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161604. (2023•铁一中学•高二下期末) 德优题库如图所示,在一横截面积为S的竖直玻璃管内封闭着A、B两部分理想气体,中间用水银柱隔开,玻璃管导热且粗细均匀。玻璃管竖直静止时,A部分气柱长度为3L,压强为p0,B部分气柱长度为5L,水银柱产生的压强为0.8p0,已知大气压强为p0,环境温度保持不变。求:
(1)若将玻璃管沿竖直面缓慢转过90°,待稳定后,气体A的压强;
(2)若将玻璃管沿竖直面缓慢转过180°,待稳定后,气体A的压强;
(3)若在该竖直玻璃管装有气体A的顶端开一小孔,再缓慢加热气体B,当气体B从外界吸收的热量为Q时,水银柱刚好上升L,该过程中气体B内能的增加量。
共享时间:2023-07-11 难度:3
[考点]
气体的等温变化与玻意耳定律的应用,理想气体及理想气体的状态方程,热力学第一定律的表达和应用,
[答案]
(1)稳定后气柱A的压强为1.5p0
(2)将玻璃管沿竖直面缓慢转过180°,待稳定后,气体A的压强为2.16p0
(3)该过程气体B内能的增量为(Q﹣1.8p0LS)。
[解析]
解:(1)在初始位置时,B气体的压强为pB1=p0+0.8p0=1.8p0
缓慢翻转90°后,设气柱A的长度为l,则气柱B的长度为8L﹣l
对A气体分析:p0×3LS=pA×lS
对B气体分析:1.8p0×5LS=pB×(8L﹣l)S
同时,pB=pA
联立解得:l=2L,pB=pA=1.5p0
(2)初始位置时:pB1=p0+0.8p0=1.8p0
设转动后B部分气体的长度为LB′,则A部分气体长度为l′
LB′+l′=3L+5L=8L
设B部分气体压强为pB3,A部分气体压强为pA3
pB3+0.8p0=pA3
由玻意耳定律可得,对A部分气体有
p0•3LS=pA3•l′S
对B部分气体有:
1.8p0•5LS=pB3•LB′S
解得:pA3≈2.16p0
(3)若在A的顶端开一个小孔,则在变化过程中B部分的气体发生等压变化,压强保持不变
气体对外界做功为:W=﹣1.8P0×LS=﹣1.8p0LS
根据热力学第一定律可知,该过程B气体内能的增量为:ΔU=Q﹣1.8p0LS
答:(1)稳定后气柱A的压强为1.5p0
(2)将玻璃管沿竖直面缓慢转过180°,待稳定后,气体A的压强为2.16p0
(3)该过程气体B内能的增量为(Q﹣1.8p0LS)。
[点评]
本题考查了"气体的等温变化与玻意耳定律的应用,理想气体及理想气体的状态方程,热力学第一定律的表达和应用,",属于"典型题",熟悉题型是解题的关键。
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160007. (2021•西安中学•四模) (10分)如图所示,上端带卡环的绝热圆柱形气缸竖直放置在水平地面上,气缸内部的高度为h,气缸内部被厚度不计、质量均为m的活塞A和B分成高度相等的三部分,下边两部分封闭有理想气体M和N,活塞A导热性能良好,活塞B绝热,两活塞均与气缸接触良好,不计一切摩擦,N部分气体内有加热装置,初始状态温度为T0,气缸的横截面积为S,外界大气压强大小为且保持不变。现对N部分气体缓慢加热:
(i)当活塞A恰好到达气缸上端卡环时,N部分气体从加热装置中吸收的热量为Q,求该过程中N部分气体内能的变化量;
(ⅱ)活塞A恰好接触气缸上端卡环后,继续给N部分气体加热,当M部分气体的高度达到时,求此时N部分气体的温度。

