第八單元?dú)怏w的性質(zhì)

1、第八單元 氣體的性質(zhì)方法與思維一巧用推論判斷氣體長(zhǎng)度、液面位置的變化及活塞的移動(dòng)方向例1：如圖所示，密閉的U形管中裝有水銀，左右兩端都封有空氣，兩水銀面的高度差為h，把U形管豎直浸沒在熱水中，問高度差如何變化變大？例2：如圖所示，四根相同、粗細(xì)均勻的玻璃管，管內(nèi)有汞柱，開口向下，管內(nèi)封有一部分空氣，h1h3h2h4，l3l4l1l2，t2t430t1t320，若四管氣溫都下降10，則管中汞柱上升最高的是哪一根？管中汞柱上升最低的是哪一根C，B？例3：連通管A、B、C三管橫截面積相等，上部都封有一部分理想氣體，各管水銀面等高，如圖所示，若打開下部閥門K，讓水銀稍稍流出一些，立即關(guān)閉閥門K，待重新

2、平衡后，水銀面最高的管是哪一根A？例4：如圖所示是一個(gè)圓筒形容器的橫剖面圖，A、B兩氣缸內(nèi)充有理想氣體，C、D是真空?；钊鸆不漏氣且摩擦不計(jì)，開始時(shí)活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)若將A、B兩部分氣體同時(shí)升高相同的溫度（初溫相同），則活塞將A（ ）（A）靜止不動(dòng) （B）向左移動(dòng)（C）向右移動(dòng) （D）無(wú)法判斷二氣體中的力學(xué)問題1運(yùn)動(dòng)中的氣柱和液柱問題解此類問題時(shí)應(yīng)考慮運(yùn)用牛頓第二定律，受力分析可針對(duì)液柱進(jìn)行。例5：如圖所示，放在光滑斜面上的兩端封閉的玻璃管內(nèi)有一段水銀柱，將氣體封閉在玻璃管的兩端，氣體和水銀柱的溫度都相同，M是擋板。若要使下端的氣柱長(zhǎng)度變大，以下措施可采用的是ABC（ ）（A）使玻璃管內(nèi)的溫度均

3、勻增加（B）拔掉擋板M，使玻璃管在斜面上下滑（C）減小斜面傾角（D）使斜面水平向右做勻加速運(yùn)動(dòng)2單缸活塞問題（注意受力分析）另一個(gè)重要的思想方法：整體與隔離例6：如圖所示，氣缸放置在水平平臺(tái)上，活塞質(zhì)量為10kg，橫截面積50cm2，厚度1cm，氣缸全長(zhǎng)21cm，氣缸質(zhì)量20kg，大氣壓強(qiáng)為1×105Pa，當(dāng)溫度為7時(shí)，活塞封閉的氣柱長(zhǎng)10cm，若將氣缸倒過來(lái)放置時(shí)，活塞下方的空氣能通過平臺(tái)上的缺口與大氣相通。（1）氣柱多長(zhǎng)15cm，373K，653K？（2）當(dāng)溫度多高時(shí)，活塞剛好接觸平臺(tái)？（3）當(dāng)溫度多高時(shí)，缸筒剛好對(duì)地面無(wú)壓力。（活塞摩擦不計(jì)）3雙缸活塞問題解此類問題時(shí)，應(yīng)對(duì)兩部

4、分氣體分別進(jìn)行分析，建立熱力學(xué)方程，并結(jié)合兩者之間的相互關(guān)系綜合分析。例7：有一氣缸長(zhǎng)為l，中間用一個(gè)能隔熱的薄活塞把里面的空氣分成A、B兩部分，當(dāng)空氣A的溫度為27，空氣B的溫度為127時(shí)，活塞剛好靜止在氣缸中間，若將兩邊的空氣分別加熱，使空氣A的溫度變?yōu)?27，空氣B的溫度變?yōu)?27，問活塞將移動(dòng)多少距離左移l/10？4與彈簧相連氣缸問題此類問題關(guān)鍵也在受力分析，注意不要遺漏大氣壓強(qiáng)產(chǎn)生的壓力。例8：如圖所示，一個(gè)左右都與大氣相通的固定直圓筒水平放置，內(nèi)部橫截面積為S0.01m2。中間用兩個(gè)活塞A和B封住一定質(zhì)量的理想氣體。A、B都可以沿圓筒無(wú)摩擦地左右滑動(dòng)，但不漏氣。A的質(zhì)量可以不計(jì)，B

