1、理想气体状态方程练习题理想气体(l xin q t)状态方程练习题.理想气体(l xin q t)状态方程练习题.理想气体(l xin q t)状态方程练习题(一)1关于(guny)理想气体,下列说法正确的是( ) A理想气体(l xin q t)能严格遵守气体实验定律B实际气体在温度(wnd)不太高、压强不太大的情况下,可看成理想气体C实际气体在温度不太低、压强不太大的情况(qngkung)下, 可看成理想气体D所有的实际气体任何情况下,都可以看成理想气体2一定质量的理想气体,在某一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p1、V1、T1,在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p2、V2、T2,
2、下列关系正确的是() Ap1p2,V12V2,T1T2 Bp1p2,V1V2,T12T2Cp12p2,V12V2,T12T2 Dp12p2,V1V2,T12T23一定质量的理想气体,经历一膨胀过程,这一过程可以用下图上的直线ABC来表示,在A、B、C三个状态上,气体的温度TA、TB、TC相比较,大小关系为( )ATBTATC BTATBTCCTBTATC DTBTATC3.如图所示,一定质量的空气被水银封闭在静置于竖直平面的U形玻璃管内,右管上端开口且足够长,右管内水银面比左管内水银面高h,能使h变大的原因是 A环境温度升高B大气压强升高(shn o)C沿管壁(un b)向右管内加水银DU形玻
3、璃管自由(zyu)下落4 下图中A、B两点代表一定质量理想气体的两个不同(b tn)的状态,状态A的温度(wnd)为TA,状态B的温度为TB;由图可知()ATB2TA BTB4TACTB6TA DTB8TA5 有两个容积相等的容器,里面盛有同种气体,用一段水平玻璃管把它们连接起来。在玻璃管的正中央有一段水银柱,当一个容器中气体的温度是0,另一个容器中气体的温度是20时,水银柱保持静止。如果使两容器中气体的温度都升高10,管中的水银柱会不会移动?如果移动的话,向哪个方向移动?6一艘位于水面下200m深处的潜水艇,艇上有一个(y )容积为的贮气筒,筒内贮有压缩空气(ysu kngq),将筒内一部分
4、空气压入水箱(水箱有排水孔和海水相连),排出海水,此时筒内剩余气体的压强是95atm。设在排水过程中温度不变,求贮气钢筒里原来压缩空气(ysu kngq)的压强。(计算时可取,海水密度(md) )7 如图所示,用销钉(xiodng)将活塞固定,A、B两部分体积比为21,开始时,A中温度为127,压强为1.8 atm,B中温度为27,压强为1.2atm将销钉拔掉,活塞在筒内无摩擦滑动,且不漏气,最后温度均为27,活塞停止,求气体的压强8.如图所示,水平放置的密封气缸的活塞被很细的弹簧拉住,气缸内密封一定(ydng)质量的气体.当缸内气体温度为27,弹簧(tnhung)的长度为30cm时,气缸内气
5、体压强为缸外大气压的1.2倍.当缸内气体温度升高到127时,弹簧的长度为36cm.求弹簧的原长?(不计活塞(husi)与缸壁的摩擦)9 一足够高的内壁光滑(gung hu)的导热气缸竖直地浸放在盛有冰水混合物的水槽中,用不计质量的活塞封闭了一定质量的理想气体,如图所示。开始时气体的体积为2.010-3m3,现缓慢地在活塞上倒上一定量的细沙,最后活塞静止时气体的体积恰好变为原来(yunli)的一半,然后将气缸移出水槽,缓慢加热,使气体温度变为136.5C。(大气压强为1.0105Pa)(1)求气缸(q n)内气体最终的体积;(2)在p-V图上画出整个过程中气缸内气体的状态变化(binhu)(请用
