1、第五模块 第11章 第2单元一、选择题图161将一根质量可以忽略的一端封闭的塑料管子插入液体中，在力F的作用下保持平衡，如图16所示，图中H值的大小与下列哪个量无关()A管子的半径B大气压强C液体的密度D力F图17解析：分析管子的受力如右图17所示，由平衡条件得：p0SFpS又pp0gH解得H可见与大气压强无关答案：B2一定质量的理想气体，由状态a经b变化到c.如图18所示，下列图中能正确反映出这种变化过程的是()图18解析：由pT图象知，状态a到状态b为等容变化，且压强增大，由状态b到状态c为等温变化，且压强减小，所以在pV图上，状态a到状态b为平行于p轴的线段，且由下向上，状态b到状态c为
2、双曲线的一部分，且压强减小，故选C.答案：C图193(2009年上海卷)如图19为竖直放置的上细下粗密闭细管，水银柱将气体分隔为A、B两部分，初始温度相同使A、B升高相同温度达到稳定后，体积变化量为VA、VB，压强变化量为pA、pB，对液面压力的变化量为FA、FB，则()A水银柱向上移动了一段距离 BVApBDFAFB解析：假定水银柱不动，升高相同的温度，对气体A：得，同理知，又因PAPB.PAPAPBPB，所以水银柱向上移动，水银柱上下液面差更大，所以PAPB，因此A、C正确，D错误因为水银不可压缩，故VAVB，B错误答案：AC二、填空题4(2008年江苏卷)若一定质量的理想气体分别按下图2
3、0所示的三种不同过程变化，其中表示等压变化的是_(填“A”、“B”或“C”)，该过程中气体的内能_(填“增加”、“减少”或“不变”)图20解析：由C可知C图是等压变化，气体内能增加答案：C增加图215一定质量的理想气体经历一膨胀过程，此过程可以用pV图上的直线ABC来表示，如图21所示，在A、B、C三个状态上，气体的温度TA_TC、TB_TA(填“大于”“等于”或“小于”)解析：从pV图上可直接读出A、B、C状态的p值和V值，根据理想气体状态方程即可求出温度值由pV图读出理想气体在A、B、C三个状态的参量为：pA3 atm，VA1 L；pB2 atm，VB2 L；pC1 atm，VC3 L根据
4、理想气体状态方程，有：即TATCTATB答案：等于大于三、计算题图226试管内封有一定质量的气体，静止时气柱长为L0，大气压强为p0，其他尺寸如图22所示，当试管绕竖直轴以角速度在水平面内匀速转动时气柱长变为L，求转动时的气体压强(设温度不变，管横截面积为S，水银密度为)解析：选取水银柱为研究对象，转动所需向心力由液柱两侧气体压力差提供(pp0)Sm2R而mL1S，RL2(L0L)pp0L12(L2L0L)答案：p0L12(L2L0L)图237如图23所示，一端封闭、粗细均匀的薄壁玻璃管开口向下，竖直插在装有水银的水银槽内，管内封闭有一定质量的空气，水银槽的截面积上下相同，是玻璃管截面积的5倍
5、开始时管内空气柱长度为6 cm，管内外水银面高度差为50 cm.将玻璃管沿竖直方向缓慢上移(管口未离开槽中水银)，使管内、外水银面高度差变成60 cm.(大气压强相当于75 cmHg)求：(1)此时管内空气柱的长度(2)水银槽内水银面下降的高度解析：(1) 玻璃管内空气做等温变化，则有(p0gH1)l1(p0gH2)l2即l2(p0gH1)l1/(p0gH2)代入数据得l20.10 m.(2)设水银槽内水银面下降x，水银体积不变S1HS2x即xS1(H2H1)/S2代入数据得x0.02 m.答案：(1)0.10 m(2)0.02 m8高压锅的锅盖通过几个牙齿似的锅齿与锅镶嵌旋紧，锅盖与锅之间有
6、橡皮制的密封圈，不会漏气，锅盖中间有一排气孔，上面可套上类似砝码的限压阀将排气孔堵住 ，当加热高压锅(锅内有水)，锅内气体压强增加到一定程度时，气体就把限压阀顶起来，水蒸气即从排气孔排出锅外，如图24甲所示已知某高压锅的排气孔的直径为0.4 cm，大气压强为1.00105 Pa.假设锅内水的沸点与锅内压强的关系如图24乙所示，要设计一个锅内最高温度达120的高压锅，问需要配一个质量多大的限压阀？(保留三位有效数字)图24解析：由图可知，锅内温度达120，锅内压强为p1.72105 Pa，由于pp0mg/S，所以m(pp0)S/g(pp0)d2/4g，代入数据，解得m0.092 kg.答案：0.