5、的質(zhì)量為M，并與一個(gè)勁度系數(shù)為5×103N/m的較大的彈簧相連。已知大氣壓強(qiáng)p0l×105Pa，平衡時(shí)，兩個(gè)活塞間的距離L00.6m?，F(xiàn)在保持溫度不變，用水平外力使活塞A向右緩慢移動(dòng)0.14m，求這個(gè)外力的大小200N。三臨界問題例9：（2001上海）如圖所示，一定量氣體放在體積為V0的容器中，室溫為T0300K有一光滑導(dǎo)熱活塞 C（不占體積）將容器分成A、B兩室，B室的體積是A室的兩倍，A室容器上連接有一U形管（U形管內(nèi)氣體的體積忽略不計(jì)），兩邊水銀柱高度差為76cm，右室容器中連接有一閥門K，可與大氣相通。（外界大氣壓等于76cmHg）求：（1）將閥門K打開后，A室的體

6、積變成多少？（2）打開閥門K后將容器內(nèi)的氣體從300K分別加熱到400K和540K，U形管內(nèi)兩邊水銀面的高度差各為多少（1）2V0/3；（2）15.2cm？例10：如圖所示，A、B、C為三支內(nèi)徑相等的玻璃管，它們都處于豎直位置，A、B、C三管是由內(nèi)徑很小的細(xì)管連接在一起。A、B兩管的上端等高，管內(nèi)裝有水，A管上端封閉，B管上端開口與大氣相通，C管中水的下方有活塞頂住。開始時(shí)，A管中氣柱長(zhǎng)3m，B管中氣柱長(zhǎng)2m，C管中水柱長(zhǎng)3m，整個(gè)裝置處于平衡狀態(tài)。現(xiàn)將活塞緩慢向上頂，直到C管中的水全部被頂?shù)缴厦娴墓苤?，求此時(shí)A管中氣柱長(zhǎng)度。已知大氣壓強(qiáng)為p01.0×105Pa2.62。單元精練一選

7、擇題1下列敘述中，正確的是AB（ ）（A）布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子熱運(yùn)動(dòng)的反映（B）兩個(gè)鉛塊壓后能緊連在一起，說明分子間有引力（C）分子間距離越大，分子勢(shì)能越大，分子間距離越小分子勢(shì)能也越?。―）用打氣筒向籃球充氣時(shí)需用力，說明氣體分子間有斥力2下列可以算出阿伏加德羅常數(shù)的一組數(shù)據(jù)是D（ ）（A）水的密度和水的摩爾質(zhì)量 （B）水的摩爾質(zhì)量和水的體積（C）水分子的體積和水分子的質(zhì)量 （D）水分子的質(zhì)量和水的摩爾質(zhì)量3下列現(xiàn)象可能發(fā)生的是ABD（ ）（A）物體的溫度很高，某個(gè)分子的動(dòng)能卻很?。˙）物體的運(yùn)動(dòng)速度很大，溫度卻很低（C）物體的溫度不變，分子的平均動(dòng)能卻發(fā)生了變化（D）物體放出熱量，溫度卻還在

8、升高4如圖所示反映的是，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b再變化到狀態(tài)c最后又變化到狀態(tài)a的p1/V圖，由圖線可知CD（ ）（A）在狀態(tài)a到狀態(tài)b的變化過程中，氣體的內(nèi)能增加（B）在狀態(tài)b到狀態(tài)c的變化過程中，氣體的內(nèi)能減?。–）在狀態(tài)c到狀態(tài)a的變化過程，氣體的內(nèi)能不變（D）從a狀態(tài)到b狀態(tài)、從b狀態(tài)到c狀態(tài)，這兩個(gè)變化過程中內(nèi)能變化量的大小是相等的5只要知道下列哪一組物理量，就可以估算出氣體中分子間的平均距離B（ ）（A）阿伏加德羅常數(shù)，該氣體的質(zhì)量和摩爾質(zhì)量（B）阿伏加德羅常數(shù)，該氣體的摩爾質(zhì)量和密度（C）阿伏加德羅常數(shù)，該氣體的質(zhì)量和體積（D）該氣體的密度、體積和摩爾質(zhì)量6一定質(zhì)量

9、的理想氣體，從如圖所示A狀態(tài)開始，經(jīng)歷了B、C，最后到D狀態(tài)，下列說法中正確的是AC（ ）（A）AB溫度升高，體積不變（B）BC壓強(qiáng)不變，體積變大（C）CD壓強(qiáng)變小，體積變大（D）B點(diǎn)的溫度最高，C點(diǎn)的體積最大7一定質(zhì)量理想氣體，其狀態(tài)沿圖中的直線ABC進(jìn)行變化，下列說法正確的是D（ ）（A）tAtBtC（B）tAtCtB（C）若tA3，則tB4（D）若tA3，則tB878如圖所示，兩端封閉的玻璃管中間有一段水銀柱 經(jīng)適當(dāng)傾斜，使上下兩部分氣體的體積恰好相等。保持管的傾角不變，管內(nèi)氣體的溫度始終與環(huán)境溫度相同，則BC（ ）（A）若環(huán)境溫度發(fā)生變化，兩部分氣體體積仍相等（B）若環(huán)境溫度發(fā)生變化，

