氣體練習1含有答案練習小練習

2022-12-18 03:09:02 字數 4605 閱讀 6456

【例1】 一位質量為60 kg的同學為了表演「輕功」,他用打氣筒給4只相同的氣球充以相等質量的空氣(可視為理想氣體),然後將這4只氣球以相同的方式放在水平放置的木板上,在氣球的上方放置一輕質塑料板,如圖所示.

(1)(多選)關於氣球內氣體的壓強,下列說法正確的是(  )

a.大於大氣壓強b.是由於氣體重力而產生的

c.是由於氣體分子之間的斥力而產生的 d.是由於大量氣體分子的碰撞而產生的

(2)(多選)在這位同學慢慢站上輕質塑料板中間位置的過程中,球內氣體溫度可視為不變,下列說法正確的是(  )

a.球內氣體體積b.球內氣體體積變小

c.球內氣體內能變大 d.球內氣體內能不變

(3)為了估算氣球內氣體的壓強,這位同學在氣球的外表面塗上顏料,在輕質塑料板面向氣球一側表面貼上間距為2.0 cm的方格紙.表演結束後,留下氣球與方格紙接觸部分的「印跡」,如下圖所示.若表演時大氣壓強為1.013×105 pa,取g=10 m/s2,則氣球內氣體的壓強為________pa.

(取4位有效數字)

2.(2017·聊城模擬)(多選)對於一定質量的理想氣體,下列論述中正確的是(  )

a.若單位體積內分子個數不變,當分子熱運動加劇時,壓強一定變大

b.若單位體積內分子個數不變,當分c.若氣體的壓強不變而溫度降低時,則單位體積內分子個數一定增加

d.若氣體的壓強不變而溫度降低時,則單位體積內分子個數可能不變

e.氣體的壓強由溫度和單位體積內的分子個數共同決定

子熱運動加劇時,壓強可能不變

3.(2016·新課標全國卷ⅱ)一氧氣瓶的容積為0.08 m3,開始時瓶中氧氣的壓強為20個大氣壓.某實驗室每天消耗1個大氣壓的氧氣0.36 m3.

當氧氣瓶中的壓強降低到2個大氣壓時,需重新充氣.若氧氣的溫度保持不變,求這瓶氧氣重新充氣前可供該實驗室使用多少天.

4.(2016·新課標全國卷ⅰ)在水下氣泡內空氣的壓強大於氣泡表面外側水的壓強,兩壓強差δp與氣泡半徑r之間的關係為δp=,其中σ=0.070 n/m.現讓水下10 m處一半徑為0.

50 cm的氣泡緩慢上公升.已知大氣壓強p0=1.0×105 pa,水的密度ρ=1.0×103 kg/m3,重力加速度大小g取10 m/s2.

(1)求在水下10 m處氣泡內外的壓強差;

(2)忽略水溫隨水深的變化,在氣泡上公升到十分接近水面時,求氣泡的半徑與其原來半徑之比的近似值.

5.(2016·新課標全國卷ⅲ)一u形玻璃管豎直放置,左端開口,右端封閉,左端上部有一光滑的輕活塞.初始時,管內汞柱及空氣柱長度如圖所示.用力向下緩慢推活塞,直至管內兩邊汞柱高度相等時為止.求此時右側管內氣體的壓強和活塞向下移動的距離.已知玻璃管的橫截面積處處相同;在活塞向下移動的過程中,沒有發生氣體洩漏;大氣壓強p0=75.0 cmhg.環境溫度不變.

練習1.(2017·廊坊月考)如圖所示,一圓筒形汽缸靜止於地面上,汽缸的質量為m,活塞(連同手柄)的質量為m,汽缸內部的橫截面積為s,大氣壓強為p0,平衡時汽缸內的容積為v.現用手握住活塞手柄緩慢向上提.設汽缸足夠長,不計汽缸內氣體的重力和活塞與汽缸壁間的摩擦,求開始汽缸內封閉氣體的壓強和剛提離地面時封閉氣體的壓強.

