B
如图所示,在柱形容器中装有部分水,容器上方有一可自由移动的活塞。
容器水面浮有一个木块和一个一端封闭、开口向下的玻璃管,玻璃管中有部分空气,系统稳定时,玻璃管内空气柱在管外水面上方的长度为a,空气柱在管外水面下方的长度为b,水面上方木块的高度为c,水面下方木块的高度为d。
现在活塞上方施加竖直向下、且缓缓增大的力F,使活塞下降一小段距离(未碰及玻璃管和木块),下列说法中正确的是()
(A)d和b都减小(B)只有b减小
(C)只有a减小(D)a和c都减小
C
关于热现象的说法,正确的是
(A)热量不可能由低温物体传给高温物体而不发生其他变化
(B)气体压强越大,气体分子的平均动能就越大
(C)外界对气体做功,气体的内能一定增加
(D)温度升高,物体内每个分子的热运动速率都增大
A
如图所示,一定质量的空气被水银封闭在静置于竖直平面内的U型玻璃管中,右管上端开口且足够长,右管内水银面比左管内水银面低Δh,能使Δh变大的原因是
(A)环境温度降低或者大气压强增大
(B)环境温度升高或者大气压强减小
(C)环境温度升高或者U型玻璃管自由下落
(D)环境温度升高或者沿管壁向右管内加水银
A
4分多选题:
一定质量理想气体的状态沿如图所示的圆周变化,则该气体体积变化的情况是()
(A)沿a→b,逐步减小
(B)沿b→c,先逐步增大后逐步减小
(C)沿c→d,逐步减小
(D)沿d→a,逐步减小
BC
为了探究气体压强的产生及影响气体压强的因素,某同学用电子秤和
小玻璃珠做模拟实验,如图所示。
下列关于他的操作和相关结论正确的是
A.为了防止玻璃珠弹出秤盘而产生误差,可在秤盘上放一块海绵垫
B.实验中尽可能保证每一粒玻璃珠与秤盘碰前的速度相同
C.将尽可能多的玻璃珠源源不断地倒在秤盘上,秤的示数会相对稳定
在某一个值,说明气体压强是由大量的气体分子与器壁碰撞产生的
D.将相同数量的珠子从更高的位置倒在秤盘上,秤的示数变大,说明
气体的压强与分子碰撞器壁的速度有关
CD
如图所示的装置,气缸分上、下两部分,下部分的横截面积大于上部分的横截面积,大小活塞分别在上、下气缸内用一根硬杆相连,两活塞可在气缸内一起上下移动。
缸内封有一定质量的气体,活塞与缸壁无摩擦且不漏气,起初在小活塞上的杯子里放有大量钢球。
能使两活塞相对气缸向下移动是
(A)给气缸内气体缓慢加热(B)取走几个钢球
(C)让整个装置自由下落(D)大气压变小
AD
填空题:
如图所示,一定质量的理想气体从状态C沿右图所示实线变化到状态A再到状态B。
在0℃时气体压强为p0=3atm,体积为V0=100mL,那么气体在状态A的压强为_______atm,在状态B的体积为_______mL。
5.49;183.15,
如图所示,一定质量的理想气体从状态a→状态b→状态c→状态a,其中ab的延长线通过坐标原点O.则气体在状态b的温度是_______oC;气体从状态c→状态a过程中体积变化量为______.
54,0
体积为V的油滴,滴在平静的水面上,扩展成面积为S的单分子油膜,则该油滴的分子直径约为 .已知阿伏伽德罗常数为NA,油的摩尔质量为M,则一个油分子的质量为 .
