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1、气体1.（9分）（2012年3月河南焦作一模）如图所示，粗细均匀的U形管竖直放置，左端封闭，右端开口，左端用水银封闭着长L10cm的理想气体，当温度为27C时，两管水银面的高度差h2cm设外界大气压为1.0105Pa（即75cmHg）为了使左、右两管中的水银面相平，求：（）若对封闭气体缓慢加热，温度需升高到多少C？（）若温度保持27C不变，需从右管的开口端再缓慢注入多少高度的水银柱? 1.（9分）解：（）根据理想气体状态方程： (2分） 2（9分）(2012年3月陕西渭南市质检)如图15所示，一导热良好的气缸放置在水平平台上，活塞质量为10kg，横截面积50cm2，厚度1cm，气缸全长21cm
2、，气缸质量20kg，大气压强为1105Pa，当温度为7时，活塞封闭的气柱长10cm，现将气缸倒过来放置，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。求稳定后气柱多长？ 2.解：设气缸倒置前后被封闭气体的压强分别为p1和p2，气柱长度分别为L1和L2。，（4分）倒置过程为等温变化，由玻意耳定律可得p1L1=p2L2 （5分）3.（9分）（2013年3月吉林二模）气缸长为L=1m（气缸的厚度可忽略不计），固定在水平面上，气缸中有横截面积为S=100cm2的光滑活塞，活塞封闭了一定质量的理想气体，当温度为t=27，大气压为p0=1105Pa时，气柱长度为L0=0.4m。现缓慢拉动活
3、塞，拉力最大值为F=500N，求： 如果温度保持不变，能否将活塞从气缸中拉出？保持拉力最大值不变，气缸中气体温度至少为多少摄氏度时，才能将活塞从气缸中拉出？3解：设L有足够长，F达到最大值时活塞仍在气缸中，设此时气柱长L2，气体p2，根据活塞受力平衡，有：p2=p0-F/s=5104pa（2分） 4. (2012年3月山东德州一模)如图所示，在长为l=57 cm的一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内，用4 cm高的水银柱封闭着51 cm长的理想气体，管内外气体的温度相同。现将水银缓慢地注入管中，直到水银面与管口相平。(大气压强P0=276cmHg) 求此时管中封闭气体的压强；此过程封闭气体
4、(填“吸热”或“放热”)，内能 (填“增大”、“减小”或“不变”)。4.解：设玻璃管的横截面积为S，水银柱与管口相平时水银柱高为H，则：初状态时，p1= p0+ ph=80cmHg，V1=51S注满水银后，p2= p0+ pH=(76+H)cmHg，V2=（57-H）S，由玻意耳定律，p1 V1= p1 V2代入数据解得，p2=85cmHg。此过程封闭气体放热，内能不变。5. （2012年3月山东烟台一模）一定质量理想气体的p-V图象如图所示，其中ab为等容过程，bc为等压过程，ca为等温过程，已知气体在状态a时的温度Ta=300K，在状态b时的体积Vb=22.4L求：气体在状态c时的体积Vc
5、；试比较气体由状态b到状态c过程从外界吸收的热量Q与对外做功W的大小关系，并简要说明理由。5.解气体c a等温变化，根据玻意尔定律得paVa= pcVc（1分） 又a b为等容过程,所以Va= Vb=22.4L解得Vc=67.2L（1分）气体由状态b到状态c为等压过程，由盖吕萨克定律可知体积增大时温度升高，所以气体内能U增大.由于b c气体对外做功，W为负值，气体吸收热量，Q为正值，由热力学第一定律得可知, 气体吸收热量Q大于气体对外做的功（2分）6.（9分）（2012年3月江西省六校联考）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，其状态变化过程的p-V图象如图所示。已知该气体在状
6、态A时的温度为27。则：该气体在状态B，C时的温度分别为多少？该气体从状态A到状态C的过程中是吸热，还是放热？传递的热量是多少？6.（9分）解析：对于理想气体：AB ，由=得TB=100K, 该气体在状态B时的温度为 tB=100-273=-173。（3分）BC，由=得TC=300K, 该气体在状态C时的温度为tC=300-273=27。（3分）8.（2012年3月山东威海一模）一定质量的理想气体，经过如图所示的由A经B到C的状态变化.设状态A的温度为400K.求：状态C的温度Tc为多少K？如果由A经B到C的状态变化的整个过程中，气体对外做了400J的功，气体的内能增加了20J，则这个过程气体
