粤教版选修33 气体实验定律 第1课时 作业.docx

气体实验定律和图像 (重点突破课)1(2016全国丙卷)一u形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞。初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示。用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止。求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离。已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强p075.0 cmhg。环境温度不变。解析：设初始时，右管中空气柱的压强为p1，长度为l1；左管中空气柱的压强为p2p0，长度为l2。活塞被下推h后，右管中空气柱的压强为p1，长度为l1；左管中空气柱的压强为p2，长度为l2。以cmhg为压强单位。由题给条件得p1p0(20.05.00)cmhgl1 cm由玻意耳定律得p1l1p1l1联立式和题给条件得p1144 cmhg依题意p2p1l24.00 cm cmh由玻意耳定律得p2l2p2l2联立式和题给条件得h9.42 cm。答案：144 cmhg9.42 cm2.一竖直放置、缸壁光滑且导热的柱形汽缸内盛有一定量的氮气，被活塞分隔成、两部分；达到平衡时，这两部分气体的体积相等，上部气体的压强为p10，如图甲所示，若将汽缸缓慢倒置，再次达到平衡时，上下两部分气体的体积之比为31，如图乙所示。设外界温度不变，已知活塞面积为s，重力加速度大小为g，求活塞的质量。解析：设活塞的质量为m，汽缸倒置前下部气体的压强为p20，倒置后上下部气体的压强分别为p2、p1，由力的平衡条件有p20p10，p1p2，倒置过程中，两部分气体均经历等温过程，设气体的总体积为v0，由玻意耳定律得p10p1，p20p2解得m答案：3.(2017榆林模拟)如图，导热性能极好的汽缸，高为l1.0 m，开口向上固定在水平面上，汽缸中有横截面积为s100 cm2、质量为m20 kg的光滑活塞，活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内。当外界温度为t27 、大气压为p01.0105 pa时，气柱高度为l0.80 m。汽缸和活塞的厚度均可忽略不计，g取10 m/s2。(1)如果气体温度保持不变，将活塞缓慢拉至汽缸顶端。在顶端处，竖直拉力f有多大？(2)如果仅因为环境温度缓慢升高导致活塞上升，当活塞上升到汽缸顶端时，环境温度为多少摄氏度？解析：(1)设起始状态汽缸内气体压强为p1，将活塞缓慢拉至汽缸顶端，设汽缸内气体压强为p2由玻意耳定律得：p1lsp2ls在起始状态时，活塞受力平衡，得：p1smgp0s在汽缸顶端时，活塞受力平衡，得：fp2smgp0s联立并代入数据得：f240 n。(2)由盖吕萨克定律得：代入数据解得：t102 。答案：(1)240 n(2)102 4.(2016海南高考)如图，密闭汽缸两侧与一u形管的两端相连，汽缸壁导热；u形管内盛有密度为7.5102 kg/m3的液体。一活塞将汽缸分成左、右两个气室，开始时，左气室的体积是右气室的体积的一半，气体的压强均为p04.5103 pa。外界温度保持不变。缓慢向右拉活塞使u形管两侧液面的高度差h40 cm，求此时左、右两气室的体积之比，取重力加速度大小g10 m/s2，u形管中气体的体积和活塞拉杆的体积忽略不计。解析：设初始状态时汽缸左气室的体积为v01，右气室的体积为v02；当活塞至汽缸中某位置时，左、右气室的压强分别为p1、p2，体积分别为v1、v2，由玻意耳定律得p0v01p1v1p0v02p2v2依题意有v01v02v1v2由力的平衡条件有p2p1gh联立式，并代入题给数据得2v123v01v19v0120由此解得v1v01(另一解不合题意，舍去)由式和题给条件得v1v211。答案：115.(2017湖南怀化一模)如图所示，上端开口的光滑圆柱形气缸竖直放置，截面积为40 cm2的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体a封闭在气缸内，在气缸内距缸底60 cm处设有a、b两限制装置，使活塞只能向上滑动，开始时活塞搁在a、b上，缸内气体的压强为p0(p01.0105 pa，为大气压强)，温度为300 k。现缓慢加热气缸内气体，当温度为330 k，活塞恰好离开a、b；当温度为360 k时，活塞上升了4 cm，重力加速度g取10 m/s2，求：(1)活塞的质量：(2)固体a的体积。解析：设固体a的体积为v，活塞的质量为m，气体的状态参量为状态1：t1300 k，p11.0105 pa，v16040 cm3v状态2：t2330 k，p21.0105 pa，v2v1状态3：t3360 k，p3p2，v36440 cm3v。(1)气体从状态1到状态2为等容变化过程，代入数据得m4 kg。(2)气体从状态2到状态3为等压变化过程，代入数据得v640 cm3。答案：(1)4 kg(2)640 cm36(2017豫南九校联考)如图甲是一定质量的气体由状态a经过状态b变为状态c的vt图像。已知气体在状态a时的压强是1.5105 pa。(1)说出ab过程中压强变化的情形，并根据图像提供的信息，计算图甲中ta的温度值。(2)请在图乙坐标系中，作出该气体由状态a经过状态b变为状态c的pt图像，并在图线相应位置上标出字母a、b、c。如果需要计算才能确定的有关坐标值，请写出计算过程。解析：(1)从题图甲可以看出，a与b连线的延长线过原点，所以ab是一个等压变化，即papb根据