时间:2019-06-28 04:49:02
1、简答题 如图所示，封闭有一定质量理想气体的汽缸固定在水平桌面上，开口向右放置，活塞的横截面积为S．活塞通过轻绳连接了一个质量为m的小物体，轻绳跨在定滑轮上．开始时汽缸内外压强相同，均为大气压p0（mg＜p0s）．汽缸内气体的温度T0，轻绳处在伸直状态．不计摩擦．缓慢降低汽缸内温度，最终使得气体体积减半，求：
（1）重物刚离地时气缸内的温度T1；
（2）气体体积减半时的温度T2；
（3）在下列坐标系中画出气体状态变化的整个过程．并标注相关点的坐标值．
参考答案：（1）对于封闭气体，P1=P0，P2=P0-mgS，重物刚离地过程等容过程：
p0T0=p0-mgsT1
?整理得：T1=(p0-mgs)P0T0
（2）从重物离地到气体体积减半，封闭气体做等压变化：
VT1=V2T2
整理得：T2=p0-mgs2p0T0
（3）图线如下：
答：（1）重物刚离地时气缸内的温度为P0-mgSP0T0
（2）气体体积减半时的温度为P0-mgS2P0T0
（3）图象为
本题解析：
本题难度：一般
2、选择题 下列说法正确的是
A．用活塞封闭在气缸中的一定量的气体，外界对其做功，其内能可能减少，但其压强一定增大
B．用活塞封闭在气缸中的一定量的气体，温度升高时，气体分子热运动的平均动能增大，其压强也一定增大
C．一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子势能的总和
D．可以制作一个装置从海水中吸收内能全部用来做功而不产生其它影响
参考答案：C
本题解析：用活塞封闭在气缸中的一定量的气体，外界对其做功，体积减小，其内能可能减少，压强也可能减小，选项A错误；用活塞封闭在气缸中的一定量的气体，温度升高时，气体分子热运动的平均动能增大，若体积增大，其压强可能减小，选项B错误；一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子势能的总和，选项C正确；可以制作一个装置从海水中吸收内能全部用来做功，由热力学第二定律可知，一定产生其它影响，选项D错误。
本题难度：简单
3、简答题 如图所示，圆柱形气缸竖直放置，气缸内有质量M为150g的活塞，活塞与气缸壁封闭良好，其上方放一质量m为50g的小木块，开始时活塞被销子K销于位置Ⅰ（如实线所示，离缸底12cm），此时气缸内被封闭气体的压强为2×105Pa，温度为360K．外界大气压为1×105Pa．现拔去销子K，活塞和小木块一起开始向上运动，当它们上升8cm到达位置Ⅱ时（如虚线所示），气缸内气体的温度为300K．
（1）活塞在位置Ⅱ时缸内气体的压强是多少？
（2）若在位置Ⅱ时活塞与小木块的速度为1m/s，小木块上升的最高点离缸底的距离为多少？
参考答案：（1）对于封闭的气体，
P1=2×105Pa? V1=12S? T1=360K
P2=？V2=20S? T2=300K
由气态方程：P1V1T1=P2V2T2
代入数值解得 P2=1×105Pa?
（2）通过（1）的计算发现，此时内外气体的压强刚好相等，所以此时木块与活塞刚好分离，木块做竖直上抛运动?
h=v22g=120=0.05m
所以离开缸底的距离：H=0.05+0.2=0.25m．
答：（1）活塞在位置Ⅱ时缸内气体的压强是1×105Pa．
（2）小木块上升的最高点离缸底的 距离为0.25m．
本题解析：
本题难度：一般
4、选择题 如图所示，两端封闭、粗细均匀的竖直放置的细玻璃管，中间用长为h的水银柱将空气柱分为两部分，两段空气柱长度分别为L1，L2，已知L1＞L2，如同时对它们均匀加热，使之升高相同的温度，这时出现的情况是（ ）
A．水银柱上升
B．水银柱下降
C．水银柱不动
D．无法确定
参考答案：假定两段空气柱的体积不变，即V1，V2不变，初始温度为T，当温度升高△T时，空气柱1的压强由p1增至p"1，△p1=p"1-p1，空气柱2的压强由p2增至p′2，△p2=p′2-p2．
由查理定律得：
△P1=P1T△T，△P2=P2T△T，
因为p2=p1+h＞p1，所以△p1＜△p2，即水银柱应向上移动．
故选A．
本题解析：
本题难度：一般
5、简答题 一根粗细均匀全长为40厘米、一端封闭的直玻璃管，用长为19厘米的汞柱封闭一定质量的空气．开始时，玻璃管开口向下竖直放置，管内空气柱长为18.2厘米，温度为0℃．大气压强为76cmHg，1cmHg=1333Pa．
（1）保持玻璃管位置不变，则当管中空气柱长为20厘米时，被封闭的空气温度为多少？
（2）保持第（1）问中的温度不变，将玻璃管缓慢逆时针转动90°使其水平放置，则此时空气柱长度为多少厘米？
参考答案：玻璃管竖直放置，温度变化时管内封闭气体压强不变．
（1）V?1V2=T1T2?t2=T2-273=27°C
（2）玻璃转动过程中，温度不变．
P2V2=P3V3
P2=P0-hcmHg=（76-19）cmHg=57cmHg，P3=P0=76cmHg
V2=L2s=20s，V3=L3s
则有：
L3=P2P3L2=5776×20cm=15cm
答：（1）封闭气体的空气温度为27℃；
（2）空气柱的长度为15cm．
本题解析：
本题难度：一般