5、ATA,故pB>pA,C錯(cuò)誤,D正確;由B→C為等壓過(guò)程,pB=pC,A、B錯(cuò)誤.
4.如圖所示是一定質(zhì)量的氣體從狀態(tài)A經(jīng)B到狀態(tài)C的V-T圖象,由圖象可知( )
A.pA>pB B.pCpC D.pC>pB
解析:選D.AB在等壓線上,C狀態(tài)的壓強(qiáng)大于A和B狀態(tài)的壓強(qiáng).
5.一定質(zhì)量的氣體,如果保持它的壓強(qiáng)不變,降低溫度,使它的體積為0 ℃時(shí)體積的倍,則此時(shí)氣體的溫度為( )
A.- ℃ B.- ℃
C.- ℃ D.-273n(n-1) ℃
解析:選C
6、.根據(jù)蓋·呂薩克定律,在壓強(qiáng)不變的條件下V1=V0,即根據(jù)題意=V0,整理后得t= ℃.
6.如圖所示,兩根粗細(xì)相同,兩端開(kāi)口的直玻璃管A和B,豎直插入同一水銀槽中,各用一段水銀柱封閉著一定質(zhì)量、同溫度的空氣,空氣柱長(zhǎng)度H1>H2,水銀柱長(zhǎng)度h1>h2,今使封閉氣柱降低相同的溫度(大氣壓保持不變),則兩管中氣柱上方水銀柱的移動(dòng)情況是( )
A.均向下移動(dòng),A管移動(dòng)較多
B.均向上移動(dòng),A管移動(dòng)較多
C.A管向上移動(dòng),B管向下移動(dòng)
D.無(wú)法判斷
解析:選A.因?yàn)樵跍囟冉档瓦^(guò)程中,被封閉氣柱的壓強(qiáng)恒等于大氣壓強(qiáng)與水銀柱因自重而產(chǎn)生的壓強(qiáng)之和,故封閉氣柱均做等壓變化.并由此推知,封閉氣
7、柱下端的水銀面高度不變.根據(jù)蓋—呂薩克定律的分比形式ΔV=·V,因A、B管中的封閉氣柱初溫T相同,溫度降低量ΔT也相同,且ΔT<0,所以ΔV<0,即A、B管中氣柱的體積都減??;又因?yàn)镠1>H2,A管中氣柱的體積較大,則|ΔV1|>|ΔV2|,即A管中氣柱減小得較多,故得出A、B兩管氣柱上方的水銀柱均向下移動(dòng),且A管中的水銀柱下移得較多.本題的正確選項(xiàng)是A.
二、多項(xiàng)選擇題
7.一定質(zhì)量的氣體,處于某一狀態(tài),經(jīng)下列哪個(gè)過(guò)程后會(huì)回到原來(lái)的溫度( )
A.先保持壓強(qiáng)不變而使它的體積膨脹,接著保持體積不變而減小壓強(qiáng)
B.先保持壓強(qiáng)不變而使它的體積減小,接著保持體積不變而減小壓強(qiáng)
C.先保持
8、體積不變而增大壓強(qiáng),接著保持壓強(qiáng)不變而使它的體積膨脹
D.先保持體積不變而減小壓強(qiáng),接著保持壓強(qiáng)不變而使它的體積膨脹
解析:選AD.選項(xiàng)A,先p不變V增大,則T升高;再V不變p減小,則T降低,可能實(shí)現(xiàn)回到初始溫度.選項(xiàng)B,先p不變V減小,則T降低;再V不變p減小,則T又降低,不可能實(shí)現(xiàn)回到初始溫度.選項(xiàng)C,先V不變p增大,則T升高;再p不變V增大,則T又升高,不可能實(shí)現(xiàn)回到初始溫度.選項(xiàng)D,先V不變p減小,則T降低;再p不變V增大,則T升高,可能實(shí)現(xiàn)回到初始溫度.綜上所述,正確的選項(xiàng)為AD.
8.一定質(zhì)量的氣體經(jīng)歷如圖所示的一系列過(guò)程,ab、bc、cd和da這四個(gè)過(guò)程中在p-T圖上都是直
9、線段,其中ab的延長(zhǎng)線通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O,bc垂直于ab,而cd平行于ab,由圖可以判斷( )
A.a(chǎn)b過(guò)程中氣體體積不斷減小
B.bc過(guò)程中氣體體積不斷減小
C.cd過(guò)程中氣體體積不斷增大
D.da過(guò)程中氣體體積不斷增大
解析:選BCD.本題是用p-T圖象表示氣體的狀態(tài)變化過(guò)程.四條直線段只有ab段是等容過(guò)程,即ab過(guò)程中氣體體積不變,選項(xiàng)A是錯(cuò)誤的,其他三個(gè)過(guò)程并不是等容變化過(guò)程.連接Ob、Oc和Od,則Ob、Oc、Od都是一定質(zhì)量理想氣體的等容線,依據(jù)p-T圖中等容線的特點(diǎn)(斜率越大,氣體體積越小),比較這幾條圖線的斜率即可得出Va=Vb>Vd>Vc.同理,可以判斷bc、cd和d
10、a線段上各點(diǎn)所表示的狀態(tài)的體積大小關(guān)系,故選項(xiàng)B、C、D正確.
