题目内容

[物理——选修3-3]（15分）
（1）（5分）若已知阿伏加德罗常数、物质的摩尔质量、摩尔体积，则可以计算出（   ）
A．固体物质分子的大小和质量
B．液体物质分子的大小和质量
C．气体分子的大小和质量
D．气体分子的质量和分子间的平均距离
（2）（10分）如图所示，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体，活塞与容器壁间能无摩擦滑动，容器的横截面积为S。开始时气体的温度为T0，活塞与容器底的距离为h0，再将整个装置放在大气压恒为P0的空气中，当气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后再次平衡，求：
①外界空气的温度是多少？
②在此过程中的密闭气体的内能增加了多少？
（1）ABD
（2）①
②

（1）ABD（5分）
（2）（10分）
①取密闭气体为研究对象，活塞上升过程为等压变化，由盖·吕萨克定律有
                                                （2分）
得外界温度（3分）
②活塞上升的过程，密闭气体克服大气压力和活塞的重力做功，所以外界对系统做的功
                                                             （2分）
根据势力学第一定律得密闭气体增加的内能
                                         （3分）
练习册系列答案
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长为L的均匀玻璃管受重力为G。管的内壁是光滑的。管内有一个横截面积为S的轻活塞.在管中封闭有一定质量的气体.用细线把活塞吊起来，管竖直静止时,管内气柱长为,大气压强为.如果想把玻璃管和活塞分离,缓慢向下拉动玻璃管，在玻璃管上所加的竖直向下的的拉力至少为多大？
如图所示，高为H=60cm的气缸竖直放置在水平地面上，内有一质量为m=5kg、横截面积为S=25cm2的活塞．气缸的顶部装有卡环，可以阻止活塞离开气缸，气缸的右侧正中央安装一阀门，阀门细管直径不计．现打开阀门，让活塞从气缸顶部缓缓下降直至静止，气体温度保持t0=27℃不变，不计活塞与气缸间的摩擦，大气压强p0=1.0×105Pa．求：
（1）活塞静止时，缸内气体的压强．
（2）活塞静止时，距离气缸底部的高度．
（3）活塞静止后关闭阀门，缓慢加热缸内气体，使温度达到t′=477℃，求活塞距离气缸底部的高度．
（12分）如图所示，一导热性能良好的容器水平放置，两端是直径不同的两个圆筒，里面各有一个活塞，其横截面积分别为和，质量分别是，。它们之间用一质量不计的轻质细杆相连。两活塞可在筒内无摩擦滑动，但不漏气。在气温是-23℃时，用销子M把B拴住，并把阀门K打开，使容器和大气相通，随后关闭K，此时两活塞间气体体积是300cm3，当气温升到T时把销子M拔去。若刚拔去销子M时两活塞的加速度大小为l.2m／s2(设大气压强为l.0×105Pa不变，容器内气体温度始终和外界气温相同。)
（1）分析说明刚拔去销子M时两活塞的加速度的方向。
（2）求温度T为多少?
（9分）如图所示，有一玻璃管长L=100cm，内有一段水银柱h=20cm，封闭着长a=50cm长的空气柱，此时温度t1=27oC，大气压恒为p0=76cmHg，

求：
（1）求当对气体加热使水银柱升到与管口平齐时，气体温度为多少？
（2）求空气柱温度至少多大时，可使管中水银全部溢出？ 
如图8-2-8所示，两端开口的U形管，右侧直管中有一部分空气被一段水银柱与外界隔开，若在左管中再注入一些水银，平衡后则(   )

图8-2-8
A.下部两侧水银面A、B高度差h减小         
B.h增大
C.右侧封闭气柱体积变小
D.水银面A、B高度差不变
体积为V="100" cm3的空心球带有一根有刻度的均匀长管，管上共有N=101个刻度，设长管与球连接处为第一个刻度，以后顺序往上排列，相邻两刻度间管的容积为0.2 cm3，水银液滴将球内空气与大气隔开，如图8-2-9所示.当温度t="5" ℃时，水银液滴在刻度为n=21的地方.那么在此大气压下，能否用它测量温度？说明理由，若能，求其测量范围，不计热膨胀.

图8-2-9
页岩气是从页岩层中开采出来的天然气，主要成分为甲烷，被公认是洁净的能源．
（1）一定质量的页岩气(可看作理想气体)状态发生了一次循环变化，其压强 p随热力学温度T变化的关系如图所示，O、a、b在同一直线上，bc与横轴平行．则     ．
A．a到b过程，气体的体积减小
B．a到b过程，气体的体积增大
C．b到c过程，气体从外界吸收热量
D．b到c过程，气体向外界放出热量
（2）将页岩气经压缩、冷却，在－160℃下液化成液化天然气（简称LNG）．在液化天然气的表面层，其分子间的引力     （选填“大于”、“等于”或“小于”）斥力．在LNG罐内顶部存在一些页岩气，页岩气中甲烷分子的平均动能     （选填“大于”、“等于”或“小于”）液化天然气中甲烷分子的平均动能．
（3）某状况下页岩气体积约为同质量液化天然气体积的600倍，已知液化天然气的密度，甲烷的摩尔质量，阿伏伽德罗常数，试估算该状态下6 .0m3的页岩气中甲烷分子数．
如图所示，气缸竖直放置，横截面积S＝60，质量不计的活塞可在气缸内无摩擦移动，但不漏气，大气压强＝1.0×Pa封闭气体的初始温度为127℃，若气体温度逐渐降低到27℃时，气体体积减小ΔV，若保持气体初始温度不变，而在活塞上放一重物，稳定后也可使气体体积减小ΔV，求重物的质量(g＝10)．

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