1、第4章氣體單元測試一、選擇題1將一根質(zhì)量可以忽略的一端封閉的塑料管子插入液體中，在力F的作用下保持平衡，如圖所示，圖中H值的大小與下列哪個量無關(guān)()A管子的半徑B大氣壓強C液體的密度D力F解析：分析管子的受力如右圖所示，由平衡條件得：p0SFpS又pp0gH解得H可見與大氣壓強無關(guān)答案：B2一定質(zhì)量的理想氣體，由狀態(tài)a經(jīng)b變化到c.如圖所示，下列圖中能正確反映出這種變化過程的是()解析：由pT圖象知，狀態(tài)a到狀態(tài)b為等容變化，且壓強增大，由狀態(tài)b到狀態(tài)c為等溫變化，且壓強減小，所以在pV圖上，狀態(tài)a到狀態(tài)b為平行于p軸的線段，且由下向上，狀態(tài)b到狀態(tài)c為雙曲線的一部分，且壓強減小，故選C.答案

2、：C3如圖為豎直放置的上細(xì)下粗密閉細(xì)管，水銀柱將氣體分隔為A、B兩部分，初始溫度相同使A、B升高相同溫度達(dá)到穩(wěn)定后，體積變化量為VA、VB，壓強變化量為pA、pB，對液面壓力的變化量為FA、FB，則() A水銀柱向上移動了一段距離 BVApBDFAFB解析：假定水銀柱不動，升高相同的溫度，對氣體A：得，同理知，又因PAPB.PAPAPBPB，所以水銀柱向上移動，水銀柱上下液面差更大，所以PAPB，因此A、C正確，D錯誤因為水銀不可壓縮，故VAVB，B錯誤答案：AC二、填空題4若一定質(zhì)量的理想氣體分別按下圖20所示的三種不同過程變化，其中表示等壓變化的是_(填“A”、“B”或“C”)，該過程中氣

3、體的內(nèi)能_(填“增加”、“減少”或“不變”)解析：由C可知C圖是等壓變化，氣體內(nèi)能增加答案：C增加5一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷一膨脹過程，此過程可以用pV圖上的直線ABC來表示，如圖所示，在A、B、C三個狀態(tài)上，氣體的溫度TA_TC、TB_TA(填“大于”“等于”或“小于”)解析：從pV圖上可直接讀出A、B、C狀態(tài)的p值和V值，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程即可求出溫度值由pV圖讀出理想氣體在A、B、C三個狀態(tài)的參量為：pA3 atm，VA1 L；pB2 atm，VB2 L；pC1 atm，VC3 L根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，有：即TATCTATB答案：等于大于三、計算題6試管內(nèi)封有一定質(zhì)量的氣體，靜止時氣柱長

4、為L0，大氣壓強為p0，其他尺寸如圖所示，當(dāng)試管繞豎直軸以角速度在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動時氣柱長變?yōu)長，求轉(zhuǎn)動時的氣體壓強(設(shè)溫度不變，管橫截面積為S，水銀密度為)解析：選取水銀柱為研究對象，轉(zhuǎn)動所需向心力由液柱兩側(cè)氣體壓力差提供(pp0)Sm2R而mL1S，RL2(L0L)pp0L12(L2L0L)答案：p0L12(L2L0L)7如圖所示，一端封閉、粗細(xì)均勻的薄壁玻璃管開口向下，豎直插在裝有水銀的水銀槽內(nèi)，管內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的空氣，水銀槽的截面積上下相同，是玻璃管截面積的5倍開始時管內(nèi)空氣柱長度為6 cm，管內(nèi)外水銀面高度差為50 cm.將玻璃管沿豎直方向緩慢上移(管口未離開槽中水銀)，使管內(nèi)、外

5、水銀面高度差變成60 cm.(大氣壓強相當(dāng)于75 cmHg)求： (1)此時管內(nèi)空氣柱的長度(2)水銀槽內(nèi)水銀面下降的高度解析：(1) 玻璃管內(nèi)空氣做等溫變化，則有(p0gH1)l1(p0gH2)l2即l2(p0gH1)l1/(p0gH2)代入數(shù)據(jù)得l20.10 m.(2)設(shè)水銀槽內(nèi)水銀面下降x，水銀體積不變S1HS2x即xS1(H2H1)/S2代入數(shù)據(jù)得x0.02 m.答案：(1)0.10 m(2)0.02 m8高壓鍋的鍋蓋通過幾個牙齒似的鍋齒與鍋鑲嵌旋緊，鍋蓋與鍋之間有橡皮制的密封圈，不會漏氣，鍋蓋中間有一排氣孔，上面可套上類似砝碼的限壓閥將排氣孔堵住 ，當(dāng)加熱高壓鍋(鍋內(nèi)有水)，鍋內(nèi)氣體

