气体典型例题.docx
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1、气体典型例题连通管内同一高度的液面处压强相等例1如图所示,(a)、(b)、(c)、(d)图中各有被水银柱封闭的气体,若大气压强p. = 76cmHg cmHg,求各图中被封闭气体的压强.分析:在图(a)中,根据连通管原理,与管外水银面齐平的管 内液面处的压强等于大气压强,所以被封气体压强与大气压强相差 5cmHg.在图(b)中,与气体接触处液面比右管液面高10cm,可见气体 压强比外界大气压强低lOcmllg.在图(c)中,管内水银柱产生的压强应由竖直方向的高度来计 算,即水银柱压强外=力沏30.在图(d)中,有上、下两部分被封闭气体,根据连通管原理,下部气体压强。下等 于大气压强加上治水银柱
2、产生的压强.而上部气体压强。上比下部气体压强。上低hi cmllg.解:(a) % =为 2 = 75-5 = 71 (cmHg)=0-=76-10 = 66 (cm|Ig)(b) A-也就 30 =7670x0.5 = 71(cmHg)(d)。下=。0+%,。上=。下一% =。0+4一也点评:本题的解析是根据连通管内同一高度的液面处压强相等和液体内部的压强跟 深度成正比的原理若.采用研究水银柱的受力列平衡方程的方法,同样可以求解,只是 需要注意单位制的统一.水平横置气缸内气体压强的判断例2如图所示,固定在水平地面上的气缸内封闭着一定质量的气体,活塞与气缸内壁接触光滑且不漏气,活塞的横截面积=
3、 100cm受到片= 200n水平向左的推力而平衡,此,一用时,缸内气体对活塞的平均压力为为=1200n, ,则缸内气体的压强Pa,缸外大气压强。-Pa.分析:选择活塞作为研究对象,分析受力,在竖直方向,活塞受重力和气缸的弹力 平衡,在水平方向,活塞受到向左的外力用和大气压力为,向右受到被封闭气体的压 力玛。根据压强的定义可求出缸内气体压强。根据水平方向受力平衡可求出缸外大气 压强P。解:根据压强的定义,缸内气体压强缸内气体压强号%a由活塞受力平衡得玛及。大气压强”1200-200100x10”Pa =1.0xlQ5Pa.点评:本题考查的内容是气体的压强与力学的综合问题,关键在于正确选择研究对
4、 象和正确分析受力。连通管内封闭气体压强例3如图所示,一支两端开口,内径均匀的形玻璃管,右边直管中 的水银柱被一段空气柱隔开,空气柱下端水银面与左管中水银面的高度差)力将减小 力将不变 力将增大 力将不变)力将减小 力将不变 力将增大 力将不变为力,则下列叙述中正确的是( A、向左管中注入一些水银后, B、向左管中注入一些水银后, C、向右管中注入一些水银后, D、向右管中注入一些水银后,分析:被封空气柱下端的水银面与左管中水银面高度差反映了被封气体的压强,所 以,右管内上方的水银柱长也应为人当向左管内注入一些水银时,由于右管内空气柱 上方的水银柱长不变,则空气柱的压强不变,因此,h不变.当向
5、右管内注入一些水银 时,气体压强增大,力增大.解:B、C.点评:U形管内被封闭气体的压强,利用左管或右管来计算是等价的. 封闭空气处于不同运动状态时的压强例4 一根粗细均匀的玻璃管内装有10cm高水银柱,封闭着15cm高的空气,竖直放 置;如图所示.设外界大气压=76cmHg,求:当(1)匀速上升;(2)自由下落;(3)以加速度八10川$2匀加速上升时空气柱的压强(取g = 10向s).|分析:要求被封闭的空气柱在不同运动状态卜.的压强,直接求是条件不足多loon 的,必须通过研究与之接触的水银柱的受力,才能间接求出.山丁解:取水银柱为研究对象,它受三个力的作用,其中方向向下的力有两个,I亍
6、重力C和大气压力外;方向向上的力一个,空气柱对它的支持力久设玻璃管内横截面积为S,则有:G = g,Fo=PoS,F = pS (1)匀速上升时,受力平衡必S + wg = pS即Po&+而瓯=PSPq + 而 g = Pp = pQ + dig = 76 + (13.6x103)x0.10x10x% 861.0x10(cmHg)(2)自由下落时,由牛顿第二定律得Po$ + mg-pS = ma其中以=g.0=o=76cmHg(3)匀加速上升时,由牛顿第二定律得pS- (pQS + mg) - ma其中 a=10m/s即 pS-poS-2mgOpS-PoS-2 成血=0p = p0 + 2 d