10、兩部分氣體壓強(qiáng)的變化量相等（C）若上面氣體體積變大，可以判斷環(huán)境溫度降低了（D）上面氣體壓強(qiáng)的變化量可能比下面氣體壓強(qiáng)的變化量小9如圖所示，一試管開口朝下插入盛水的廣口瓶中，在某一深度處?kù)o止時(shí)，管內(nèi)封有一定的空氣。若向廣口瓶中再緩慢倒入一些水，則試管將B（ ）（A）加速上浮 （B）加速下沉（C）保持靜止 （D）繞原靜止位置上上下振動(dòng)10如圖所示，一圓柱形容器上部圓筒較細(xì)，下部筒較粗且足夠長(zhǎng)。容器的底是一可沿下圓筒無(wú)摩擦移動(dòng)的活塞S，用細(xì)繩通過測(cè)力計(jì)F將活塞提著，容器中盛水。開始時(shí)，水面圓筒的開口處在同一水平面上，在提著活塞的同時(shí)使活塞緩慢地下移。在這一過程中，測(cè)力計(jì)的讀數(shù)B（ ）（A）先變小，

11、然后變大（B）先變小，然后保持不變（C）先變大，然后變?。―）、一直保持不變二填空題11如圖所示，兩端封閉粗細(xì)均勻的細(xì)長(zhǎng)直玻璃管，內(nèi)有長(zhǎng)為l的汞柱將管內(nèi)氣體分隔成上下兩段，當(dāng)管內(nèi)圖氣體的溫度都為27，管的傾角為30°時(shí)，上下兩段氣柱的長(zhǎng)度相等，且下段氣體的壓強(qiáng)是上段氣體壓強(qiáng)的兩倍。則當(dāng)上下兩段氣體的溫度都為 時(shí)，下段氣柱的長(zhǎng)度將減小一半177。12如圖所示為一個(gè)圓筒形容器的橫截剖面圖，a、b兩汽缸內(nèi)充有初始溫度相同的理想氣體，孔c、d與大氣相通，活塞E不漏氣且光滑，開始時(shí)活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)，若a、b兩部分氣體同時(shí)升高相同的溫度，則活塞E 。（選填“向左”、“向右”或“靜止不動(dòng)右”）13

12、如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體可由狀態(tài)1經(jīng)等容過程到狀態(tài)2，再經(jīng)等壓過程到狀態(tài)3，也可先經(jīng)等壓過程到狀態(tài)4，再經(jīng)等容過程到狀態(tài)3。已知狀態(tài)1的溫度和狀態(tài)3的溫度相同，狀態(tài)2的溫度為T2，狀態(tài)4的溫度為T4，則狀態(tài)l和狀態(tài)3的溫度T1T3 。14一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)過如圖所示的變化過程，在0時(shí)氣體壓強(qiáng)p03×105Pa，體積V0100ml，那么氣體在狀態(tài)A的壓強(qiáng)為 atm，在狀態(tài)B的體積為 ml5.424，183。15如圖所示，固定的圓柱形氣缸中，有a、b兩個(gè)可無(wú)摩擦滑動(dòng)的活塞將氣體分別封閉在A、B兩部分中。當(dāng)兩個(gè)活塞均靜止不動(dòng)時(shí)，A中氣體的體積是B中氣體體積的3倍，現(xiàn)施水平力向左推活塞

13、a，使之向左移2cm停止，待活塞b也停止移動(dòng)時(shí)，它向左移動(dòng)了 cm0.5cm。16有一籃球容積是2L，內(nèi)有1大氣壓空氣，今用打氣筒對(duì)它打氣，每一次打入1大氣壓100cm3空氣，要使球內(nèi)氣體達(dá)到2大氣壓，應(yīng)打 次氣20。17如圖所示，長(zhǎng)為l100cm，導(dǎo)熱性能良好的細(xì)玻璃管豎直放置，管內(nèi)有一段高為h4cm的水銀封閉了l096cm長(zhǎng)的空氣柱，水銀柱剛好與管口齊平，現(xiàn)向管口再緩慢加入水銀，最多能加入水銀的高度是 cm。（設(shè)大氣壓強(qiáng)p076cmHg6cm）18質(zhì)量為M的氣缸內(nèi)有一質(zhì)量為m的活塞封閉一部分空氣，氣缸內(nèi)部橫截面積為S，當(dāng)把氣缸吊起來(lái)而處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，活塞距缸底h，如圖所示，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)是

