时间:2017-08-09 08:23:48
1、计算题 （选修3-3选做题）
如图所示，可沿气缸壁自由活动的活塞将密封的圆筒形气缸分隔成A、B两部分。活塞与气缸顶部有一弹簧相连。当活塞位于气缸底部时弹簧恰好无形变。开始时B内充有一定量的气体，A内是真空。B部分高度为L1=0.10米、此时活塞受到的弹簧作用力与重力的大小相等。现将整个装置倒置，达到新的平衡后B部分的高度L2等于多少？设温度不变。
参考答案：解：设开始时B中压强为p1，气缸倒置达到平衡后B中压强为p2，分析活塞受力得：
p1S＝kL1+Mg?
p2S+Mg＝kL2
其中S为气缸横截面积，M为活塞质量，k为弹簧的倔强系数，由题给条件有：
kL1＝Mg
玻意耳定律：p1L1＝p2L2
解得L2＝2L1＝0.2米
本题解析：
本题难度：一般
2、计算题 如图所示，一定质量的理想气体从状态A 变化到状态B，再由状态B变化到状态C.已知状态A的温度为300 K.
①求气体在状态B的温度；
②由状态B变化到状态C的过程中，气体的内能增加还是减少（不需阐述理由）？
参考答案：（1）1200K；（2）内能减少
本题解析：（1）根据
，则
；（2）由状态B变化到状态C的过程中，体积不变，W=0，温度降低，则气体的内能减小.
考点：气态方程；内能.
本题难度：一般
3、计算题 如图所示，一根粗细均匀、内壁光滑、竖直放置的玻璃管下端密封，上端留有一抽气孔。管内下部被一活塞封住一定量的气体（可视为理想气体）。开始时，封闭气体的温度为T1，活塞上、下方气体的体积分别为3V0、V0，活塞上方气体的压强为p0，活塞因重力而产生的压强为0.4p0。先保持气体温度不变，缓慢将活塞上方抽成真空并密封，然后再对气体缓慢加热。求：
（1）刚开始加热时活塞下方密闭气体的体积V1；
（2）活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度T2；
（3）当气体温度达到T3=1.6 T1时气体的压强p3。
参考答案：解：（1）抽气过程为等温过程，活塞上面抽成真空时，下面气体的压强为0.4p0，体积为V0
由玻意耳定律得(p0+0.4p0)V0=0.4p0V1?
得V1=3.5 V0
（2）气体等压膨胀，设活塞碰到玻璃管顶部时气体的温度是T2
由盖-吕萨克定律得
得T2=
T1?
（3）气体温度达到
时气体的压强为p3，活塞碰到顶部后的过程是等容升温过程。
由查理定律得
?
得?p3=0.56p0
本题解析：
本题难度：一般
4、计算题 一气象探测气球，在充有压强为1.00atm（即76.0cmHg）、温度为27.0℃的氦气时，体积为3.50m3。在上升至海拔6.50km高空的过程中，气球内氦气逐渐减小到此高度上的大气压36.0cmHg，气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不变。此后停止加热，保持高度不变。已知在这一海拔高度气温为-48.0℃。求：
（1）氦气在停止加热前的体积；
（2）氦气在停止加热较长一段时间后的体积。
参考答案：解：（1）在气球上升至海拔6.50km高空的过程中，气球内氦气经历一等温过程
根据玻意耳-马略特定律有
①
式中，
是在此等温过程末氦气的体积
由①式得
②
（2）在停止加热较长一段时间后，氦气的温度逐渐从
下降到与外界气体温度相同，即
。这是一等过程根据盖-吕萨克定律有
③
式中，
是在此等压过程末氦气的体积。由③式得
④
本题解析：
本题难度：一般
5、计算题 【选修3-3选做题】
天然气（主要成分是CH4）泄漏到不通风的厨房是很危险的．当泄漏的天然气与厨房的空气混合，使得混合后气体的压强达到1.05atm，如果此时遇到明火就会发生爆炸，设某居民家厨房的长高宽分别为4m×2m×3m，且门窗封闭，已知天然气泄漏前厨房内空气压强为1.00atm，管道内天然气的压强为4.00atm，且在发生泄漏时管道内压强保持不变，问：
（1）管道内至少有多少升天然气泄漏到该居民的厨房内，遇到明火就会发生爆炸？
（2）设天然气泄漏使得厨房内的气体压强恰好达到1.05?atm时遇到了明火并发生了爆炸，爆炸时厨房的温度由27℃迅速上升至2000℃，估算此时气体压强是标准大气压的多少倍。
参考答案：解：（1）居民厨房的体积
设体积为V1的天然气泄漏出来，作为研究对象，泄漏前后的气压为P1和P2
达到发生爆炸的气压条件：
（2）爆炸瞬间气体来不及外泄，体积不变，爆炸前的温度和压强
，
爆炸后的温度为：
，是标准大气压的8倍
本题解析：
本题难度：一般