9.某同學(xué)利用DIS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究一定量理想氣體的狀態(tài)變化,實(shí)驗(yàn)后計(jì)算機(jī)屏幕顯示如p-t圖象所示.已知在狀態(tài)B時(shí)氣體的體積為VB=3 L,則下列說(shuō)法正確的是( )
A.狀態(tài)A到狀態(tài)B氣體的體積不變
B.狀態(tài)B到狀態(tài)C氣體溫度增加
C.狀態(tài)A的壓強(qiáng)是0.5 atm
D.狀態(tài)C體積是2 L
解析:選AD.狀態(tài)A到狀態(tài)B是等容變化,故體積不變,A對(duì);狀態(tài)B到狀態(tài)C是等溫變化,氣體溫度不變,B錯(cuò);從題圖中可知,pB=1.0 atm,TB=(273+91)K=364 K,TA=273 K,根據(jù)查理定律,有=,即=,解得pA=
11、0.75 atm,C錯(cuò);pB=1.0 atm,VB=3 L,pC=1.5 atm,根據(jù)玻意耳定律,有pBVB=pCVC,解得VC=2 L,D對(duì).
10.如圖所示,一開(kāi)口向右的汽缸固定在水平地面上,活塞可無(wú)摩擦移動(dòng)且不漏氣,汽缸中間位置有一擋板,外界大氣壓為p0.初始時(shí),活塞緊壓擋板處,缸內(nèi)氣體體積為V0.現(xiàn)緩慢升高缸內(nèi)氣體溫度,則圖中能正確反映缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)和體積隨溫度變化情況的是( )
解析:選BD.開(kāi)始時(shí),活塞壓緊擋板,氣體壓強(qiáng)小于p0,溫度升高壓強(qiáng)增大,在增大到p0前氣體做等容變化,在p-T圖中是一條過(guò)原點(diǎn)的直線,當(dāng)壓強(qiáng)增大到p0后,溫度再升高,活塞右移,氣體做等壓變化,p-T圖
12、中是一條平行于T軸的直線,故A錯(cuò),B對(duì);同理可分析C錯(cuò),D對(duì).
三、非選擇題
11.一定質(zhì)量的理想氣體,狀態(tài)從A→B→C→D→A的變化過(guò)程可用如圖所示的p-V圖描述,圖中p1、p2、V1、V2和V3為已知量.
(1)氣體狀態(tài)從A到B是______過(guò)程(填“等容”“等壓”或“等溫”);
(2)狀態(tài)從B到C的變化過(guò)程中,氣體的溫度________(填“升高”“不變”或“降低”);
(3)狀態(tài)從C到D的變化過(guò)程中,氣體________(填“吸熱”或“放熱”);
(4)狀態(tài)從A→B→C→D的變化過(guò)程中,氣體對(duì)外界所做的總功為_(kāi)_____________.
解析:由圖象可知,由氣體A到
13、B壓強(qiáng)不變,體積增大,則溫度上升,是等壓過(guò)程;由B到C過(guò)程體積不變,壓強(qiáng)減小,則溫度降低;由C到D過(guò)程,體積減小,壓強(qiáng)不變是放熱過(guò)程;從A→B體積增大,氣體對(duì)外界做正功W1=p2(V3-V1),從B→C體積不變,氣體不做功,從C→D體積減小,氣體做負(fù)功W2=-p1(V3-V2),故整個(gè)過(guò)程中的總功W=W1+W2=p2(V3-V1)-p1(V3-V2).
答案:(1)等壓 (2)降低 (3)放熱
(4)p2(V3-V1)-p1(V3-V2)
12. 如圖,一固定的豎直汽缸由一大一小兩個(gè)同軸圓筒組成,兩圓筒中各有一個(gè)活塞.已知大活塞的質(zhì)量為m1=2.50 kg,橫截面積為S1=80.0 cm
14、2;小活塞的質(zhì)量為m2=1.50 kg,橫截面積為S2=40.0 cm2;兩活塞用剛性輕桿連接,間距保持為l=40.0 cm;汽缸外大氣的壓強(qiáng)為p=1.00×105 Pa,溫度為T(mén)=303 K.初始時(shí)大活塞與大圓筒底部相距,兩活塞間封閉氣體的溫度為T(mén)1=495 K.現(xiàn)汽缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降,活塞緩慢下移.忽略兩活塞與汽缸壁之間的摩擦,重力加速度大小g取10 m/s2.求:
(1)在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間,汽缸內(nèi)封閉氣體的溫度;
(2)缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達(dá)到熱平衡時(shí),缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng).
解析:(1)設(shè)初始時(shí)氣體體積為V1,在大活塞與大圓筒底部剛接觸時(shí),缸內(nèi)封閉氣體的體積為V
15、2,溫度為T(mén)2.由題給條件得
V1=S1+S2 ①
V2=S2l ②
在活塞緩慢下移的過(guò)程中,用p1表示缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng),由力的平衡條件得
S1(p1-p)=m1g+m2g+S2(p1-p) ③
故缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不變.由蓋·呂薩克定律有
= ④
聯(lián)立①②④式并代入題給數(shù)據(jù)得
T2=330 K. ⑤
(2)在大活塞與大圓筒底部剛接觸時(shí),被封閉氣體的壓強(qiáng)為p1.在此后與汽缸外大氣達(dá)到熱平衡的過(guò)程中,被封閉氣體的體積不變.設(shè)達(dá)到熱平衡時(shí)被封閉氣體的壓強(qiáng)為p′,由查理定律,有= ⑥
聯(lián)立③⑤⑥式并代入題給數(shù)據(jù)得p′=1.01×105 Pa.
答案:(1)330 K (2)1.01×105 Pa
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