6、箭头在图线上标出状态变化的方向)。10 如下图所示,一圆柱形气缸直立(zh l)在水平地面上,内有质量不计的可上下移动的活塞,在距缸底高为2H0的缸口处有固定的卡环;使活塞不会从气缸中顶出,气缸壁和活塞都是不导热的,它们之间没有摩擦.活塞下方距缸底高为H0处还有一固定的可导热的隔板,将容器分为A、B两部分,A、B中各封闭同种的理想气体,开始时A、B中气体的温度均为27,压强等于外界大气压强P0,活塞距气缸底的高度为1.6H0,现通过B中的电热丝缓慢加热,试求:(1)当B中气体(qt)的压强为1.5P0时,活塞(husi)距缸底的高度是多少?(2)当A中气体(qt)的压强为1.5P0时,B中气体
7、的温度(wnd)是多少?理想气体(l xin q t)状态方程练习题(二)1一定质量的理想气体,现要使它的压强经过状态变化后回到初始状态的压强,那么使用下列哪些过程可以实现a)先将气体等温膨胀,再将气体等容降温 b)先将气体等温压缩,再将气体等容降温c)先将气体等容升温,再将气体等温膨胀d)先将气体等容降温,再将气体等温压缩2如图,一定量的理想气体(l xin q t)从状态a沿直线变化(binhu)到状态b,在此过程(guchng)中,其压强( )A逐渐(zhjin)增大B逐渐(zhjin)减小C始终不变 D先增大后减小3 如图所示为一定质量的理想气体的pV图线,其中AC为一段双曲线根据图线
8、分析并计算(1)气体状态从AB,从BC,从CA各是什么变化过程(2)若tA527 ,那么tB为多少?并画出pT图4 如图所示,这是一种气体温度计的示意图,测温泡B内存储有一定气体,经毛细管与水银压强计的左臂M相连,测温时,使测温泡与待测系统做热接触上下移动压强计的右臂M,使左臂中的水银面在不同温度下始终固定在同一位置O处,以保持气体的体积不变已知在标准状态下大气压强为p0,左、右臂水银面的高度差为h0,实际测温时,大气压强为p1,左、右臂水银面的高度差为h1,试用上述物理量推导所测摄氏温度t的表达式。(压强单位都是cmHg)5一端开口的U形管内由水银柱封有一段空气柱,大气压强为76cmHg,当
9、气体(qt)温度为27时空气(kngq)柱长为8cm,开口端水银(shuyn)面比封闭端水银面低2cm, 如下图所示,求:(1)当气体温度上升(shngshng)到多少时,空气柱长为10cm?(2)若保持(boch)温度为27不变,在开口端加入多长的水银柱能使空气柱长为6cm?6 如图所示,内径均匀的U型细玻璃管一端开口,竖直放置,开口端与一个容积很大的贮气缸B连通,封闭端由水银封闭一段空气A,已知-23时空气柱A长62cm,右管水银面比左管水银面低40cm,当气温上升到27时,水银面高度差变化4cm,B贮气缸左侧连接的细管的体积变化不计.(1)试论证当气温(qwn)上升到27时,水银面高度差
10、是增大(zn d)4cm还是减小4cn?(2)求-23时贮气缸B中气体(qt)的压强.7 如图,一根(y n)粗细均匀、内壁光滑、竖直放置的玻璃管下端密封,上端封闭但留有一抽气孔管内下部被活塞封住一定量的气体(可视为理想气体),气体温度为T1开始时,将活塞上方的气体(qt)缓慢抽出,当活塞上方的压强达到p0时,活塞下方气体的体积为V1,活塞上方玻璃管的容积为2.6V1。活塞因重力而产生的压强为0.5p0。继续将活塞上方抽成真空并密封整个抽气过程中管内气体温度始终保持不变然后将密封的气体缓慢加热求:活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度;当气体(qt)温度达到1.8T1时气体(qt)的压强8 一水银(
11、shuyn)气压计中混进了空气,因而在27,外界(wiji)大气压为758mmHg柱时,这个(zh ge)水银气压计的读数为738mmHg柱,此时管中水银面距管顶80mm,当温度降至-3时,这个气压计的读数为743mmHg柱,求此时的实际大气压值为多少mmHg柱?9 .(2012全国新课标)如图,由U形管和细管(x un)连接的玻璃泡A、B和C浸泡在温度均为0C的水槽中,B的容积是A的3倍。阀门S将A和B两部分隔开。A内为真空,B和C内都充有气体。U形管内左边水银柱比右边(yu bian)的低60mm。打开阀门S,整个系统稳定后,U形管内左右水银柱高度相等。假设U形管和细管中的气体体积远小于玻
