时间:2019-03-16 01:57:48
1、简答题 如图所示，薄壁光滑导热良好的气缸放在光滑水平面上，用横截面积为S=1.0×10-2m2的薄活塞封闭一定质量的理想气体，活塞另一端固定在墙上．外界大气压强P0=1.0×105Pa．当环境温度为27℃时，密闭气体的体积为2.0×10-3m3．
（1）当环境温度为87℃时，气缸自由移动了多少距离？
（2）如果环境温度保持在87℃，对气缸施加水平作用力，使缸内气体体积缓慢地恢复到原来数值，这时气缸受到的水平作用力多大？
（3）若气缸容积为V=4.2×10-3m3，要在环境温度为27℃时，用水平向左的力F=500N缓慢拉动气缸，则能否将气缸拉离活塞？
参考答案：（1）气体等压变化?V1T1=V2T2
解得V2=T2T1V1=360300×2.0×10-3m3=2.4×10-3m3
气缸移动的距离为：△l=V2-V1S=0.4×10-31.0×10-2m=4×10-2m
（2）从开始状态到最后状态，气体等容变化?P1T1=P3T3
解得：P3=T3P1T1=360×1.0×105300pa=1.2×105pa
活塞受力平衡，有P3S=P0S+F?
故F=（P3-P0?）S=2×104×10-2N=200N?
（3）对气缸，P4=P0-FS=(1.0×105-5001.0×10-2)Pa=0.5×105Pa
假设没拉出，根据玻意耳定律，有P1V1=P2V2?
解得V4=P1V1P4=1.0×105×2.0×10-30.5×105m3=4.0×10-3m3
∵V4＜V，
∴不能拉离活塞．
本题解析：
本题难度：一般
2、计算题 (6分)如图所示，导热良好的薄壁汽缸放在光滑水平面上，用横截面积为S=1.0×10-2m2的光滑活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，活塞杆的另一端固定在墙上。外界大气压强P0=1.0×l05Pa。当环境温度为27oC时，密闭气体的体积为2.0×10-3 m3。
①当环境温度缓慢升高到87℃时，汽缸移动的距离是多少?
②在上述过程中封闭气体(填“吸热”或“放热”)，传递的热量(填“大于”或“小于”)气体对外界所做的功。
参考答案：①
②吸热（1分） 大于（1分）
本题解析：①气体等压变化
----------------------------------------------（2分）
气缸移动的距离为
----------------------------------------（2分）
本题难度：一般
3、选择题 用如图所示的实验装置来研究气体等体积变化的规律．A、B管下端由软管相连，注入一定量的水银，烧瓶中封有一定量的理想气体，开始时A、B两管中水银面一样高，那么为了保持瓶中气体体积不变（ ）
A．将烧瓶浸入热水中时，应将A管向上移动．
B．将烧瓶浸入热水中时，应将A管向下移动．
C．将烧瓶浸入冰水中时，应将A管向上移动．
D．将烧瓶浸入冰水中时，应将A管向下移动．
参考答案：A、将烧瓶浸入热水中时，气体的温度升高，由于气体的体积不变，所以气体的压强要变大，应将A管向上移动，所以A正确，B错误；
C、将烧瓶浸入冰水中时，气体的温度降低，由于气体的体积不变，所以气体的压强要减小，应将A管向下移动，所以C错误，D正确；
故选AD．
本题解析：
本题难度：简单
4、简答题 用DIS研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图1所示，实验步骤如下：
①把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接；
②移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p；
③用V-1/p图象处理实验数据，得到如图2所示图线．
（1）为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是______．
（2）为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是______和______．
（3）如果实验操作规范正确，但如图所示的V-
| 1 p |
参考答案：（1）为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是在注射器活塞上涂润滑油．这样可以保持气密性．
（2）为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是移动活塞要缓慢；不能用手握住注射器封闭气体部分．这样能保证装置与外界温度一样．
（3）体积读数值比实际值大V0 ．根据P（V+V0）=C，C为定值，则V=CP-V0 ．如果实验操作规范正确，但如图所示的V-1p图线不过原点，则V0代表注射器与压强传感器连接部位的气体体积．
故答案为：（1）在注射器活塞上涂润滑油
（2）移动活塞要缓慢；不能用手握住注射器封闭气体部分．
（3）注射器与压强传感器连接部位的气体体积
本题解析：
本题难度：一般
5、填空题 如图所示，两端封闭的玻璃管中间有一段水银柱，经适当倾斜，使上下两部分气体的体积恰好相等，并将玻璃管固定．管内气体的温度始终与环境温度相同．一段时间后，发现上面气体的体积比原来大了，则可以判断环境温度______了（填“升高”或“降低”），上下两部分气体的压强也改变了，且两部分气体压强的变化量______（填“相等”或“不相等”）．
参考答案：设上方气体状态为 p1，V1，T，下方为 p2，V2，T．
根据理想气体方程PVT=C从而有
p2=C2TV2?p1=C1TV1
其中C1，C2为常量，其它量都是变量．
由题设知V2减小，V1增大，现假定T升高，
则根据上两式可知，p2比p1上升更多，p2-p1较初始状态增大，而事实上，要保持平衡，显然p2-p1在整个过程中不变．
故假设错误，T只能减小，减小的原因只能是环境温度降低．
要保持平衡，下面气体压强=上面气体压强+水银柱产生的压强，而玻璃管倾斜角不变，所以水银柱产生的压强不变，即上下压强差不变，所以也就是上下压强的变化量相等，
故答案为：降低，相等．
本题解析：
本题难度：一般