,
如图所示,一个“工”字型的玻璃竖直放置,A管在下,B管在上。
管中用密度ρ的液体封闭了几段气体,玻璃管截面直径可忽略不计,大气压强p0,则根据图中数据,图中A端气体压强为;若仅略微升高B端气体温度,稳定后竖直管中水银柱高度h1将(填“增大”,“减小”或“不变”)。
p0+ρgh,不变
实验题:
某学生用注射器和弹簧秤来测大气压强,已知注射器的活塞横截面积为S,实验有以下步骤:
A.读出初状态气体的体积V1
B.将活塞移到某一适当位置,用橡皮帽将注射器小孔封住
C.读出活塞被拉出一定距离后气体的体积V2和弹簧秤拉力F
D.用弹簧秤将活塞拉出一定的距离
E.水平固定注射器
(1)该学生的实验步骤的顺序应该是。
(用字母表示)
(2)其测得大气压的表达式为p0=。
(1)EBADC(2分);
(2)
(2分)
(多选)某同学用“用DIS研究气体的压强与体积的关系”,做了两次实验,操作完全正确,在同一p-1/V图上得到了两条不同的直线,造成这种情况的可能原因是()
(A)两次实验中温度不同
(B)两次实验中空气质量不同
(C)两次实验中保持空气质量、温度相同,但所取的气体压强的数据不同
(D)两次实验中保持空气质量、温度相同,但所取的气体体积的数据不同
AB
用DIS测量不规则固体的密度,实验装置如左图所示.实验步骤如下:
Ⅰ.将质量为9.30×10-3kg的固体放入注射器内;
Ⅱ.缓慢推动活塞至某一位置,记录活塞所在位置的容积刻度V及对应的气体压强P;
Ⅲ.重复步骤Ⅱ,记录几组P、V值;
Ⅳ.处理记录的数据,算出固体的密度.
(1)纵坐标取V,横坐标取
,请根据表格数据在方格图中画出相应图线;
(2)如果图线与纵坐标的截距为b,b表示的物理意义是____________________,写出图线对应的函数表达式:
____________________;
(3)该固体的密度为________kg/m3.
(1)图线是截距为0.3×10-5m3的倾斜直线(图略)(2分)(控制误差±5%内,下同)
(2)固体的体积,V=b+0.7
(每格2分,共4分);
(3)3.1×103(2分)
已知地面附近高度每升高
m,大气压降低
mmHg.为了观测大气压这
一微小变化,某实验小组巧妙地设计了如图所示的一个实验,在一个密闭的
玻璃瓶的塞子上插入一根两端开口且足够长的细玻璃管,瓶内有一定量的水
和空气.由于内外压强差,细玻璃管内水面a将与瓶内有一定的高度差.
(不计水面升降引起的瓶内空气体积的变化,水银的密度为13.6×103kg/m3)
(1)该小组成员选择瓶内装水而不装水银的主要原因是 .
(2)现将玻璃瓶放置在地面上,记录下此时管内水面a的位置,再将玻璃瓶放到离地
m的讲台上时,则玻璃管内水面将 (上升,下降) mm;(设温度保持不变)
(3)小组成员想用此装置来测量高度.先将此装置放在温度为27℃、大气压为
mmHg的A处,测得水柱的高度
mm.然后将装置缓慢地平移另一高度的B处,待稳定后发现水柱升高了
mm,已知B处比A处的温度高1℃,则AB间高度差为 m;
①水密度比水银小,同样压强变化时,高度差明显(2分,答到水的密度小便能得分)②上升(1分),1.36(2分);③5.4(2分)
如图所示,为一气体温度计的结构示意图。
储有一定质量理想气体的测温泡P通过细管与水银压强计左臂A相连,压强计右管B和C与大气相通。
移动右管B可调节其水银面的高度,从而保证泡内气体体积不变。
当测温泡P浸在冰水混合物中,大气压强相当于76cm高水银柱所产生的压强时,压强计左右两管的水银面恰好都位于刻度尺的零刻度处。
(1)使用这种温度计,其刻度是____________的;(选填“均匀”、“不均匀”)
(2)刻度为7.6cm处所对应的温度为_____________℃;
(3)当大气压强增大到78cmHg时,将测温泡P浸在冰水混合物中,调节右管同时移动刻度尺,使压强计左右两管的水银面恰好都位于刻度尺的零刻度处,但不改变其刻度,则测量值_____________真实值(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
若从刻度上读出温度变化1℃,则实际温度变化___________℃。
(1)均匀(1分);
(2)27.3(2分)(3)大于,0.974(每空2分)
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=1.6T1时气体的压强p3。
(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=3.5V0(4分)
(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(4分)
(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(4分)
如图所示,一端封闭的均匀玻璃管长H=60cm,开口端竖直向上,用水银封住一定量的空气,水银柱长h=19cm,空气柱长L1=20cm,初始温度为t1=27℃。
(已知大气压强为76cmHg)求:
(1)初始玻璃管内封闭气体压强p1。
(2)将玻璃管缓缓顺时针转90,直至玻璃管水平时,空气柱长度L2。
(3)保持玻璃管水平,对气体缓慢加热,则温度至少升高至多少摄氏度时水银全部从管中溢出。
(1)p1=p0+ρgh=(76+19)cmHg=95cmHg(2分)
(2)等温过程p1V1=p2V2(2分)
9520=76L2(1分)
L2=25cm(1分)
(3)等压过程V2/T2=V3/T3(2分)
25/300=60/T3(1分)
T3=720Kt3=447°C(1分)
如右图所示,一端开口一端封闭的粗细均匀的直玻璃管,长为1m,开口向上竖直放置时,一段长为15cm的水银柱封闭了一段长50cm的气柱,若保持温度不变,将玻璃管在竖直平面内缓慢地顺时针旋转240角,则最终管内气柱长为多少?