7、是吸收热量还是放出热量？其数值为多少？8.解：由理想气体状态方程，=,解得状态C的温度Tc=320K。由热力学第一定律，U=Q+W，解得Q=420J，气体吸收热量。9. （2012年3月山东潍坊模拟）一同学利用注射器测量气温，其装置如图所示在注射器内封闭一定质量的气体后，将注射器竖直置予冰水混合物中，稳定后，利用注射器上的容积刻度读出封闭气体的体积V1=30mL取走冰水混合物，待封闭气体与气温达到平衡后，读出此时封闭气体的体积V2=32mL不计活塞与注射器筒间的摩擦，室内气压保持不变求： 室温是多少摄氏度？； 封闭气体的温度从零摄氏度变化到室温的过程中，内能如何变化?它从室内吸收或放出的热量与
8、内能变化量是什么关系?9.解析：由V1/ T1= V2/ T2解得T2=291.2K，室温t= T2-273K=18.2。内能增加。由热力学第一定律可知，封闭气体从外界吸收的热量大于其内能的变化量。10（8分）（2012年海南琼海一模）如图所示，大气压强为p0，气缸水平固定，开有小孔的薄隔板将其分为A、B两部分，光滑活塞可自由移动。初始时气缸内被封闭气体温度T，A、B两部分容积相同。加热气体，使A、B两部分体积之比为12。（1）气体应加热到多少温度？（2）将活塞向左推动，把B部分气体全部压入A中，气体温度变为2T，求此时气体压强。10解：(1)AB体积之比12设A的容积V，则初状态AB总体积2
9、V，末状态总体积3V，等压变化， 解得。(2)由理想气体状态方程，解得p2=4p0。12.（2012年3月青岛市高三一模）图示水平放置的 A、B 气缸的长度和截面积均为20 cm和10 cm2，C 是可在气缸内无摩擦滑动的、厚度不计的活塞，D 为阀门，整个装置均由导热材料制成开始阀门关闭，A 内有压强为 pA = 2.0105 Pa 的氮气，B 内有压强为pB = 1.2105 Pa的氧气；阀门打开后，活塞 C 向右移动，最后达到平衡，试求活塞 C 移动的距离及平衡后 B 中气体的压强 13（10分）、（上海市复旦、交大、华师大附中2012年3月高三下学期3校联考）图中质量为mA的圆柱形气缸A
10、位于水平地面，气缸内有一面积S=5.0010-3m2、质量mB=10.0kg的活塞B，把一定质量的气体封闭在气缸内，气体的质量比气缸的质量小得多，活塞与气缸的摩擦不计，大气压强 p0=1.00105Pa。活塞B经跨过定滑轮的轻绳与质量为mC=20.0kg的圆桶C相连，当活塞处于平衡时，气缸内的气柱长为L/4，L为气缸的深度，它比活塞的厚度大得多。（g取10m/s2)（1）求这时气缸内封闭气体的压强。（2）现在徐徐向C桶内倒入细砂粒，若气缸A能离开地面，则气缸A的质量应满足什么条件？13.解：（1）由得p1=8104pa。（2分）(2)取汽缸内气柱长为L/4的平衡态为状态1，汽缸被缓慢提离地面的
11、平衡态为状态2，则，（3分）其中，（2分），得p1=2104pa。（1分）代入数据化简得，由于L2最大等于L，故若想轻绳能把汽缸A提离地面，汽缸的质量应满足条件kg。（2分）14.（9分）（2012年3月江西南昌一模）某登山运动员在一次攀登珠穆朗玛峰的过程中，在接近山顶时他裸露在手腕上的防水手表的表盘玻璃突然爆裂了，而手表没有受到任何撞击，该手表出厂时给出的参数为：27 时表内气体压强为1.0105Pa（常温下的大气压强值），当内、外压强差超过6.0l04Pa时表盘玻璃将爆裂当时登山运动员携带的温度计的读数是-21，表内气体体积的变化可忽略不计 (1)通过计算判断手表的表盘玻璃是向外爆裂还是向
12、内爆裂？ (2)当时外界的大气压强为多少？15.（2012年3月江苏三校联考）如图所示，一直立汽缸用一质量为m的活塞封闭一定量的理想气体，活塞横截面积为S，汽缸内壁光滑且缸壁导热良好，开始时活塞被螺栓K固定。现打开螺栓K，活塞下落，经过足够长时间后，活塞停在B点，已知AB=h，大气压强为p0，重力加速度为g。（1）求活塞停在B点时缸内封闭气体的压强p；（2）设周围环境温度保持不变，求整个过程中通过缸壁传递的热量Q。15. 解：设封闭气体的压强为p，活塞受力平衡p0S+mg=pS解得p= p0+mg/S. 由于气体的温度不变，则内能的变化E=0，由能量守恒定律可得，整个过程中通过缸壁传递的热量Q=pSh=( p0S+mg)h。
