20xx人教版高中物理選修3-3第八章習(xí)題課理想氣體狀態(tài)方程的綜合應(yīng)用學(xué)案練習(xí)(更新版)
【正文】 體后，剩余氣體的壓強小，即抽出的氣體質(zhì)量大． 題組三 氣體圖象與圖象的轉(zhuǎn)換 7．一定質(zhì)量理想氣體，狀態(tài)變化過程如圖 12(p－ V)中 ABC圖線所示，其中BC為一段雙曲線．若將這一狀態(tài)變化過 程表示在下圖中的 p－ T圖或 V－ T圖上，其中正確的是 ( ) 圖 12 答案 AC 8．一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了溫度緩慢升高的變化，如圖 13 所示， V T和p T圖各記錄了其部分變化過程，試求： 圖 13 (1)溫度為 600 K 時氣體的體積 ； (2)在 V T圖象上將溫度從 400 K 升高到 600 K 的變化過程補充完整． 答案 見解析 解析 (1)由理想氣體的狀態(tài)方程 p1V1T1＝ p2V2T2，代入數(shù)據(jù)，得 V2＝ 3 m3 (2)如圖 題組四 氣缸類問題 9．如圖 14 所示，在光滑的水平面上，有一個內(nèi)外壁都光滑的氣缸，氣缸的質(zhì)量為 M，氣缸內(nèi)有一質(zhì)量為 m(mM)的活塞，密封一部分理想氣體，氣缸處于 靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)用水平恒力 F 向左推活塞．當(dāng)活塞與氣缸的加速度均為 a 時，封閉氣體的壓強為 p1，體積為 V1；若用同樣大小的水平恒力 F 向右推氣缸，當(dāng)活塞與氣缸的加速度均為 a 時，封閉氣體的壓強為 p2，體積為 V2，設(shè)封閉氣體的質(zhì)量和溫度均不變，則 ( ) 圖 14 A． p1p2 B． p1p2 C． V1V2 D． V1V2 答案 AD 解析 向左推時，對于氣缸 p1S－ p0S＝ Ma，解得 p1＝ p0＋ MaS ；向右推時，對于活塞 p2S－ p0S＝ ma，解得 p2＝ p0＋ maS ，可見 p1p2，由玻意耳定律得 V1V2.故選項 A、 D正確． 10．如圖 15 所示，豎直的彈簧支持著一倒立氣缸內(nèi)的活塞，使氣缸懸空而靜止．設(shè)活塞與缸壁間無摩擦，可以在缸內(nèi)自由移動．缸壁導(dǎo)熱性良好，缸內(nèi)氣體的溫度能與外界大氣溫度相同．下列結(jié)論中正確的是 ( ) 圖 15 A．若外界大氣壓增大，則彈簧的壓縮量將會增大一些 B．若外界大氣壓增大，則氣缸的上底面距 地面的高度將增大 C．若外界氣溫升高，則氣缸的上底面距地面的高度將減小 D．若外界氣溫升高，則氣缸的上底面距地面的高度將增大 答案 D 解析 外界大氣壓增大時，氣體體積減小，但對于整個系統(tǒng)，彈簧的彈力恒等于系統(tǒng)的總重量，彈簧的形變量不變． 11．如圖 16，上端開口的圓柱形氣缸豎直放置，橫截面積為 5 10－ 3m2，一定質(zhì)量的氣體被質(zhì)量為 kg的光滑活塞封閉在氣缸內(nèi)，其壓強為多大？ (大氣 壓強取 105Pa， g取 10 m/s2)．若從初溫 27 ℃ 開始加熱氣體，使活塞離氣缸底部的高度由 m緩慢 地變?yōu)? m，則此時氣體的溫度為多少？ 圖 16 答案 105 Pa 33 ℃ 解析 本題考查氣體壓強的計算和氣體實驗定律．取活塞為研究對象，受力分析，由平衡條件得 p1S＝ p0S＋ mg，解得 p1＝ p0＋ mgS ＝ 105Pa＋ 105 10－ 3Pa＝ 105Pa；由蓋 — 呂薩克定律得 V1T1＝ V2T2，即 ＋ 27＝ ＋ t，所以 t＝ 33 ℃ . 12．如圖 17 所示，光滑水平面上放有一質(zhì)量為 M 的氣缸，氣缸內(nèi)放有一質(zhì)量為 m 的可在氣缸內(nèi)無摩擦滑動的活塞，活塞的橫截面積為 F向右推氣缸，最后氣缸和活塞達(dá)到相對靜止?fàn)顟B(tài)，求此時氣缸內(nèi)封閉氣體的壓強p.(已知外界大氣壓強為 p0) 圖 17 答案 p＝ p0＋ mF?m＋ M?S 解析 選取 氣缸和活塞整體為研究對象． 相對靜止時，有 F＝ (M＋ m)a 選活塞為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律有 pS－ p0S＝ ma 聯(lián)立解得 p＝ p0＋ mF?m＋ M?S.
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