已知大气压强为
。
某同学对此题的分析为:
封闭气体的初始状态的空气柱长为
,压强为
;末状态的压强为
,设末状态的空气柱长度为
。
根据玻意耳定律可求得空气柱的长度
。
问:
上述分析过程是否完整合理?
若完整合理,求出答案;若不完整合理,请重新分析过程并作解答。
解:
不合理(1分)
因为玻璃管旋转至管口竖直向下的过程中,气体压强减小,体积增大,而玻璃管长度有限,因此先要判断玻璃管旋转至管口向下的过程中,管内水银是否流出。
(2分)
正确解法:
先判断玻璃管管口向下(最低点)的情况。
设玻璃管管口竖直向下时水银未流出,
根据玻意耳定律:
(2分)
得:
(1分)
<
,所以玻璃管经过最低点时水银未流出,
则在其他位置水银也不会流出(1分)
设玻璃管转过240°后,空气柱长为
,根据玻意耳定律:
(1分)
得:
(2分)
或:
正确解法:
先要判断玻璃管经过最低点的情况,设玻璃管管口竖直向下时有水银流出,
设玻璃管管口竖直向下时水银柱长度为
,则由玻意耳定律有:
>
所以此假设不合理,既玻璃管经过最低点时水银未流出,(3分)……后面解法同上(3分)
如图所示为验证查理定律的实验装置。
A为烧瓶,内贮空气。
B为U形管,下部与较长的软橡胶管相连。
由于组装不慎,U形管左侧10cm水银柱的下方混入一段长为4cm的空气柱,左侧水银柱上表面与标志线E对齐。
开始时烧瓶所在水槽内水温为7℃,U形管两边水银面相平。
当水温升至63℃时,调整右边开口水银管的高度,使左侧水银柱上表面仍与标志线E对齐。
已知大气压p0=76cmHg。
此时
(1)烧瓶A中的气体压强为多少?
(2)左侧管内空气柱变为多长?
(3)右侧管内水银面高度将升高多少?
A
解:
(1)设烧瓶内空气为A,U形管中混入的空气柱为B,它们初始状态的压强分别为pA和pB。
由图得pB=p0+ρgh=(76+14)cmHg=90cmHg(2分)
pA=pB-ρgh=(90-10)cmHg=80cmHg(2分)
(2)烧瓶内空气为等容变化,设其末状态压强为pA′
(2分)
空气柱末状态压强为pB′
pB′=pA′+ρgh=(96+10)cmHg=106cmHg(2分)
空气柱为等温变化,后来长度为LA′
由pALA=pA′LA′得
(2分)
(3)在末状态时,设右管中水银面比原来升高x,
则pB′=p0+ρgx+ρgh+ρgLA′
即106=76+x+10+3.5
所以x=16.6cm(2分)
如图所示,一端封闭、粗细均匀的薄壁玻璃管开口向下竖直插在装有水银的水银槽内,管内封闭有一定质量的空气,水银槽的截面积上下相同。
开始时管内空气柱长度为6cm,管内外水银面高度差为50cm。
将玻璃管沿竖直方向缓慢上移(管口未离开槽中水银),使管内空气柱长度为10cm,此时水银槽内水银面下降了2cm,(大气压强相当于75cmHg)则:
(1)此时管内外水银面高度差为多大?