共享时间:2021-04-21 难度:3 相似度:2
182871. (2018•西安中学•高二下期末) 德优题库如图所示,用质量为m、面积为S的可动水平活塞将一定质量的理想气体密封于悬挂在天花板上的气缸中,当环境的热力学温度为T0时,活塞与气缸底部的高度差为h0,由于环境温度逐渐降低,活塞缓慢向上移动距离Δh.若外界大气压恒为p0,密封气体的内能U与热力学温度T的关系为U=kT(k为取正值的常数),气缸导热良好,与活塞间的摩擦不计,重力加速度大小为g,求此过程中:
(1)外界对密封气体做的功W;
(2)密封气体向外界放出的热量Q.
共享时间:2018-07-21 难度:2 相似度:1.67
206582. (2023•长安区•一模) 冬季室外零下23℃,医用50L大氧气瓶长期储存在室外,氧气瓶内气体压强为15个大气压现将钢瓶移至于室内温度为27℃的医院病房内(钢瓶的热胀冷缩可以忽略)。已知热力学温度与摄氏温度间的关系为T=t+273K,求:
(1)钢瓶移入室内达到热平衡后,钢瓶内氧气的压强为多少个大气压?
(2)在室内环境下,若氧气输出的压强恒为1个大气压,流量为2L/min,且要求钢瓶内氧气应保留不少于一个大气压的剩余压力,在输出氧气过程中钢瓶内温度保持不变,该氧气瓶最多能持续使用多少分钟?
共享时间:2023-03-01 难度:2 相似度:1.67
160166. (2020•西安中学•一模) 德优题库如图所示,一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A.其中,A→B和C→D为等温过程,B→C和D→A为绝热过程。该循环过程中,下列说法正确的是(  )

A.A→B过程中,气体对外界做功,吸热

B.B→C过程中,气体分子的平均动能增加

C.C→D过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少

D.D→A过程中,气体分子的速率分布曲线发生变化

E.该循环过程中,气体吸热

共享时间:2020-03-15 难度:2 相似度:1.67
162732. (2023•铁一中学•高二下期中) 德优题库如图所示,一根一端封闭粗细均匀的导热玻璃细管AB开口向上竖直放置(横截面积为S),管内用高h的水银柱封闭了一段空气柱。水银柱液面距管口l0,此时该地的大气压强为p0,环境温度为T1。然后再把该容器竖直浸入温度为T2的热水中,水银柱缓慢上升,最终恰好与容器口相平,容器中封闭的气体可视为理想气体,重力加速度为g。
求:
(1)初始时,被封闭气体的长度lx
(2)若水银密度为ρ,密闭气体温度由T1升高到T2的过程中吸收的热量为Q,则密闭气体增加的内能为多少。
共享时间:2023-05-18 难度:2 相似度:1.67
159161. (2023•西安市•高三上二月) 德优题库如图所示,一定质量的理想气体从状态a开始,经历一系列过程变化后又到达状态a,已知从状态b经过等温过程bc到达状态c,ca平行于横轴V,ab平行于纵轴p,下列说法正确的是(  )
共享时间:2023-12-30 难度:2 相似度:1.67
159676. (2022•西安中学•月考) 德优题库如图所示,一定质量理想气体被活塞封闭在气缸中,活塞的面积为S,与气缸底部相距L,气缸和活塞绝热性能良好,气体的压强、温度与外界大气相同,分别为p0、T0。现接通电热丝加热气体,一段时间后断开,活塞缓慢向右移动距离L后停止,活塞与气缸间的滑动摩擦为f,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,整个过程中气体吸收的热量为Q,求该过程中:
(1)内能的增加量ΔU;
(2)最终温度T。
共享时间:2021-12-01 难度:2 相似度:1.67
182322. (2021•交大附中•高二下期中) 汽车行驶过程中对轮胎气压进行实时自动监测,并对轮胎漏气和低气压进行报警,以确保行车安全。按照行业标准,夏季的胎压为2.4atm。某次启动汽车时,发现汽车电子系统报警,如图所示。左前轮胎内封闭气体的体积约为V0,为使汽车正常行驶,用电动充气泵给左前轮充气,每秒钟充入体积为、压强为1atm的气体,充气结束后发现内胎体积约膨胀了20%。汽车轮胎内气体可以视为理想气体,充气过程轮胎内气体温度无明显变化。
(1)求充气多长时间可以使轮胎内气体压强达到标准压强2.4atm;
(2)充气后,汽车长时间行驶,胎内气体的温度升高为57℃,胎内气体体积几乎不变,求此时胎内气体压强数值为多少。
共享时间:2021-05-23 难度:2 相似度:1.67
158770. (2023•西安中学•高三上四月) 德优题库自行车是一种绿色出行工具。某自行车轮胎正常骑行时其气压P范围为2p0≤P≤3p0,p0为标准大气压。一同学测得车胎气压为1.5p0,随后用如图所示的打气筒给车胎打气,每打一次都把体积为V0、压强为p0的气体打入轮胎内。已知车胎体积为10V0,忽略打气过程车胎体积和其内气体温度的变化,求:
(1)为使自行车能正常骑行,给自行车打气的次数范围;
(2)若车胎气体初始温度为T0,骑行一段时间后车胎气体温度升0.2T0,则骑行前允许给自行车最多打气几次。
共享时间:2023-02-27 难度:2 相似度:1.67
160150. (2021•长安区•二模) 如图,一开口向上的导热气缸内,用活塞封闭了一定质量的理想气体,活塞与气缸壁间无摩擦。现用外力作用在活塞上,使其缓慢上升,环境温度保持不变,大气压不变,系统始终处于平衡状态。在活塞上升过程中(  )

