1、高中物理选修3-3专题练习一、图像模型1.一定质量的理想气体经历了温度缓慢升高的变化,如图所示,pT和VT图象各记录了其部分变化过程,试求:(1)温度为600 K时气体的压强;(2)在pT图象上将温度从400 K升高到600 K的变化过程补充完整。2热学中有很多图象,对图中一定质量的理想气体图象的分析,正确的是()A甲图中理想气体的体积一定不变B乙图中理想气体的温度一定不变C丙图中理想气体的压强一定不变D丁图中理想气体从P到Q,可能经过了温度先降低后升高的过程E戊图中实线对应的气体温度一定高于虚线对应的气体温度3.回热式制冷机是一种深低温设备,制冷极限约50 K某台回热式制冷机工作时,一定质量
2、的氦气(可视为理想气体)缓慢经历如图9所示的四个过程,已知状态A和B的温度均为27 ,状态C和D的温度均为133 ,下列判断正确的是()A气体由状态A到B过程,温度先升高后降低B气体由状态B到C过程,内能保持不变C气体由状态C到D过程,分子间的平均间距减小D气体由状态C到D过程,气体对外做功E气体由状态D到A过程,其热力学温度与压强成正比4.如图所示,一定质量的理想气体,从图示A状态开始,经历了B、C状态,最后到D状态,下列判断正确的是()AAB过程温度升高,压强不变BBC过程体积不变,压强变小CBC过程体积不变,压强不变DCD过程体积变小,压强变大ECD过程温度不变,压强变小5.如图所示,一
3、汽缸固定在水平地面上,用重力不计的活塞封闭着一定质量的气体。已知汽缸不漏气,活塞移动过程中与汽缸内壁无摩擦。初始时,外界大气压强为p0,活塞紧压小挡板。现缓慢升高汽缸内气体的温度,则下列图中能反映汽缸内气体的压强p随热力学温度T变化的图象是()ABCD6.一定质量的理想气体,状态从ABCDA的变化过程可用如图所示的pV图线描述,其中DA为等温线,气体在状态A时温度为TA300 K,求:(1)气体在状态C时温度TC;(2)若气体在AB过程中吸热1 000 J,则在AB过程中气体内能如何变化?变化了多少?二、液柱模型1竖直放置的一粗细均匀的U形细玻璃管中,两臂分别灌有水银,水平部分有一空气柱,各部
4、分长度如图所示,单位为cm。现将管的右端封闭,从左管口缓慢倒入水银,恰好使水平部分右端的水银全部进入右管中。已知大气压强p075 cmHg,环境温度不变,左管足够长。求:(1)此时右管封闭气体的压强;(2)左管中需要倒入水银柱的长度。2.如图所示,一连通器与贮有水银的瓶M用软管相连,连通器的两直管A和B竖直放置,两管粗细相同且上端封闭,直管A和B内充有水银,当气体的温度为T0时,水银面的高度差h10 cm,两管空气柱长均为h110 cm,A管中气体的压强p120 cmHg.现使两管中的气体的温度都升高到2.4T0,同时调节M的高度,使B管中的水银面的高度不变,求流入A管的水银柱的长度3如图所示
5、,一根两端开口、横截面积为S2 cm2足够长的玻璃管竖直插入水银槽中并固定(插入水银槽中的部分足够深)。管中有一个质量不计的光滑活塞,活塞下封闭着长L21 cm的气柱,气体的温度为t17 ,外界大气压取p01.0105 Pa(相当于75 cm高汞柱压强)。(1)若在活塞上放一个质量为m0.1 kg的砝码,保持气体的温度t1不变,则平衡后气柱为多长; (g10 m/s2)(2)若保持砝码的质量不变,对气体加热,使其温度升高到t277 ,此时气柱为多长;(3)若在(2)过程中,气体吸收的热量为10 J,则气体的内能增加多少?4.如图,在两端封闭、高为、粗细均匀的U形细玻璃管内有一股水银柱,水银柱的
6、两端各封闭有一段空气.当U形管两端竖直朝上时,左、右两边空气柱的长度分别为和,水平部分管长,左边气体的压强为,现将U形管缓慢向右旋转90放在水平桌面上,没有气体从管的一边通过水银逸入另一边,求U形管旋转后两边空气柱、的长度。(在整个过程中气体温度不变;管的直径很小)5.粗细均匀的玻璃管开口朝上竖直固定放置,玻璃管总长,管内有一段高度水银柱,水银柱下端封闭空气柱的长度,管内气体温度与环境温度相同,已知大气压强,环境温度,封闭气体视为理想气体。(1)若缓慢加热管内封闭气体,为保证水银不溢出,气体温度不能超过多少?(2)若不加热封闭气体且环境温度保持为T1不变,为保证水银不溢出,最多还可缓慢沿管壁向
7、玻璃管内注入多少厘米长的水银柱?6.如图所示,粗细均匀的强度足够大的等臂U形玻璃管竖直放置,A、B两管下部装有水银,上部均封闭者一定质量的理想气体,气柱长度分别为和,两臂水银柱高度差为。已知B管顶部气体压强为,玻璃管导热性能良好,环境温度为,热力学温度T与摄氏温度t的关系为。(1)求A管顶部气体的压强;(2)若对B管顶部气体加热,加热过程中A管顶部气体温度不变,求两管水银面相平时B管顶部气体的温度。三、活塞模型1.如图所示,内壁光滑、足够高的圆柱形汽缸竖直放置,内有一质量为m的活塞封闭一定质量的理想气体。已知活塞横截面积为S,外界大气压强为p0,缸内气体温度为T1。现对汽缸内气体缓慢加热,使气
8、体体积由V1增大到V2,该过程中气体吸收的热量为Q1,停止加热并保持体积V2不变,使其降温到T1,已知重力加速度为g,求:(1)停止加热时缸内气体的温度;(2)降温过程中气体放出的热量。2.如图,一竖直放置的汽缸上端开口,汽缸壁内有卡口a和b,a、b间距为h,a距缸底的高度为H;活塞只能在a、b间移动,其下方密封有一定质量的理想气体,已知活塞质量为m,面积为S,厚度可忽略;活塞和气缸壁均绝热,不计它们之间的摩擦,开始时活塞处于静止状态,上、下方气体压强均为p0,温度均为T0,现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体,直至活塞刚好到达b处。重力加速度为g。求:(i)活塞即将离开卡口a时,汽缸中气体的压强p1和温度T1;()活塞刚到达b处时,汽缸中气体的温度T2()在上述过程中汽缸中气体对外所做的功。5