高中物理理想气体的状态方程试题

(18分)如图所示，U型细玻璃管竖直放置，各部分水银柱的长度分别为L₂="25" cm、L₃="25" cm、L₄="10" cm，A端被封空气柱的长度为L₁="60" cm，BC在水平面上。整个装置处在恒温环境中，外界气压P₀="75" cmHg。

①将玻璃管绕C点在纸面内沿顺时针方向缓慢旋转90°至CD管水平，求此时被封空气柱的长度；
②将玻璃管绕B点在纸面内沿逆时针方向缓慢旋转90°至AB管水平，求此时被封空气柱的长度。

(12分)如图所示的p－V图中，一定质量的理想气体由状态A经过ACB过程至状态B，气体对外做功280J，吸收热量410 J；气体又从状态B经BDA过程回到状态A，这一过程中外界对气体做功200 J，求：

(1)ACB过程中气体的内能是增加还是减少？变化量是多少？
(2)BDA过程中气体是吸热还是放热？吸收或放出的热量是多少？

如图所示，将一端封闭的玻璃管插入水银槽内，内封一定质量的气体，下述说法正确的是(  )

A．若缓慢将管略压下一些，玻璃管内气体体积扩大

B．若缓慢将管略上提一些，玻璃管内水银柱长度减小

C．若缓慢将管以下端为轴略倾斜一下，管内水银柱长度增大

D．若环境温度升高，玻璃管内气体体积扩大

如图，水平放置的密封气缸内被一竖直隔板分隔为左右两部分，隔板可在气缸内无摩擦滑动，右侧气体内由一电热丝。气缸壁和隔板均绝热。初始时隔板静止，左右两边气体温度相等。现给电热丝提供一微弱电流，通电一段时间后切断电源。当缸内气体再次达到平衡时，与初始状态相比(      ) 

A．右边气体温度升高，左边气体温度不变

B．左右两边气体温度都升高

C．左边气体压强增大

D．右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量

如图所示，在柱形容器中装有部分水，容器上方有一可自由移动的活塞。容器水面浮有一个木块和一个一端封闭、开口向下的玻璃管，玻璃管中有部分空气，系统稳定时，玻璃管内空气柱在管外水面上方的长度为a，空气柱在管外水面下方的长度为b，水面上方木块的高度为c，水面下方木块的高度为d。现在活塞上方施加竖直向下、且缓缓增大的力F，使活塞下降一小段距离（未碰及玻璃管和木块），下列说法中正确的是（     ）

A．d和b都减小

B．只有b减小

C．只有a减小

D．a和c都减小

如图所示，a、b、c、d表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态，图中ad平行于横坐标轴，ab的延长线过坐标原点，dc平行于纵轴，以下说法正确的是（ ）

A．从状态d到c，气体不吸热也不放热

B．从状态c到b，气体吸热

C．从状态a到d，气体对外做功

D．从状态b到a，气体放热

如图所示，足够长的圆柱形气缸竖直放置，其横截面积为S=1×10^-3m²，气缸内有质量m＝2kg的活塞，活塞与气缸壁封闭良好，不计摩擦。开始时活塞被销子K销于如图位置，离缸底L₁＝12cm，此时气缸内被封闭气体的压强为P₁=1.5×10⁵ Pa，温度为T₁=300K。外界大气压为P₀=1.0×10⁵Pa，g＝10m/s²。

①现对密闭气体加热，当温度升到T₂=400K，其压强P₂多大？
②若在此时拔去销子K，活塞开始向上运动，当它最后静止在某一位置时，气缸内气体的温度降为T₃=360K，则这时活塞离缸底的距离L₃为多少？
③保持气体温度为360K不变，让气缸和活塞一起在竖直方向作匀变速直线运动，为使活塞能停留在离缸底L₄＝16cm处，则求气缸和活塞应作匀加速直线运动的加速度a大小及方向。

如图所示为一下粗上细且上端开口的薄壁玻璃管，管内有一部分水银封住密闭气体，上管足够长，图中大小截面积分别为S₁＝2cm²、S₂＝1cm²，粗细管内水银长度分别为h₁＝h₂＝2cm，封闭气体长度为L＝22 cm。大气压强为p₀＝76cmHg，气体初始温度为57℃。求：

①若缓慢降低气体温度，降低至多少开尔文时，所有水银全部进入粗管内；
②若温度降低至237K，气体的长度为多少；

一粗细均匀的J型玻璃管竖直放置，左端封闭，右端（足够长）开口向上，左端封有一定质量的理想气体，初始状态左右两管水银面相平，如图所示．封闭气体的温度为27℃，大气压强为75cmHg．求：

①若沿右侧管壁缓慢加入5cm长的水银柱并与下方的水银合为一体，为使封闭气体保持原来的长度，应使气体的温度变为多少？
②此过程封闭气体分子的平均动能（选填“增大”或“减小”），气体将 （选填“吸热”或“放热”）

（多）如图是一定质量的理想气体的p－V图，气体状态从A→B→C→D→A完成一次循环，A→B(图中实线)和C→D为等温过程，温度分别为T₁和T₂.下列判断正确的是(         )

A．T1>T2

B．C→D过程放出的热量等于外界对气体做的功

C．若气体状态沿图中虚线由A→B，则气体的温度先降低后升高

D．从微观角度讲B→C过程压强降低是由于分子的密集程度减少而引起的

E．若B→C过程放热200 J，D→A过程吸热300 J，则D→A过程气体对外界做功100J

（多）以下说法正确的是    （      ）

A．能量耗散过程中能量仍守恒

B．在轮胎爆裂这一短暂过程中，气体膨胀，温度下降

C．第二类永动机违背了热力学第二定律

D．从单一热源吸取热量，使之全部变成有用的机械功是不可能的

（单）一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功7.0×10⁴J，气体内能减少1.3×10⁵J，则 此过程  (          )

A．气体从外界吸收热量2.0×10^5J

B．气体向外界放出热量2.0×10^5J

C．气体从外界吸收热量2.0×10^4 J

D．气体向外界放出热量6.0×10^4J

（单）一定质量的理想气体自状态A经状态B变化到状态C，这一过程在V—T图中表示如图2所示，则下述结论错误的是  (          )

A．在过程AB中，气体压强不断变大

B．在过程BC中，气体密度不断变大

C．在过程AB中，气体对外界做功

D．在过程BC中，外界对气体做功

（单）下图中的四个图象是一定质量的气体，按不同的方法由状态a变到状态b，则反映气体变化过程中从外界吸热的是                  (   )
 

如图所示，一个内壁光滑的圆柱形汽缸，高度为L、底面积为S，缸内有一个质量为m的活塞，封闭了一定质量的理想气体．温度为热力学温标T₀时，用绳子系住汽缸底，将汽缸倒过来悬挂起来，汽缸处于竖直状态，缸内气体高为L₀.已知重力加速度为g，大气压强为p₀，不计活塞厚度及活塞与缸体的摩擦，求：

（1）采用缓慢升温的方法使活塞与汽缸脱离，缸内气体的温度至少要升高到多少？
（2）从开始升温到活塞刚要脱离汽缸，缸内气体压力对活塞做功多少
（3）当活塞刚要脱离汽缸时，缸内气体的内能增加量为ΔU，则气体在活塞下移的过程中吸收的热量为多少？