粵教版選修33 氣體實驗定律 第1課時 作業(yè).docx

氣體實驗定律和圖像 (重點突破課)1(2016全國丙卷)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(fā)生氣體泄漏；大氣壓強p075.0 cmhg。環(huán)境溫度不變。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p2p0，長度為l2?；钊幌峦苃后，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p1p0(20.05.00)cmhgl1 cm由玻意耳定律得p1l1p1l1聯(lián)立式和題給條件得p1144 cmhg依題意p2p1l24.00 cm cmh由玻意耳定律得p2l2p2l2聯(lián)立式和題給條件得h9.42 cm。答案：144 cmhg9.42 cm2.一豎直放置、缸壁光滑且導熱的柱形汽缸內盛有一定量的氮氣，被活塞分隔成、兩部分；達到平衡時，這兩部分氣體的體積相等，上部氣體的壓強為p10，如圖甲所示，若將汽缸緩慢倒置，再次達到平衡時，上下兩部分氣體的體積之比為31，如圖乙所示。設外界溫度不變，已知活塞面積為s，重力加速度大小為g，求活塞的質量。解析：設活塞的質量為m，汽缸倒置前下部氣體的壓強為p20，倒置后上下部氣體的壓強分別為p2、p1，由力的平衡條件有p20p10，p1p2，倒置過程中，兩部分氣體均經歷等溫過程，設氣體的總體積為v0，由玻意耳定律得p10p1，p20p2解得m答案：3.(2017榆林模擬)如圖，導熱性能極好的汽缸，高為l1.0 m，開口向上固定在水平面上，汽缸中有橫截面積為s100 cm2、質量為m20 kg的光滑活塞，活塞將一定質量的理想氣體封閉在汽缸內。當外界溫度為t27 、大氣壓為p01.0105 pa時，氣柱高度為l0.80 m。汽缸和活塞的厚度均可忽略不計，g取10 m/s2。(1)如果氣體溫度保持不變，將活塞緩慢拉至汽缸頂端。在頂端處，豎直拉力f有多大？(2)如果僅因為環(huán)境溫度緩慢升高導致活塞上升，當活塞上升到汽缸頂端時，環(huán)境溫度為多少攝氏度？解析：(1)設起始狀態(tài)汽缸內氣體壓強為p1，將活塞緩慢拉至汽缸頂端，設汽缸內氣體壓強為p2由玻意耳定律得：p1lsp2ls在起始狀態(tài)時，活塞受力平衡，得：p1smgp0s在汽缸頂端時，活塞受力平衡，得：fp2smgp0s聯(lián)立并代入數據得：f240 n。(2)由蓋呂薩克定律得：代入數據解得：t102 。答案：(1)240 n(2)102 4.(2016海南高考)如圖，密閉汽缸兩側與一u形管的兩端相連，汽缸壁導熱；u形管內盛有密度為7.5102 kg/m3的液體。一活塞將汽缸分成左、右兩個氣室，開始時，左氣室的體積是右氣室的體積的一半，氣體的壓強均為p04.5103 pa。外界溫度保持不變。緩慢向右拉活塞使u形管兩側液面的高度差h40 cm，求此時左、右兩氣室的體積之比，取重力加速度大小g10 m/s2，u形管中氣體的體積和活塞拉桿的體積忽略不計。解析：設初始狀態(tài)時汽缸左氣室的體積為v01，右氣室的體積為v02；當活塞至汽缸中某位置時，左、右氣室的壓強分別為p1、p2，體積分別為v1、v2，由玻意耳定律得p0v01p1v1p0v02p2v2依題意有v01v02v1v2由力的平衡條件有p2p1gh聯(lián)立式，并代入題給數據得2v123v01v19v0120由此解得v1v01(另一解不合題意，舍去)由式和題給條件得v1v211。答案：115.(2017湖南懷化一模)如圖所示，上端開口的光滑圓柱形氣缸豎直放置，截面積為40 cm2的活塞將一定質量的氣體和一形狀不規(guī)則的固體a封閉在氣缸內，在氣缸內距缸底60 cm處設有a、b兩限制裝置，使活塞只能向上滑動，開始時活塞擱在a、b上，缸內氣體的壓強為p0(p01.0105 pa，為大氣壓強)，溫度為300 k。現(xiàn)緩慢加熱氣缸內氣體，當溫度為330 k，活塞恰好離開a、b；當溫度為360 k時，活塞上升了4 cm，重力加速度g取10 m/s2，求：(1)活塞的質量：(2)固體a的體積。解析：設固體a的體積為v，活塞的質量為m，氣體的狀態(tài)參量為狀態(tài)1：t1300 k，p11.0105 pa，v16040 cm3v狀態(tài)2：t2330 k，p21.0105 pa，v2v1狀態(tài)3：t3360 k，p3p2，v36440 cm3v。(1)氣體從狀態(tài)1到狀態(tài)2為等容變化過程，代入數據得m4 kg。(2)氣體從狀態(tài)2到狀態(tài)3為等壓變化過程，代入數據得v640 cm3。答案：(1)4 kg(2)640 cm36(2017豫南九校聯(lián)考)如圖甲是一定質量的氣體由狀態(tài)a經過狀態(tài)b變?yōu)闋顟B(tài)c的vt圖像。已知氣體在狀態(tài)a時的壓強是1.5105 pa。(1)說出ab過程中壓強變化的情形，并根據圖像提供的信息，計算圖甲中ta的溫度值。(2)請在圖乙坐標系中，作出該氣體由狀態(tài)a經過狀態(tài)b變?yōu)闋顟B(tài)c的pt圖像，并在圖線相應位置上標出字母a、b、c。如果需要計算才能確定的有關坐標值，請寫出計算過程。解析：(1)從題圖甲可以看出，a與b連線的延長線過原點，所以ab是一個等壓變化，即papb根據