内能与理想气体状态方程.docx
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内能与理想气体状态方程
§7.1分子动理论能的转化与守恒定律
一.选择题
二.填空题:
三.计算题:
§7.2状态参量和气体实验定律
一.选择题
1.一定质量的理想气体,体积一定,0℃时的压强为p0,t1℃的压强为p1,t2℃时的压强为p2,则下列各式中正确的是()
(A)p2=p1[1+(t2-t1)/273](B)p2=p0[1+t2/273]
(C)p2=p1(t2+273)/(t1+273)(D)p2=p0[1+(t2-t1)/273]
2.关于摄氏温度和热力学温度的关系正确的是()
(A)100℃比100K低 (B)-119℃比54K低
(C)-273℃比2K高 (D)升高10℃和升高10K相同
3.如图所示,封闭着理想气体的气缸开口向下竖直挂在弹簧秤下,弹簧秤的示数为F,已知气缸的质量为M,活塞质量为m,横截面积为S,活塞与缸壁间的摩擦不计,大气压强为p0,则缸内气体的压强为()
(A)p0-mg/S (B)p0-Mg/S
(C)p0-(F-Mg)/S (D)p0-[(F-(M+m)g]/S
4.如图所示各图中,p表示气体的压强,V表示体积,T表示热力学温度,t表示摄氏温度,则正确描述一定质量理想气体等温变化规律的是()
5.如图所示,一气缸竖直放置,气缸内有一质量为m的活塞,其下端截面积为S1,上端截面积为S2,大气压强为p0,将一定质量的理想气体封在气缸内,活塞与气缸壁间摩擦不计,气体处于平衡状态。
则缸内气体的压强为()
(A)p0+mg/S1(B)p0+mg/S2
(C)(p0S1+mg)/S2(D)(p0S1-mg)/S2
二.填空题:
6.查理定律用摄氏温标表示时的数学表达式为,式中的p0表示,图中A点的坐标为,B点的坐标为,AC段的斜率为。
7.在压强不变的条件下,将一定质量的理想气体加热,若使温度升高Δt=7℃时,其体积变为原来的1.02倍,可知此气体的初温为_______℃。
8.一端封闭的U形管开口向下竖直放置,如图所示,管内有一段水银柱,其中BC=10cm,CD=20cm,大气压强为p0=1atm,则管内封闭气体的压强为cmHg。
9.如图所示,两端开口的U形管内有两段水银柱封入一段空气柱,左管内水银柱高为H=20cm,则右边竖直管中水银柱的高为h=cm。
10.如图所示,两端开口的U形管内有三段水银柱,封入两段空气柱,大气压强p0=75cmHg,A上方水银柱的高为H1=10cm,B上方水银柱的高为H2=25cm,则两气柱的压强分别为pA=______cmHg,pB=_____cmHg,下面水银柱两边的高度差h=_____cm。
11.如图所示,B端封闭的U形管内有A、B两段被水银柱封闭的空气柱,若大气压强为p0,左边竖直管内两段水银柱高分别为h1和h2,右边竖直管内水银柱高为h3,则空气柱A、B的压强分别为pA=______,pB=_____。
12.在一个沿倾角为30°的光滑斜面下滑的、粗细均匀开口向上的玻璃管内,用一段长为12cm的水银柱封闭了一定质量的气体,大气压强为76cmHg,则下滑过程中,被封闭气体的压强为Pa。
三.计算题:
13.如图所示,气缸质量为M=3kg,放在水平地面上,活塞质量为m1=1kg,活塞截面积S=50cm2,大气压强p0=105Pa。
细线跨过光滑滑轮一端与活塞相连,另一端连接质量为m2=2kg的砝码。
求:
(1)气缸内气体的压强;
(2)逐渐增加砝码质量,直到气缸离开地面,此时缸内气体的压强。
14.如图所示,两个水平放置的固定气缸中间有一个连通的活塞,两气缸的截面积分别为S和2S,两边都封有气体,大气压强为p0,求两边气体的压强pA和pB的关系。