14、 。若割斷吊繩，手持活塞把p，氣缸豎直舉起，L氣缸靜止時(shí)，活塞距缸底的距離是 。設(shè)大氣壓為p0，活塞與氣缸無(wú)摩擦，氣缸內(nèi)空氣溫度始終不變p0mg/S，（p0Smg）h/ （p0Smg）。三計(jì)算題19如圖所示，一個(gè)橫截面積為S的圓筒形容器豎直放置，金屬圓板A的上表面是水平的，下表面是傾斜的，下表面與水平面的夾角為，圓板的質(zhì)量為M，不計(jì)圓板與容器內(nèi)壁之間的摩擦。若大氣壓為p0，則被圓板封閉在容器中的氣體壓強(qiáng)p為：都取金屬圓板為研究對(duì)象。（1）同學(xué)甲認(rèn)為，下表面受到的壓力pS的豎直分力與重力Mg和大氣壓力p0S之和相平衡都錯(cuò)，p0SMg/S。即pScosMgp0Spp0/cosMg/Scos（2）乙

15、同學(xué)認(rèn)為，下表面面積為S1S/cos，受到的壓力pS1與重力Mg和大氣壓力p0S之和在垂直下表面方向的分力相平衡即pS/cos（Mgp0S）cospp0cos2Mgcos2/S你同意上述分析嗎？若不同意則說明理由寫出你認(rèn)為正確的分析和結(jié)果。20如圖所示，管內(nèi)水銀柱上方封閉一部分空氣，當(dāng)大氣壓強(qiáng)p0為75cm汞柱，環(huán)境溫度為27時(shí)，管內(nèi)外水銀面高度差為60cm，管內(nèi)被封閉的空氣柱長(zhǎng)度是30cm。試問：（1）此時(shí)管內(nèi)空氣的壓強(qiáng)為多大15，62.25？（2）將此裝置移到高山上，環(huán)境溫度為3時(shí)發(fā)現(xiàn)管內(nèi)外水銀面高度差為54cm，山上的大氣壓強(qiáng)多大？（設(shè)試管頂?shù)讲蹆?nèi)水銀面的高度不變）21一定質(zhì)量的理想氣體

16、被活塞封閉在圓筒形的金屬氣缸內(nèi)如圖所示，活塞的質(zhì)量為30kg，截面積為S100cm2活塞與氣缸底之間用一輕彈簧連接，活塞可沿氣缸壁無(wú)摩擦滑動(dòng)但不漏氣，開始使氣缸水平放置，連接活塞和氣缸底的彈簧處于自然長(zhǎng)度l050cm。經(jīng)測(cè)量，外界氣溫為t27，大氣壓為p01.0×105Pa，將氣缸從水平位置緩慢地豎直立起，穩(wěn)定后活塞下降了10cm；再對(duì)氣缸內(nèi)氣體緩熳加熱，若活塞上升30cm，求：（1）彈簧的勁度系數(shù)500，588；（2）氣缸內(nèi)氣體達(dá)到的溫度。22一根兩端開口、粗細(xì)均勻的長(zhǎng)直玻璃管橫截面積為S2×103m2，豎直插入水面足夠?qū)拸V的水中。管中有一個(gè)質(zhì)量為m0.4kg的密閉活塞，

17、封閉一段長(zhǎng)度為l66cm的氣體，氣體溫度T0300K，如圖所示。開始時(shí)，活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)，不計(jì)活塞與管壁間的摩擦。外界大氣壓強(qiáng)p01.0×105Pa，水的密度01.0×103kg/m3，試問1.02×105Pa，0.1，68；347.6：（1）開始時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)多大？（2）現(xiàn)保持管內(nèi)封閉氣體溫度不變，用豎直向上的力F緩慢地拉動(dòng)活塞當(dāng)活塞上升到某一位置時(shí)停止移動(dòng)，此時(shí)F6N，則這時(shí)管內(nèi)外水面高度差為多少？管內(nèi)氣柱長(zhǎng)度多大？（3）再將活塞固定住，改變管內(nèi)氣體的溫度，使管內(nèi)外水面相平，此時(shí)氣體的溫度是多少？23如圖所示，一足夠高的直立氣缸上端開口，用一個(gè)厚度不計(jì)的活塞封閉了一段高為80cm的氣柱，活塞的橫截面積為0.01m2，活塞與氣缸間的摩擦不計(jì)，氣缸側(cè)壁通過一個(gè)支口與U形管相連，支口離氣缸底部的高度