7、092 kg图259某同学利用DIS实验系统研究一定质量的理想气体的状态变化，在实验后计算机屏幕显示了如图25所示的pT图象(实线部分)，已知在A状态气体体积为V0.(1)试求实验过程中，当气体温度保持T0的情况下，气体体积在什么范围内变化？(2)试分析说明在气体状态由B变化至C的过程中是吸热还是放热？解析：(1)本题考查气体状态变化的图象(识图、读图)，气体的等温变化规律、理想气体的内能以及热力学第一定律由pT图象可知气体等温变化，气体对应于三个状态参量分别为：A状态：压强1.5p0、体积V0；B状态：压强p0、体积V2、C状态：压强2p0、体积V1.由玻意耳定律即可确定气体体积的变化范围对
8、于A、B、C三个状态，由玻意耳定律可知：15p0V02p0V1p0V2.可设V10.75V0，V21.5V0，所以0.75V0V1.5V0.(2)一定质量的理想气体的内能只与温度有关，B至C变化的过程中气体温度一定，所以气体内能不变，而该过程气体体积减小，外界对气体做功，所以由热力学第一定律可知，此过程是放热的答案：(1)0.75V0V1.5V0(2)放热图2610(2010年嘉定模拟)如图26所示，上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放置，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封闭在汽缸内在汽缸内距缸底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
9、上，缸内气体的压强为p0(p01.0105 Pa为大气压强)，温度为300 K现缓慢加热汽缸内气体，当温度为330 K时，活塞恰好离开a、b；当温度为360 K时，活塞上升了4 cm.g取10 m/s2求：(1)活塞的质量；(2)物体A的体积解析：(1)设物体A的体积为V.T1300 K，p11.0105 Pa，V16040VT2330 K，p2(1.0105) Pa，V2V1T3360 K，p3p2，V36440V由状态1到状态2为等容过程代入数据得m4 kg(2)由状态2到状态3为等压过程代入数据得V640 cm3答案：(1)4 kg(2)640 cm311(2008年上海卷)汽车行驶时轮
10、胎的胎压太高容易造成爆胎事故，太低又会造成耗油上升已知某型号轮胎能在4090正常工作，为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过3.5 atm，最低胎压不低于1.6 atm，那么在t20时给该轮胎充气，充气后的胎压在什么范围内比较合适？(设轮胎容积不变)解析：由于轮胎容积不变，轮胎内气体做等容变化设在T0293 K充气后的最小胎压为pmin，最大胎压为pmax.依题意，当T1233 K时胎压为p11.6 atm.根据查理定律，即，解得：Pmin2.01 atm.当T2363 K时胎压为P23.5 atm.根据查理定律，即，解得：Pmax2.83 atm.答案：2.01 atmP2.83 at
11、m12(2008年山东卷)喷雾器内有10 L水，上部封闭有1 atm的空气2 L关闭喷雾阀门，用打气筒向喷雾器内再充入1 atm的空气3 L(设外界环境温度一定，空气可看作理想气体)(如图27)图27(1)当水面上方气体温度与外界温度相等时，求气体压强，并从微观上解释气体压强变化的原因(2)打开喷雾阀门，喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀，此过程气体是吸热还是放热？简要说明理由解析：(1)设气体初态压强为p1，体积为V1；末态压强为p2，体积为V2，由玻意耳定律，得p1V1p2V2代入数据得p22.5 atm微观解释：温度不变，分子平均动能不变，单位体积内分子数增加，所以压强增加(2)吸热气体对外做功而内能不变，根据热力学第一定律可知气体吸热答案：(1)2.5 atm原因见解析(2)见解析