时间:2017-08-08 08:38:17
1、简答题 如图所示为火灾报警器的原理图，竖直放置的玻璃试管中装入水银，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发出响声．在27℃时，下端封闭的空气柱长为L1=20cm，水银柱上表面与导线端点的距离为L2=10cm，管内水银柱的重量为10N，横截面积为1cm2，大气压强P0=1.0×105Pa，问：
（1）当温度达到多少时报警器会报警？
（2）如果温度从27℃升到报警温度的过程中，封闭空气柱从外界吸收的热量为20J，则空气柱的内能增加了多少？
参考答案：解．（1）封闭的气体做等压变化，由理想气体状态方程：
由V1T1=V2T2?
得T2=V2V1T1=450K
t2=177℃
（2）气体对外做功W′=（P0S+mg）L2=2J?
由热力学第一定律△U=W+Q=18J
答：（1）当温度达到177℃时报警器会报警．
（2）如果温度从27℃升到报警温度的过程中，封闭空气柱从外界吸收的热量为20J，则空气柱的内能增加了18J．
本题解析：
本题难度：一般
2、填空题 如图所示为A端封闭、B端开口的细玻璃管，水平段内有一段长为5cm的水银柱封闭了长为8cm的空气柱，则管内被封闭气体压强为______cmHg．若将玻璃管绕垂直纸面且过A端的轴逆时针缓慢转过90°，则此时封闭气体长度变为______cm．（已知大气压强为74cmHg）
参考答案：开始时水银柱水平，则左右两端压强相等，因此开始被封闭气体压强为：P1=74cmHg；
当将玻璃管绕垂直纸面且过A端的轴逆时针缓慢转过90°时，气体压强为：P2=P0+h=79cmHg
设试管横截面积为S，根据气体做等温变化可有：
P1L1S=P2L2S
带入数据得：L2=7.5cm．
故答案为：74，7.5．
本题解析：
本题难度：一般
3、填空题 一个足球的容积是2.5升，用打气筒给这个足球打气时，每打一次把一个大气压强的空气打进去125ml，如果打气之前足球内是没有空气的，那么打了40次以后，足球空气的压强为______．
参考答案：每打一次把一个大气压强的空气打进去125ml，打了40次，总体积V1=0.125×40=5L，气压为1atm；
压入足球，体积减小为2.5L，根据玻意耳定律，有：
P1V1=P2V2
解得：P2=V1V2P1=52.5×1atm=2atm；
故答案为：2atm．
本题解析：
本题难度：一般
4、简答题 如图所示，均匀直玻璃管下端封闭，开口向上竖直放置，管内有一段长为h=15cm的水银柱封住一段空气柱，温度为t1=27°C、大气压强为p0=75cmHg时气体柱长度为L1=40cm，问：
（1）初始时管内气体的压强p1为多大？
（2）若保持温度不变，把玻璃管开口向下竖直放置，管内空气柱长L2为多大？
（3）若将玻璃管再转到开口向上竖直放置，要保持管内空气柱长度为L2不变，则管内气体温度应变为多少？
参考答案：（1）初始状态时管内的气体的压强为大气压强与水银柱产生的压强的和，即为：p1=p0+ph=90cmHg，温度为：T1=273+27=300K
（2）保持温度不变，把玻璃管开口向下竖直放置，此过程为等温过程，此时的压强为：p2=p0-ph=60cmHg，温度为：T2=T1=300K
由p1h1S=p3h2S得：h2=60cm
（3）将玻璃管再转到开口向上竖直放置，要保持管内空气柱长度为L2不变，此过程为等容过程：此时的压强为：p3=p1=90cmHg，T3=t2+273
由P2T2=P3T3得：t2=177℃
答：（1）初始时管内气体的压强p1为90cmHg．
（2）若保持温度不变，把玻璃管开口向下竖直放置，管内空气柱长L2为60cm
（3）若将玻璃管再转到开口向上竖直放置，要保持管内空气柱长度为L2不变，则管内气体温度应变为177℃
本题解析：
本题难度：一般
5、简答题 如图所示，一粗细均匀的圆筒，B端用塞子塞住，A端用一无摩擦滑动的活塞封闭，筒壁C处有一小孔，小孔距B端的塞子25厘米．现在向B端缓慢移动活塞，若大气压强为1.0×105Pa，筒内壁的横截面积为1.2厘米2，筒壁对塞子摩擦力的最大值为18N，温度保持不变，要使塞子不会被顶出，活塞推到离B端塞子的距离不得小于多少？
参考答案：设活塞距B端塞子L时，塞子刚好末被推出，此时气体压强为p2，体积为V2=SL2；活塞在C孔处时，气体压强p1=p0=1.0×105Pa
对气体有：p1?V1=p2?V2即：p1?SL1=p2?SL2（1）
塞子刚好末被推出时，对塞子有：p2S=p0?S+fm?（2）
由（1）、（2）得：L2=10厘米?（3）
答：要使塞子不会被顶出，活塞推到离B端塞子的距离不得小于10厘米．
本题解析：
本题难度：一般