12、璃泡的容积。(1)求玻璃泡C中气体(qt)的压强(以mmHg为单位);(2)将右侧(yu c)水槽的水从0C加热到一定温度(wnd)时,U形管内左右水银柱高度差又为60mm,求加热后右侧水槽的水温。10 如图所示,竖直放置的气缸,活塞横截面积为S=0.01m2,可在气缸内无摩擦滑动。气缸侧壁有一个小孔与装有水银的U形玻璃管相通,气缸内封闭了一段高为80cm的气柱(U形管内的气体体积不计)。此时缸内气体温度为7,U形管内水银面高度差h1=5cm。已知大气压强p0=1.0105Pa,水银的密度kg/m3,重力加速度g取10m/s2。求活塞(husi)的质量m;若对气缸缓慢加热的同时,在活塞上缓慢添
13、加沙粒,可保持活塞的高度(god)不变。当缸内气体温度升高到37时,求U形管内(un ni)水银面的高度差为多少?理想气体(l xin q t)状态方程练习题(三)选做题1(10分)(2013山西(shn x)四校联考)我国陆地面积S960万平方千米,若地面大气压P01.0105 Pa,地面附近重力加速度g取10 m/s2,试估算:地面附近(fjn)温度为270 K的1 m3空气,在温度(wnd)为300 K时的体积。我国陆地上空空气(kngq)的总质量M总;2.一个质量可不计的活塞将一定质量的理想气体封闭在上端(shn dun)开口的直立筒形气缸内,活塞上堆放着铁砂,如图所示,最初活塞搁置在
14、气缸内壁的卡环上,气体柱的高度为H0,压强(yqing)等于大气压强P0,现对气体缓慢加热,当气体温度升高了T=60K时,活塞(及铁砂)开始离开卡环而上升,继续加热直到气柱高度为H1=1.5H0.此后在维持温度不变的条件下逐渐取走铁砂,直到铁砂全部取走时,气柱高度变为H2=1.8H0.求此时气体的温度.(不计活塞与气缸之间的摩擦)3 一气缸(q n)竖直放置,内截面积S=50cm2,质量(zhling)m=10kg的活塞将一定质量的气体(qt)封闭在缸内,气体柱长h0=15cm,活塞用销子销住,缸内气体(qt)的压强P=2.4105Pa,温度(wnd)177。现拔去活塞销s(不漏气),不计活塞
15、与气缸壁的摩擦。当活塞速度达到最大时,缸内气体的温度为57,外界大气压为1.0105Pa。求:(1)此时气体柱的长度h;(2)如活塞达到最大速度vm=3m/s,则缸内气体对活塞做的功。4 如图所示,在水平放置内壁光滑,截面积不等的气缸里,活塞A的截面积SA=10cm2,活塞B的截面积SB=20cm2。两活塞用质量不计的细绳连接,活塞A还通过细绳、定滑轮与质量为1kg的重物C相连,在缸内气温t1=227时,两活塞保持静止,此时两活塞离开气缸接缝处距离都是L=10cm,大气压强P0 =1.0105Pa保持不变,试求:()此时气缸(q n)内被封闭气体的压强;()在温度(wnd)由t缓慢(hunmn
16、)下降到t=-23过程(guchng)中,气缸(q n)内活塞A、B移动情况。()当活塞A、B间细绳拉力为零时,气缸内气体的温度。5如图所示,固定的绝热气缸内有一质量为m的“T”型绝热活塞(体积可忽略),距气缸底部h0处连接一U形管(管内气体的体积忽略不计)。初始时,封闭气体温度为T0,活塞距离气缸底部为1.5h0,两边水银柱存在高度差。已知水银的密度为,大气压强为p0,气缸横截面积为s,活塞竖直部分长为1.2h0,重力加速度为g。试问:(1)初始时,水银柱两液面高度差多大?(2)缓慢降低气体温度,两水银面相平时温度是多少?6 如图所示,气缸放置在水平(shupng)平台上,活塞质量为10kg