§7.3理想气体状态方程
(一)
一.选择题:
1.在体积可变的封闭容器中装有某种理想气体,下列情况可能出现的是()
(A)温度降低,压强和密度都减小
(B)压强增大,温度升高,密度增大
(C)温度不变,体积和压强都增大
(D)温度降低,压强减小,体积增大
2.设容器的容积不随温度而变化,密闭容器中的气体受热时,气体的密度与压强的变化情况为()
(A)密度减小(B)密度不变(C)压强增大(D)压强不变
3.一定质量的理想气体,从状态Ⅰ经等压过程变到状态Ⅱ,此过程中气体体积减小一半。
再经等容过程变到状态Ⅲ,此过程中气体压强增大—倍。
那么气体在状态Ⅲ的温度与状态I的温度相比较()
(A)增加(B)减少(C)相同(D)无法确定
4.(1988上海)如图所示,均匀U形管,A端开口B端封闭,管内灌入水银,两边水银面相平,封闭端内有一定质量的理想气体,外界大气压强为72cmHg。
今将A管和抽气机相连,抽去A管内的全部气体,使两管中水银面高度差为18cm,则原来管内空气柱长为()
(A)18cm (B)2cm (C)3cm (D)6cm
5.两端开口的均匀U形管总长为1m,开口向上竖直放置,每边竖直管长均为40cm,两端都有20cm长的水银柱,且水银面都正好和管口平齐,中间封入一段空气柱,如图所示。
原来温度为27℃,大气压强为76cmHg。
当温度降低为-18℃时,为使水银面仍与管口平齐,两边管内各需加入水银的长为()
(A)6cm (B)4.5cm (C)7.5cm (D)9cm
二.填空题:
6.有一根上端开口的长为1m的均匀直玻璃管,竖直放置。
管内有一段长为44cm的水银柱,封住一段长为42cm气柱,已知大气压强为76cmHg,现将管子倒过来开口竖直向下放置,则管内空气柱长变为 cm。
7.两端开口的足够长直玻璃管竖直插入水银槽的水银中,上端露出液面8cm,封闭玻璃管的上端后,将管子竖直向上提起46cm。
已知大气压强为76cmHg,则此时管内空气柱的长为 cm。
8.一端封闭的均匀玻璃管长为1m,将玻璃管开口向下竖直压入水银槽的水银中,管子浸在液面以下的部分长为48cm,,已知大气压强为76cmHg,则进入管中的水银柱长为 cm,管内空气柱长为 cm。
9.一不等臂U形管的短管封闭,长管开口,粗细均匀,将其开口向上竖直放置。
在27℃时封闭管内封有15cm长的空气柱,开口管水银面较封闭管的水银面高5cm。
如将管内气体加热到84℃,设大气压强为75cmHg,则此时两管中水银面高度差为cm。
10.在一端封闭的U形管中有水银封闭着长为20cm的空气柱,开口端水银面低于封闭端水银面5cm。
若向开口端灌入水银,使开口端水银面高于封闭端水银面10cm,已知大气压强为75cmHg,此时封闭端内空气柱的长度是cm,在开口端灌入的水银柱总长度是cm。
11.两根直玻璃管的下端用橡皮管相连,上端一根开口,一根封闭,并且两管的上端处于相同高度,管内有水银封住一段长为9cm的空气柱。
已知开口端水银面比封闭端水银面高4cm,大气压强为76cmHg,把开口端向下移动,使其水银面比封闭端水银面低4cm,则闭管内空气柱长为 cm。
12.如图所示,粗细均匀的直角玻璃管一端封闭,另一端开口,封闭端和开口端的长度都是75cm,管内水银柱封有一段空气,大气压为75cmHg。
27℃时开口端竖直向上,水银柱长度分别为h1=25cm,h2=35cm。
现将玻璃管沿逆时针方向缓慢转过90°使封闭端竖直向上,则空气柱长度为cm。
若不转动玻璃管,而将气体温度升高到127℃,则空气柱长度又为cm。
三.计算题:
13.一根长为L的细玻璃管,开口向上竖直放置,上端有一段与管口相平的水银柱,其高为h,大气压强为p0,试讨论:
(1)如把玻璃管缓慢转180°,使管口向下,求管内水银能全部流出的条件;