6、壓強增加到一定程度時，氣體就把限壓閥頂起來，水蒸氣即從排氣孔排出鍋外，如圖甲所示已知某高壓鍋的排氣孔的直徑為0.4 cm，大氣壓強為1.00105 Pa.假設(shè)鍋內(nèi)水的沸點與鍋內(nèi)壓強的關(guān)系如圖乙所示，要設(shè)計一個鍋內(nèi)最高溫度達(dá)120的高壓鍋，問需要配一個質(zhì)量多大的限壓閥？(保留三位有效數(shù)字)解析：由圖可知，鍋內(nèi)溫度達(dá)120，鍋內(nèi)壓強為p1.72105 Pa，由于pp0mg/S，所以m(pp0)S/g(pp0)d2/4g，代入數(shù)據(jù)，解得m0.092 kg.答案：0.092 kg9某同學(xué)利用DIS實驗系統(tǒng)研究一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)變化，在實驗后計算機(jī)屏幕顯示了如圖所示的pT圖象(實線部分)，已知在A

7、狀態(tài)氣體體積為V0.(1)試求實驗過程中，當(dāng)氣體溫度保持T0的情況下，氣體體積在什么范圍內(nèi)變化？(2)試分析說明在氣體狀態(tài)由B變化至C的過程中是吸熱還是放熱？解析：(1)本題考查氣體狀態(tài)變化的圖象(識圖、讀圖)，氣體的等溫變化規(guī)律、理想氣體的內(nèi)能以及熱力學(xué)第一定律由pT圖象可知氣體等溫變化，氣體對應(yīng)于三個狀態(tài)參量分別為：A狀態(tài)：壓強1.5p0、體積V0；B狀態(tài)：壓強p0、體積V2、C狀態(tài)：壓強2p0、體積V1.由玻意耳定律即可確定氣體體積的變化范圍對于A、B、C三個狀態(tài)，由玻意耳定律可知：15p0V02p0V1p0V2.可設(shè)V10.75V0，V21.5V0，所以0.75V0V1.5V0.(2)

8、一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，B至C變化的過程中氣體溫度一定，所以氣體內(nèi)能不變，而該過程氣體體積減小，外界對氣體做功，所以由熱力學(xué)第一定律可知，此過程是放熱的答案：(1)0.75V0V1.5V0(2)放熱10如圖所示，上端開口的光滑圓柱形汽缸豎直放置，截面積為40 cm2的活塞將一定質(zhì)量的氣體和一形狀不規(guī)則的固體A封閉在汽缸內(nèi)在汽缸內(nèi)距缸底60 cm處設(shè)有a、b兩限制裝置，使活塞只能向上滑動開始時活塞擱在a、b上，缸內(nèi)氣體的壓強為p0(p01.0105 Pa為大氣壓強)，溫度為300 K現(xiàn)緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體，當(dāng)溫度為330 K時，活塞恰好離開a、b；當(dāng)溫度為360 K時，活塞上升了4

9、cm.g取10 m/s2求：(1)活塞的質(zhì)量；(2)物體A的體積解析：(1)設(shè)物體A的體積為V.T1300 K，p11.0105 Pa，V16040VT2330 K，p2(1.0105) Pa，V2V1T3360 K，p3p2，V36440V由狀態(tài)1到狀態(tài)2為等容過程代入數(shù)據(jù)得m4 kg(2)由狀態(tài)2到狀態(tài)3為等壓過程代入數(shù)據(jù)得V640 cm3答案：(1)4 kg(2)640 cm311汽車行駛時輪胎的胎壓太高容易造成爆胎事故，太低又會造成耗油上升已知某型號輪胎能在4090正常工作，為使輪胎在此溫度范圍內(nèi)工作時的最高胎壓不超過3.5 atm，最低胎壓不低于1.6 atm，那么在t20時給該輪胎

10、充氣，充氣后的胎壓在什么范圍內(nèi)比較合適？(設(shè)輪胎容積不變)解析：由于輪胎容積不變，輪胎內(nèi)氣體做等容變化設(shè)在T0293 K充氣后的最小胎壓為pmin，最大胎壓為pmax.依題意，當(dāng)T1233 K時胎壓為p11.6 atm.根據(jù)查理定律，即，解得：Pmin2.01 atm.當(dāng)T2363 K時胎壓為P23.5 atm.根據(jù)查理定律，即，解得：Pmax2.83 atm.答案：2.01 atmP2.83 atm12噴霧器內(nèi)有10 L水，上部封閉有1 atm的空氣2 L關(guān)閉噴霧閥門，用打氣筒向噴霧器內(nèi)再充入1 atm的空氣3 L(設(shè)外界環(huán)境溫度一定，空氣可看作理想氣體)(如圖所示) (1)當(dāng)水面上方氣體溫度與外界溫度相等時，求氣體壓強，并從微觀上解釋氣體壓強變化的原因(2)打開噴霧閥門，噴霧過程中封閉氣體可以看成等溫膨脹，此過程氣體是吸熱還是放熱？簡要說明