2021-2022年高中物理人教版(2019)选修三第二章气体固体和液体——气体实验定律的计算题专题训练
10页1、气体实验定律的计算题专题训练1.如图所示,一水平放置的薄壁圆柱形容器内壁光滑,长为L,底面直径为D,其右端中心处开有一圆孔。一定质量的理想气体被活塞封闭在容器内,器壁导热良好,活塞可沿容器内壁自由滑动,活塞质量、厚度均不计。开始时气体温度为300 K,活塞与容器底部相距23L,现对气体缓慢加热,已知外界大气压强为p0,求温度为600 K时气体的压强。2.如图所示,粗细均匀的U形玻璃管,左侧管开口向上,右侧管口封闭,管内用水银封闭了一段气体,右管中封闭气柱高h1=8 cm,左、右液面高度差h=4 cm,右管中水银柱的长度大于4 cm,大气压等于76 cmHg,环境温度为27 。(1)若对封闭气体缓慢加热,使左管中水银液面与右管上端对齐,求气体应升高的温度;(2)若在左管中缓慢倒入水银,使右管中气柱高度变为h3=7 cm,求倒入水银柱的长度。(用分数表示)3.如图所示,一根两端开口、粗细均匀且导热性良好的足够长的玻璃管竖直插入足够大的水银槽中并固定,管中有一个质量不计的光滑活塞,活塞下封闭一段长L=85 cm的气体,气体的热力学温度T1=300 K,现在活塞上缓慢加入细沙,直到活塞下降20
2、 cm为止,外界大气压强p0=75 cmHg,g=10 m/s2。(1)求活塞下降20 cm时,封闭气体的压强;(2)保持加入的细沙的质量不变,对封闭气体缓慢加热,求活塞回到原来位置时,封闭气体的热力学温度。4.如图所示,U形玻璃细管竖直放置,水平细管与U形玻璃细管底部相连通,各部分细管内径相同。U形管左管上端封有长20 cm的理想气体B,右管上端开口并与大气相通,此时U形玻璃管左、右两侧水银面恰好相平,水银面距U形玻璃管底部为25 cm。水平细管内用小活塞封有长10 cm的理想气体A。已知外界大气压强为75 cmHg,忽略环境温度的变化。现将活塞缓慢向左拉,使B气柱长度为25 cm,求:(1)左、右管中水银面的高度差是多大?(2)理想气体A的气柱长度为多少?5.如图所示,用两个质量均为m、横截面积均为S的密闭活塞将开口向下竖直悬挂的导热气缸内的理想气体分成、两部分,当在活塞A下方悬挂重物后,整个装置处于静止状态,此时、两部分气体的高度均为l0。已知环境温度、大气压强p0均保持不变,且满足5mg=p0S,g为重力加速度,不计一切摩擦。当取走物体后,两活塞重新恢复平衡,活塞A上升的高度为
3、76l0,求悬挂重物的质量。6.如图所示,马桶吸由皮吸和气缸两部分组成,下方半球形皮吸空间的容积为1 000 cm3,上方气缸的长度为40 cm,横截面积为50 cm2。小明在试用时,用手柄将皮吸压在水平地面上,皮吸中气体的压强等于大气压。皮吸与地面及活塞与气缸间密封完好不漏气,不考虑皮吸与气缸的形状变化,环境温度保持不变,气缸内薄活塞、连杆及手柄的质量忽略不计,已知大气压强p0=1.0105 Pa,g=10 m/s2。(1)若初始状态下活塞位于气缸顶部,当活塞缓慢下压到气缸底部时,求皮吸中气体的压强;(2)若初始状态下活塞位于气缸底部,小明用竖直向上的力将活塞缓慢向上提起20 cm高度保持静止,求此时小明作用力的大小。7.如图所示,T形活塞将绝热气缸内的气体分隔成A、B两部分,活塞左、右两侧横截面积分别为S1、S2,活塞与气缸两端的距离均为L,气缸上有a、b、c三个小孔与大气连通,现将a、b两孔用细管(容积不计)连接。已知大气压强为p0,环境温度为T0,活塞与缸壁间无摩擦。(1)若用钉子将活塞固定,然后将缸内气体缓慢加热到T1,求此时缸内气体的压强;(2)若气体温度仍为T0,拔掉钉子
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