(2)管口还能注入水银的条件,在此条件下,求还能注入的水银柱高度。
14.U形管两臂粗细不等开口向上,封闭的粗管截面积是开口的细管的两倍,管中装入水银,大气压为75cmHg。
27℃时开口管中水银面比封闭管内高4cm,封闭管内空气柱长为12cm,如图所示。
现温度升高到57℃,求管内空气柱长。
§7.4理想气体状态方程
(二)
一.选择题
1.一定质量的理想气体状态变化分别如图(甲)、(乙)所示。
(甲)图中状态A的体积为VA,状态B的体积为VB,(乙)图中状态A的体积为VA′,状态B的体积为VB′,则()
(A)VA>VB,VA′>VB′
(B)VA>VB,VA′<VB′
(C)VA<VB,VA′>VB′
(D)VA<VB,VA′<VB′
2.一端封闭的直玻璃管开口向下竖直放置,管内有一段水银柱封住一段长为Ll的空气柱。
设管做自由落体运动时管内空气柱长为L2,若将此管开口向下放在倾角为α的光滑斜面上,此管稳定下滑过程中空气柱长为L3,则()
(A)L2>L1>L3(B)L1>L2>L3(C)L1>L2=L3(D)L2=L1>L3
3.如图所示,一端开口的直玻璃管开口向下竖直插在水银槽中,管内封有一段空气柱,管内水银面比槽内水银面高,若将管稍向下压一些,则以下说法中正确的是()
(A)相对管子水银柱向上移动(B)相对槽内水银面水银柱向上移动
(C)管内空气柱压强变大(D)管内气体体积增大
4.如图所示,四根线段分别表示一定质量的同种气体,从四个不同的初状态过渡到同一末状态E,它们的体积变化是()
(A)A到E体积增大
(B)B到E体积不变
(C)C到E体积减小
(D)D到E体积增大
5.容积为20L的钢瓶充满氧气后,压强为30atm,打开钢瓶阀门让氧气分装到容积为5L的小瓶中去。
若小瓶原来是真空的,分装后小瓶中压强为2atm,分装过程保持温度不变,且不漏气,则可分装的瓶数为()
(A)4 (B)50 (C)56 (D)60
二.填空题:
6.一定质量的理想气体状态变化如图所示,在从A到B的过程中,气体的温度变化情况是_______。
若tA=27℃,则过程中最高温度为______℃。
7.打气筒长55cm,自行车胎中的气压为2.5atm,当活塞推下cm时,打气筒内气体开始进入车胎内(大气压强为1atm)。
8.容积为V0的容器内气压为p0,用容积为V的抽气筒抽2次,则剩余气体压强为,若原来用容积为2V的抽气筒抽1次,则剩余气体压强为 ,两次相比剩余气体压强较大的是 。
9.如图所示,一端开口的玻璃管,开口向下竖直插到水银槽中,不计玻璃管的重力和浮力,管内水银面高出槽内水银面h。
用力F提着玻璃管上端保持平衡,将玻璃管缓慢匀速沿竖直方向向上提升的过程中,管内外水银面高度差h将,管内空气柱长度将,力F的大小将(填“增大”、“减小”或“不变”)。
10.如图所示,一端开口的U形管内装有水银,开口向下竖直放置时左右水银面高度差为h,封闭端有长为L的一段理想气体。
保持温度不变,在左管P处开一孔后,P孔下方的水银柱将 ,P孔上方的水银柱将 。
11.如图所示,两端开口的U形管竖直倒插入水杯中,管中有一段被水柱封闭的空气柱,在温度不变时,把管子向上提一些,则左侧管内外水面高度差将,如保持管的位置不变,而使管内气体温度升高一些,则左侧管内外的水面高度差将(填“增大”、“减小”或“不变”)。
12.U形均匀细玻璃管两端开口,开口向上竖直放置,内有两段水银柱封住一段空气柱,大气压强为76cmHg,气体温度为7℃时各段水银柱和空气柱的长度如图所示。
大气压强为76cmHg,则此时空气柱的压强为 cmHg,右管内水银柱的长为 cm,左管内加入长10cm的水银柱后空气柱的长变为 cm。
三.计算题:
13.大气压强为76cmHg,两头开口的U形管竖直倒插在水银槽中,槽外的管子上有一阀门,阀门关闭且阀门上