时间:2019-06-28 05:28:06
1、计算题 如图所示，粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口，管内有一段水银柱，右管内气体柱长为39cm，中管内水银面与管口A之间气体柱长为40cm，先将口B封闭，再将左管竖直插入水银槽中，设整个过程温度不变，稳定后右管内水银面比中管内水银面高2cm，求：
①稳定后右管内的气体压强p；
②左管A端插入水银槽的深度h(大气压强p0=76cmHg)?
参考答案：①78cmHg ②7cm
本题解析：（1）插入水银槽后右管内气体等温变化，左管竖直插入水银槽中后，右管体积为：
由玻意耳定律得：
，带入数据解得：p = 78cmHg．
故稳定后右管内的气体压强：p = 78cmHg．
（2）插入水银槽后左管压强：
左管竖直插入水银槽中时，槽内水银表面的压强为大气压强，设左管内外水银面高度差为h1，此时左管内压强还可以表示为：
，联立以上两解得
中管、左管内气体等温变化，此时有：
解得：
左管插入水银槽深度
本题难度：一般
2、实验题 如图所示，一端封闭的U形管中，在左端水银柱封闭了一段L1=19cm长的空
气柱，水银柱两侧水银面的高度差h=4cm，右侧水银面距开口端L2=20cm，当U形管
竖直放置自由下落时，两侧水银面的高度差h1为_______cm。如果将右端管口封闭后，
再让它自由下落，这时两侧水银面的高度差h2应为_________cm。（大气压强相当于
76cm高的水银柱产生的压强）
参考答案：6；5
本题解析：自由下落时为完全失重状态，内部气体压强与外界大气压相同，由
，可计算出封闭气体长度增大1cm，将右端管口封闭后，再让它自由下落，两气体压强相等，由，可计算出左侧气体长度增大0.5cm，两侧水银面的高度差h2应为1cm
本题难度：一般
3、选择题 如图所示，粗细均匀的细直玻璃管上端封闭，开口端竖直向下插入水银槽中，管内封闭有一定质量的理想气体，玻璃管露出水银槽液面的长度为L=40cm，管内外水银面高度差为h=8cm．现使管缓
慢转过θ=37°角，保持玻璃管在水银槽液面上方的长度L不变，外界大气压强不变，这时 （ ）
A．管内气柱长度可能为30cm
B．管内气柱长度可能为32cm
C．管内水银柱长度可能为9cm
D．管内水银柱长度可能为12cm
参考答案：C
本题解析：略
本题难度：一般
4、简答题 如图所示，两个可导热的气缸竖直放置，它们的底部都由一细管连通（忽略细管的容积）．两气缸各有一个活塞，质量分别为m1和m2，已知m1=5m，m2=3m，活塞与气缸无摩擦．活塞的下方为理想气体，上方为真空．当气体处于平衡状态时，两活塞位于同一高度h．求
（1）在两活塞上同时各放一质量为m的物块，气体再次达到平衡后两活塞的高度差（假定环境温度始终保持为T0）．
（2）在达到上一问的终态后，环境温度由T0缓慢上升到T，气体在状态变化过程中，两物块均不会碰到气缸顶部，在这个过程中，气体对活塞做了多少功？气体是吸收还是放出了热量？
参考答案：（1）设左、右活塞的面积分别为S1和S2，由于气体处于平衡状态，故两活塞对气体的压强相等，即：5mgS1=3mgS2
由此得S1=53S2
在两个活塞上各加一质量为m的物块后，右活塞降至气缸底部，所有气体都在左气缸中．
在初态，气体的压强为3mgS2，体积为83S2h；
在末态，设左活塞的高度为x，气体压强为18mg5S2，体积为53S2x
由P1V1=P2V2得：3mgS2×83S2h=18mg5S2×53S2x
解得：x=43h
即两活塞的高度差为43h
（2）当温度由T0上升至T时，气体的压强始终不变，设x′是温度达到T时左活塞的高度，由V0T0=VT得：x′=TT0x=4Th3T0
活塞对气体做的功为：W=Fs=6mg(x′-x)=8mgh(TT0-1)
气体对外做功，内能也增加，根据热力学第一定律，在此过程中气体吸收热量；
答：（1）气体再次达到平衡后两活塞的高度差为43h．
（2）气体对活塞做了8mgh(TT0-1)的功，气体是吸收热量．
本题解析：
本题难度：一般
5、简答题 如图，A和B是两个同样的球，球A放在绝热的水平面，球B用细绝热线悬挂。设两球升高相同的温度，忽略所有的热量损失，问两球吸收的热量是否相同？为什么？
参考答案：两球升高相同的温度时，由于是同样的小球，其膨胀程度应相同，则吸热升温，膨胀对外做功应相同。但由于A球置于水平面上，膨胀后重心提高，而B球悬挂，膨胀后重心下降，即A球重力势能增加，而B球重力势能减少，根据能量守恒，A球吸热较多
本题解析：两球升高相同的温度时，由于是同样的小球，其膨胀程度应相同，则吸热升０温，膨胀对外做功应相同。但由于A球置于水平面上，膨胀后重心提高，而B球悬挂，膨胀后重心下降，即A球重力势能增加，而B球重力势能减少，根据能量守恒，A球吸热较多
本题难度：简单