变，下列过程可以实现的是（ ）
A．温度升高，体积增大
B．温度升高，体积减小
C．温度不变，体积增大
D．温度不变，体积减小
参考答案：A、温度升高，压强P不变，根据理想气体状态方程PVT=c，可知，体积增大，这个过程可以实现．故A正确．
B、由上知，温度升高，压强P不变，体积应增大，不可能减小，这个过程不能实现．故B错误．
C、D温度不变，压强不变，根据理想气体状态方程PVT=c，可知，体积不变，这两个过程都不能实现．故C、D均错误．
故选A
本题解析：
本题难度：简单