人教版选修33 气体的等温变化 第1课时 作业.docxVIP

1气体的等温变化1.(压强的计算)求图中被封闭气体a的压强其中(1)、(2)、(3)图中的玻璃管内都装有水银，(4)图中的小玻璃管浸没在水中大气压强p076 cmhg.(p01.01105 pa，g10 m/s2，水1103 kg/m3)答案(1)66 cmhg(2)71 cmhg(3)81 cmhg (4)1.13105 pa解析(1)pap0ph76 cmhg10 cmhg66 cmhg.(2)pap0ph76 cmhg10sin 30 cmhg71 cmhg.(3)pbp0ph276 cmhg10 cmhg86 cmhgpapbph186 cmhg5 cmhg81 cmhg.(4)pap0水gh1.01105 pa1103101.2 pa1.13105 pa.2(玻意耳定律的应用)如图所示，可沿汽缸壁自由活动的活塞将密封的圆筒形汽缸分隔成a、b两部分，活塞与汽缸顶部有一竖直弹簧相连，当活塞位于汽缸底部时弹簧恰好无形变，开始时b内充有一定质量的气体，a内真空，b部分高度为l10.2 m，此时活塞受到的弹簧作用力与活塞重力的大小相等，现将整个装置倒置，达到新的平衡后b部分的高度l2等于多少？设温度不变答案0.4 m解析设开始时b中气体的压强为p1，汽缸倒置达到平衡后b中气体的压强为p2，分析活塞受力得p1skl1mgp2smgkl2其中s为汽缸横截面积，m为活塞质量，k为弹簧的劲度系数由题给条件有kl1mg由玻意耳定律有p1l1sp2l2s联立以上各式得到l22l1l22l120解得l22l10.4 m.3(玻意耳定律的应用)如图所示，玻璃管粗细均匀(粗细可忽略不计)，竖直管两封闭端内气体长度分别为上端30 cm、下端27 cm，中间水银柱长10 cm.在竖直管上水银柱中间位置接一水平玻璃管，右端开口与大气相通，用光滑活塞封闭5 cm长水银柱大气压p075 cmhg.(1)求活塞上不施加外力时两封闭气体的压强各为多少？(2)现用外力缓慢推活塞恰好将水平管中水银全部推入竖直管中，求这时上下两部分气体的长度各为多少？答案(1)p上70 cmhgp下80 cmhg(2)l上28 cml下24 cm解析(1)上端封闭气体的压强p上p0ph(755) cmhg70 cmhg下端封闭气体的压强p下p0ph(755) cmhg80 cmhg(2)设玻璃管横截面积为s，气体发生等温变化，由玻意耳定律得对上端封闭气体，p上l上sp上l上s，对下端封闭气体，p下l下sp下l下s，p上15 cmhgp下，l上l下52 cm解得l上28 cm，l下24 cm.4(pv图象或p图象)(多选)下图中，p表示压强，v表示体积，t为热力学温度，各图中正确描述一定质量的气体发生等温变化的是()答案ab解析a图中可以直接看出温度不变；b图说明p，即pv常数，是等温过程；c图是双曲线，但横坐标不是体积v，不是等温线；d图的pv图线不是双曲线，故也不是等温线5.如图所示，竖直放置的u形管，左端开口，右端封闭，管内有a、b两段水银柱，将a、b两段空气柱封闭在管内已知水银柱a长h1为10 cm，水银柱b两个液面间的高度差h2为5 cm，大气压强为75 cmhg，求空气柱a、b的压强分别是多少？答案65 cmhg60 cmhg解析设管的横截面积为s，选a的下端面为参考液面，它受向下的压力为(paph1)s，受向上的大气压力为p0s，由于系统处于静止状态，则(paph1)sp0s，所以pap0ph1(7510) cmhg65 cmhg，再选b的左下端面为参考液面，由连通器原理知：液柱h2的上表面处的压强等于pb，则(pbph2)spas，所以pbpaph2(655) cmhg60 cmhg.6.一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(结果保留三位有效数字)答案144 cmhg9.42 cm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) cmhg90 cmhg，l120.0 cml1(20.0) cm12.5 cm由玻意耳定律得p1l1sp1l1s联立式和题给条件得p1144 cmhg依题意p2p1l24.00 cm cmh11.5 cmh由玻意耳定律得p2l2sp2l2s联立式和题给条件得h9.42 cm.7.如图所示，一开口向上的汽缸固定在水平地面上，质量均为m、横截面积均为s且厚度不计的活塞a、b将缸内气体分成、两部分在活塞a的上方放置一质量为2m的物块，整个装置处于平衡状态，此时、两部分气体的长度均为l0.已知大气压强与活塞质量的关系为p0，活塞移动过程中无气体泄漏且温度始终保持不变，不计一切摩擦，汽缸足够高现将活塞a上面的物块取走，试求重新达到平衡状态后，a活塞上升的高度答案0.9l0解析对部分气体，其初态压强p1p0，末态压强为p1p0设末态时部分气体的长度为l1，则由玻意耳定律可得p1l0sp1l1s解得l1l0对部分气体，其初态压强为p2p1p0，末态压强为p2p1p0设末态时部分气体的长度为l2，则由玻意耳定律可得p2l0sp2l2s代入数据解得l2l0故活塞a上升的高度为hl1l22l00.9l08.如图所示是一定质量的某种气体状态变化的pv图象，气体由状态a变化到状态b的过程中，气体分子平均速率的变化情