2. 如圖,由u形管和細管連線的玻璃泡a、b和c浸泡在溫度均為0 ℃的水槽中,b的容積是a的3倍.閥門s將a和b兩部分隔開.a內為真空,b和c內都充有氣體.u形管內左邊水銀柱比右邊的低60 mm.開啟閥門s,整個系統穩定後,u形管內左右水銀柱高度相等.假設u形管和細管中的氣體體積遠小於玻璃泡的容積.

(1)求玻璃泡c中氣體的壓強(以mmhg為單位);

(2)將右側水槽的水從0 ℃加熱到一定溫度時,u形管內左右水銀柱高度差又為60 mm,求加熱後右側水槽的水溫.

3.(2014·新課標全國卷ⅰ)一定質量的理想氣體被活塞封閉在豎直放置的圓柱形汽缸內,汽缸壁導熱良好,活塞可沿汽缸壁無摩擦地滑動.開始時氣體壓強為p,活塞下表面相對於汽缸底部的高度為h,外界的溫度為t0.現取質量為m的沙子緩慢地倒在活塞的上表面,沙子倒完時,活塞下降了.若此後外界的溫度變為t,求重新達到平衡後氣體的體積.已知外界大氣的壓強始終保持不變,重力加速度大小為g.

4.(2017·襄陽模擬)如圖所示,封閉有一定質量理想氣體的汽缸固定在水平桌面上,開口向右放置,活塞的橫截面積為s.活塞通過不可伸長的輕繩連線了乙個質量為m=的小物體,輕繩跨在定滑輪上.開始時汽缸內外壓強相同,均為大氣壓p0(為已知).汽缸內氣體的溫度為t0,輕繩恰好處在伸直狀態.不計摩擦,重力加速度為g,現緩慢降低汽缸內溫度,求:

(1)小物體開始上公升時,氣體的溫度t1.

(2)汽缸內氣體體積減半時氣體的溫度t2.

1【解析】 (1)氣球充氣後膨脹,內部氣體的壓強應等於大氣壓強加上氣球收縮產生的壓強,a對;氣球內部氣體的壓強是大量氣體分子做無規則運動發生頻繁的碰撞產生的,b、c錯,d對.

(2)該同學站上塑料板後,因溫度視為不變,而壓強變大,故氣體體積變小,內能不變,所以a、c錯,b、d對.

(3)每小方格的面積s0=4 cm2,每個印跡約占有93個方格.故4個氣球與方格紙總的接觸面積s=4×93×4×10-4 m2=0.148 8 m2

氣球內氣體的壓強主要是由大氣壓和該同學的重力產生的.

故p=p0+=1.013×105 pa+pa

=1.053×105 pa.

2答案:ace

3.解析:設氧氣開始時的壓強為p1,體積為v1,壓強變為p2(2個大氣壓)時,體積為v2.根據玻意耳定律得p1v1=p2v2①

重新充氣前,用去的氧氣在p2壓強下的體積為v3=v2-v1②

設用去的氧氣在p0(1個大氣壓)壓強下的體積為v0,則有p2v3=p0v0③

設實驗室每天用去的氧氣在p0下的體積為δv,則氧氣可用的天數為n=④

聯立①②③④式,並代入資料得n=4天⑤答案:4天

4解析:(1)當氣泡在水下h=10 m處時,設其半徑為r1,氣泡內外壓強差為δp1,則

δp1=① 代入題給資料得δp1=28 pa②

(2)設氣泡在水下10 m處時,氣泡內空氣的壓強為p1,氣泡體積為v1;氣泡到達水面附近時,氣泡內空氣的壓強為p2,內外壓強差為δp2,其體積為v2,半徑為r2.