7、g =76 + 2xl3.6xl03x0.10xlQx76l.OxlO5% 96(cmHg)点评:本题研究被封闭空气处于不同的运动状态时压强的判定,实际是考查对研究 对象转移的方法的掌握程度.习题精选(一)1、密封容器中气体的压强()A、是由气体受到重力产生的B、是由气体分子间的相互作用力(吸引和排斥)产生的C、是大量气体分子频繁地碰撞器壁所产生的D、当容器自由下落时将减为零2、关于热力学温标的说法,哪些是正确的()A、热力学温标的零度是一273,叫绝对零度B、气体温度趋近绝对零度时其体积为零C、热力学温度的每1度温度大小跟摄氏温度的每1度温度大小相同 D、热力学温度升高1度大于摄氏温度升高1
8、度3、如图所示,一圆形气缸静置于地面上,气缸的质量为机活塞(连 同手柄)的质量为加,气缸内部的横截面积为S,大气压强为耳,现 将活塞缓慢上提,求气缸刚离地时气缸内气体的压强(忽略摩擦).4、如图所示,圆形气缸的质量为也】,与地面摩擦系数为,活塞质量为也2,缸内封闭一定质量的气体,在水平恒力尸作用下整 体一起向前加速,活塞横截面积为大气压强为尸。,缸内壁 摩擦不计,求缸内气体压强.(气体质量可略)5、小车上固定一横截面积为$ 一端封闭的均匀玻璃管,管内有长为的水银柱封住一管内气体压强为管内气体压强为.(水银密度为。)段气体(如图),若大气压强为P。,则小车以加速度a向左加速时,6、如图所示,大气
9、压强为外,玻璃管自重为G,横截面积为S.管内外水银面高度差为力(不计管壁厚)水银密度为。,求悬吊玻璃管的细线中的拉力多大?MgP = Pa 答案:1、C 2、AC3、S2gmxF4、$ (勺+%)S5、Pq + pLa 6 G + pghS 习题精选(二)一、选择题1、下列说法中不正确的是A、在绝对零度附近气体己液化,所以它的压强不会为零B、绝对零度实际上是不可能达到的C、随着技术的发展,绝对零度是可以达到的D、用摄氏温标表示绝对零度,其数值是一273. 15C2、关于密封容器中气体的压强的说法正确的是A、是由于气体受到重力作用而产生的B、是由于气体分子间的相互作用力产生的C、是大量分子频繁地
10、碰撞器壁产生的D、是容器对气体分子的排斥产生的3、准确描述气体状态所需要的物理量是A、压强、体积和温度B、压强、密度和温度C、压强、体积、温度和质量D、压强、体积、温度和摩尔数4、如图所示,左端封闭的U形管中用水银封闭48两段空气柱,外界大气压强为76cmHg, 则()七团5、如图所示,一端封闭的、壁又很薄的管子中有一些空气和一3cm段水银,将它倒置于水银槽中,上端用弹簧秤提着,水 此时弹簧秤的读数应为()银和管壁之间的摩擦力不计,C Pb Pa = cmllg D、 Pb Pa= cmllgA、等于管子本身的重力B、等于管.重加露出部分一段水银柱的重力C、等于管重加大气压力D、等于管重减去管
11、内空气向上的压力6、如图所示,气缸的质量为,通过弹簧吊在天花板上,气缸内封有一定质量,的气体,缸套和活塞无摩擦,活塞面积为S,则当大气压强为。时,封闭气体的压强为()8、如图所示,质量为舷= lkg,面积为S = 10cm?的活塞,封住气缸内的气体,活塞与8、如图所示,质量为舷= lkg,面积为S = 10cm?的活塞,封住气缸内的气体,活塞与气缸无摩擦,若在活塞上加上w=1kg的重物,缸内气体的压强为外Pa;若在活塞上加竖直向上的50N的拉力,气缸仍留在地面上,则气缸内气体 的压强外=Pa.(大气压强=10*10%; 8 = 10向一)9、一端封闭的U形管如图所示放置在竖直平面内,各段水银柱
12、长度分别为、4、% ,设外界大气压强为P。,则闭端空气柱的压强等于.(已知水银的密度为。)于.(已知水银的密度为。)三、计算题10、如图所示,在光滑水平面上放一个质量为M内外壁都光滑的气缸,活塞质量为例横截面积为S,外界大气压强为小,现对活塞施一个水平恒力E当活塞与气缸无相对 滑动时,气缸内气体的压强是多少?答案与提示:5、B6、C1、 C 2、 C 3、 A 4、 BD7、 81cmHg8、px = 1.2xlO5Pa, j2 =0.6xl05Pa10、根据牛顿第二定律,对活塞有:F+P正-pS = ma;对气缸和活塞得尸=(取+啕。,解和得P = Po+MFi(M +幽)5习题精选1、试用
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