(2)水银槽的截面积是玻璃管截面积的多少倍?
(1)设玻璃管的横截面为S1
P1=25cmHg,V1=6S1V2=10S1
P1V1=P2V2(2分)25cmHg×6S1=P210S1P2=15cmHg(2分)
P2=P0-ρgh=75-h(cmHg)(2分)h=60cm(1分)
(2)设水银槽的截面积为S2则2S2=10S1(2分)S2=5S1(1分)
如图所示,U形管两细管粗细均匀长度相等,左端封闭,右端开口,水平部分长20cm.有两段8cm长水银柱等高,各封住长为30cm的空气柱A和长为40cm的空气柱B,两气体温度均为27oC,大气压强恒定.现使A、B温度缓慢升高,最终都达到57oC.问:
(1)空气柱A的最终长度.
(2)右管内水银柱移动的距离.
(1)对A气体,假设水银柱未进入水平管,气体等压变化遵循
(2分)
代入数据
解得
=33cm故假设正确(2分)
(2)对B气体,等压变化遵循
(2分)
代入数据
,解得
=44cm(2分)
右管内水银柱向上移动距离为△h=44-40+3cm=7cm(2分)
U形均匀玻璃管,右端封闭,左端开口处有一重力不计、可自由移动的活塞,中间的水银柱将空气分成A、B两部分,其
各部分的长度如图所示,活塞的截面积为5.0×10-5m2.当时大气
压强
cmHg、气温
℃时,
cmHg
Pa.试求:
(1)A部分气体的压强.
(2)保持气体温度不变,用细杆向下推活塞,至管内两边汞柱高度相等,此时A部分气体压强?
细杆对活塞的推力大小.
(3)若不用外力推动活塞,而使两部分气体温度均下降到
℃,活塞将移动的距离.
(1)(2分)右端气体pA=p0+ρgh=(75+25)cmHg=100cmHg(2分)
(2)(4分)当两边汞柱高度相等时,右端气柱VA´=17.5s,pA'VA'=pAVA,(1分)
代人数据得pA´=171.4cmHg;(1分)
左端气柱pB´=pA´=171.4cmHg,(1分)
活塞受力F+p0S=pB´S得
F=(pB´-p0)S=6.4N(1分)
(3)(6分)左端气柱等压变化,T1=360K,VB=4s,T2=270K.
,(1分)
代人数据得VB'=3s,气柱长3cm.(1分)
设右端汞柱上升xcm,则左侧汞柱下降xcm,
右端气柱p1=100cmHg,T1=360K,VA=30s,
T2=270K,VA'=(30-x)s,p2=(100-2x)cmHg.(1分)
(1分)
代人数据100×30/360=(100-2x)(30-x)/270,x2-80x+375=0,
得x1=5,x2=75(不合题意舍去).(1分)
∴活塞下降距离s=6cm.(1分)
图示为一气体温度计的结构示意图。
储有一定质量理想气体的测温泡P通过细管与水银压强计左管A相连,压强计右管B与大气相通。
移动右管B可调节A管内水银面的高度,从而保证A管内水银面始终在零刻度处。
当测温泡P浸在冰水混合物中,大气压强相当于76cm高水银柱所产生的压强时,压强计左右两管的水银面恰好都位于刻度尺的零刻度处。
求:
(1)当液体温度为1℃时,C管中水银面的高度为多少毫米?
;
(2)当C管中水银面的高度与38mm刻度处平齐时,待测液体的温度为多少摄氏度?
;
(3)若将刻度尺上毫米的刻度转换为温度的刻度,其刻度是否还均匀;
(1)温度从零度升高到1℃过程中,保持A管内水银面始终在零刻度,气体做等容变化:
=
,
=
,所以h1=2.78mm,(4分)
(2)
=
,
=
,所以t=13.65℃(4分)
(3)设温度为t℃时对应CA管中水银柱高度差为h,由玻意耳定律得:
=
,所以t=
h,因为t与h成正比,所以转换为温度的刻度后刻度仍均匀。
(4分)
如图
(1)所示,圆柱形气缸的上部有小挡板,可以阻止活塞滑离气缸,气缸内部的高度为d,质量不计的薄活塞将一定质量的气体封闭在气缸内。
开始时活塞离底