氣泡上公升過程中溫度不變,根據玻意耳定律有p1v1=p2v2③

由力學平衡條件有

p1=p0+ρgh+δp1④ p2=p0+δp2⑤

氣泡體積v1和v2分別為

v1=πr⑥ v2=πr⑦

聯立③④⑤⑥⑦式得

3=⑧由②式知,δpip0(i=1,2)故可略去⑧式中的δpi項.代入題給資料得=≈1.3⑨

5解析:設初始時,右管中空氣柱的壓強為p1,長度為l1;左管中空氣柱的壓強為p2=p0,長度為l2.活塞被下推h後,右管中空氣柱的壓強為p1′,長度為l1′;左管中空氣柱的壓強為p2′,長度為l2′.

以cmhg為壓強單位.由題給條件得p1=p0+(20.0-5.00) cmhg①

l1′=cm② 由玻意耳定律得p1l1=p1′l1′③

聯立①②③式和題給條件得

p1′=144 cmhg④ 依題意p2′=p1′⑤

l2′=4.00 cm+cm-h⑥

由玻意耳定律得p2l2=p2′l2′⑦

聯立④⑤⑥⑦式和題給條件得 h=9.42 cm⑧

練習1解析:開始時由於活塞處於靜止,由平衡條件可得p0s+mg=p1s,則p1=p0+

當汽缸剛提離地面時汽缸處於靜止,汽缸與地面間無作用力,因此由平衡條件可得

p2s+mg=p0s 則p2=p0-.

練習2【解析】 (1)在開啟閥門s前,兩水槽水溫均為t0=273 k.設玻璃泡b中氣體壓強為p1,體積為vb,玻璃泡c中氣體的壓強為pc,依題意有p1=pc+δp①

式中δp=60 mmhg,在開啟閥門s後,兩水槽水溫仍為t0,設玻璃泡b中氣體壓強為pb.依題意,有pb=pc②

玻璃泡a和b中氣體的體積為:

v2=va+vb③ 根據玻意耳定律得p1vb=pbv2④

聯立各式,並代入題給資料得: pc=δp=180 mmhg⑤

(2)當右側水槽的水溫加熱至t′時,u形管左右水銀柱高度差為δp.玻璃泡c中氣體壓強為pc′=pb+δp⑥ 玻璃泡c的氣體體積不變,根據查理定律得=⑦

聯立各式,並代入題給資料得t′=364 k

3解析:設汽缸的橫截面積為s,沙子倒在活塞上後,對氣體產生的壓強為δp,由玻意耳定律得phs=(p+δp)(h-h)s①

解得δp=p② 外界的溫度變為t後,設活塞距底部的高度為h′.

根據蓋—呂薩克定律,得:

=③解得h′=h④ 據題意可得δp=⑤

氣體最後的體積為v=sh′⑥

聯立解得:v=

4解析:(1)小物體上公升前,封閉氣體做等容變化,小物體開始上公升時封閉氣體的壓強為:

p1=p0-=p0-= 由查理定律得:=,代入資料解得:

t1= (2)從小物體離地到汽缸內氣體體積減半,封閉氣體做等壓變化,根據蓋—呂薩克定律得:=,解得:t2=

小題練習.1

(12分)(2017·懷化模擬)如圖所示,兩端開口的汽缸水平固定,a、b是兩個厚度不計的活塞,可在汽缸內無摩擦滑動,面積分別為s1=20 cm2,s2=10 cm2,它們之間用一根細桿連線,b通過水平細繩繞過光滑的定滑輪與質量為m=2 kg的重物c連線,靜止時汽缸中的氣體溫度t1=600 k,汽缸兩部分的氣柱長均為l,已知大氣壓強p0=1×105 pa,g取10 m/s2,缸內氣體可看作理想氣體.(1)活塞靜止時,求汽缸內氣體的壓強.

(2)若降低汽缸內氣體的溫度,當活塞a緩慢向右移動l時,求汽缸內氣體的溫度.

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