A.气体体积逐渐增大,内能增加

B.气体压强逐渐减小,内能不变

C.气体压强逐渐增大,放出热量

D.气体对外界做功,吸收热量

E.气体对外界做功,外力逐渐增大

共享时间:2021-03-23 难度:2 相似度:1.67
160119. (2021•长安区一中•七模) 德优题库如图,一个质量为m=2kg的T型活塞在气缸内封闭一定量的理想气体,活塞体积可忽略不计,距气缸底部h1=10cm处连接一U形细管(管内气体的体积忽略不计)。初始时,封闭气体温度为T1=360K,活塞距离气缸底部为h2=15cm,两边水银柱存在高度差。已知大气压强为p0=1×105Pa,气缸横截面积为S=1×10-3m2,活塞竖直部分长为L=12cm,重力加速度为g取10m/s2,求:
(ⅰ)通过制冷装置缓慢降低气体温度,当温度为多少时两边水银面恰好相平;
(ⅱ)从开始至两水银面恰好相平的过程中,若气体对外界的放出的热量为6J,气体内能的变化量ΔU。
共享时间:2021-06-03 难度:2 相似度:1.67
206124. (2025•西安中学•三模) 德优题库一同学在水上乐园戏水时,用反扣的塑料盆提水。简化模型如下,质量未知的塑料盆近似看成底面积为S的圆柱形容器。刚开始时盆倒扣在水中,松手后盆底恰好与水面齐平,如图甲所示,盆内有高度为h的空气。现用拉力F缓慢向上提起盆,盆口一直没有脱离水面。忽略盆的厚度及形变,大气压强为p0,重力加速度为g,水的密度为ρ,盆内空气可视为理想气体,不考虑温度的变化。
(1)求盆的质量以及刚开始时盆内空气的压强;
(2)当在水面上方盆内有高度为H的水时,如图乙所示,求此时盆底离水面的高度;
(3)向上提升盆的过程中,盆内空气是吸热还是放热,请说明理由。
共享时间:2025-04-13 难度:3 相似度:1.34
161355. (2023•西安中学•高三上期末) 德优题库在综合实践课中,某同学利用铝制易拉罐制作一个简易“温度计”。如图所示,在一个空的铝制易拉罐中插入一根透明细玻璃管,接口用蜡密封,在玻璃管内引入一小段油柱(长度可以忽略)。已知大气压强是1.0×105Pa,易拉罐的容积是300cm3,均匀玻璃管内部的横截面积为0.2cm2,玻璃管露出的长度为30cm。当温度为33℃时,油柱恰好到达玻璃管管口。缓慢降低环境温度,油柱刚好在玻璃管和易拉罐的接口处,求:
(1)此时环境温度t;
(2)该过程罐内气体吸热还是放热?请说明理由;
(3)玻璃管上标刻温度值时,刻度是否均匀?请说明理由。
共享时间:2023-02-27 难度:3 相似度:1.34
160311. (2020•西安中学•二模) 如图,绝热气缸A与导热气缸B均固定于地面,由刚性杆连接的绝热活塞与两气缸间均无摩擦.两气缸内装有处于平衡状态的理想气体,开始时体积均为V0、温度均为T0.缓慢加热A中气体,停止加热达到稳定后,A中气体压强为原来的1.2倍.设环境温度始终保持不变,求气缸A中气体的体积VA和温度TA

共享时间:2020-03-25 难度:3 相似度:1.34
160262. (2020•西安中学•六模) 封闭在汽缸内一定质量的理想气体由状态A变到状态D,其体积V与热力学温度T关系如图所示,O、A、D三点在同一直线上。则 (  )

A.由状态A变到状态B过程中,气体吸收热量

B.由状态B变到状态C过程中,气体从外界吸收热量,内能增加

C.C状态气体的压强小于D状态气体的压强

D.D状态时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比A状态少

E.C状态到D状态,单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少

共享时间:2020-05-25 难度:3 相似度:1.34

dygzwlyn

2023-07-11

高中物理 | 高二下 | 解答题

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