17、,横截面积50cm2,厚度(hud)1cm,气缸(q n)全长21cm,大气压强为1105Pa,当温度(wnd)为7时,活塞(husi)封闭的气柱长10cm,若将气缸倒过来放置时,活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通。g取10m/s2,不计活塞与气缸之间的摩擦,保留三位有效数字。将气缸倒过来放置,若温度上升到27,求此时气柱的长度。气缸倒过来放置后,若逐渐升高温度,发现活塞刚好接触平台,求此时气体的温度。7(1998年全国高考题)如图192所示,活塞把密闭气缸(q n)分成左、右两个气室,每室各与U形管压强计的一臂相连,压强计的两壁截面处处相同,U形管内盛有密度为的液体(yt)。开始时左
18、、右两气室的体积都为,气压(qy)都为,且液体的液面处在同一高度,如图192所示,现缓慢向左推进(tujn)活塞,直到液体在U形管中的高度差h=40cm,求此时(c sh)左、右气室的体积、,假定两气室的温度保持不变,计算时可以不计U形管和连接管道中气体的体积,g取。8 1999年全国高考题)如图193,气缸由两个截面不同的圆筒连接(linji)而成,活塞A、B被轻质刚性细杆连接在一起,可无摩擦移动,A、B的质量分别为, , ,横截面积分别(fnbi)为,一定质量的理想气体被封闭在两活塞(husi)之间,活塞外侧大气压强。(l)气缸水平放置达到如图193甲所示的平衡(pnghng)状态,求气体
19、的压强。(2)已知此时(c sh)气体的体积。现保持温度不变,将气缸竖直放置,达到平衡后如图193乙所示。与图193甲相比,活塞在气缸内移动的距离l为多少?取重力加速度。9 如图,一上端(shn dun)开口,下端封闭的细长玻璃管,下部有长l1=66cm的水银柱,中间(zhngjin)封有长l2=6.6cm的空气(kngq)柱,上部有长l3=44cm的水银(shuyn)柱,此时水银面恰好与管口平齐。已知大气压强po=76cmHg。如果使玻璃管绕最低端O点在竖直平面(pngmin)内顺时针缓慢地转动,封入的气体可视为理想气体,在转动过程中没有发生漏气,且温度始终保持不变。(1)当管子转过900到
20、水平位置时,求管中空气柱的长度;(2)为求管子(gun zi)转过1800开口向下时管中空气柱的长度,某同学求解如下(rxi):管子转过1800开口(ki ku)向下时,管口有一部分水银流出,设此时管口水银柱长度为x,则空气(kngq)柱长度,压强(yqing)。(分别表示水银的密度和重力加速度。)由气体定律列方程求解。由此所得结果是否正确?若正确,完成本小题;若不正确,说明理由,并给出正确的解答。10 如图所示,一竖直放置的、长为L的细管下端封闭(fngb),上端与大气(视为理想气体)相通,初始时管内气体温度为。现用一段水银柱从管口开始(kish)注入管内将气柱封闭,该过程中气体温度保持不变
21、且没有气体漏出,平衡后管内上下两部分气柱长度比为l3。若将管内(un ni)下部气体温度降至,在保持温度(wnd)不变的条件下将管倒置,平衡后水银柱下端与管下端刚好平齐(没有水银漏出)。已知,大气压强为,重力加速度为g。求水银(shuyn)柱的长度h和水银的密度。11 如图所示,两端(lin dun)开口的气缸水平固定,A、B是两个厚度不计的活塞(husi),可在气缸内无摩擦地滑动,其面积分别为S120 cm2、S210 cm2,它们之间用一根(y n)细杆连接,B通过水平(shupng)细绳绕过光滑的定滑轮与质量为M2 kg的重物(zhn w)C连接,静止时气缸中气体的温度T1600 K,气缸两部分的气柱长均为L,已知大气压强p01105 Pa,g取10 m/s2,缸内气体可看作理想气体(1)求活塞静止时气缸内气体的压强;(2)若降低气缸(q n)内气体的温度,当活塞A缓慢(hunmn)向右移动L时,求气缸(q n)内气体的温度内容总结(1)理想气体状态方程练习题.
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