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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，p-T和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p k 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（）单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比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.丁图中理想气体从尸到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
2、温设备，制冷极限约50 K.某台回热式制冷机工作时:一定质量的氮气（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4 和 B 的温度均为27,状态C 和力的温度均为一133 C,下列判断正确的是（）A.气体由状态4 到 8 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。过程,分子间的平均间距减小D.气体由状态C 到。过程，气体对外做功E.气体由状态。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 8、C状态，最后到。状态，下列判断正确的是()A.A-B过程温度升高，压强不变B.BC过程体积不变
3、，压强变小C.BC过程体积不变，压强不变D.C-O过程体积变小，压强变大E.C-0过程温度不变，压强变小5.如图所示，一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7变化的图象是()6.一定质量的理想气体，状态从ATBTCTOA 的变化过程可用如图所示的p-V图线描述，其中0 T A为等温线，气体在状态A时温度为=300 K,求：(1)气体在状态C时温度7b(2)若气体在48过程中吸热1 000 J,则在A-B过程
4、中气体内能如何变化?变化了多少？024 5V/L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po=75cm H g,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4 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7L时，水银面的高度差人=10 cm,两管空气柱长均为小=10
5、cm,A 管中气体的压强0=2 0 cmHg.现使两管中的气体的温度都升高到2.4 R,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，一根两端开口、横截面积为S=2 co?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，活塞下封闭着长乙=21 cm 的气柱，气体的温度为4=7,外界大气压取po=1.0 x105 pa(相当于75 cm 高汞柱压强)。(1)若在活塞上放一个质量为，k g 的祛码，保持气体的温度八不变，则平衡后气柱为多长；(g=10 m/s2)(2)若保持法码的质量不变，对气体加热，使
6、其温度升高到玄=77 C,此时气柱为多长；(3)若在(2)过程中，气体吸收的热量为1 0 J,则气体的内能增加多少？4.如图，在两端封闭、高为37cm、粗细均匀的U 形细玻璃管内有一股水银柱，水银柱的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4=12.0cm和 4=8 0 c m,水平部分管长 4=1 2.0 c m,左边气体的压强为16.0cm H g,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
7、放置，玻璃管总长L=43.0cm,管内有一段高度/?=9.0cm水银柱，水银柱下端封闭空气柱的长度/=30.0cm,管内气体温度与环境温度相同，已知大气压强”,=75.0cmHg,环境温度(=3()0 K,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不变，为保证水银不溢出，最多还可缓慢沿管壁向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，气柱长度分别为乙=2 0 c m和4=1 0 c m,两臂水银柱高度差为
8、人=1 0 c m。已知B管顶部气体压强为2=1 0 0 c m H g,玻璃管导热性能良好，环境温度为2 7 ，热力学温度T与摄氏温度t的关系为丁 =(2 7 3 +1)K。(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，”的活塞封闭一定质量的理想气体。己知活塞横截面积为5,外界大气压强为外，缸内气体温度为现对汽缸内气体缓慢加热，使气体体积由 口 增大到匕，该过程中气体吸收的热量为。1，停止加热并保持体积匕不变，使其降温到/，已知重力加速
9、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。和 江 、间距为八,距缸底的高度为“；活塞只能在。、6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po,温度均为n,现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体，直至活塞刚好到达匕处。重力加速度为g。求：(i)活塞即将离开卡口 4时，汽缸中气体的压强P I和温度Ti；n r(ii)活塞刚到达6处时，汽缸中气体的温度T2 b-百(iii)在上述过程中汽缸中气体对外所做的功。3