组卷网 > 知识点选题 > 应用理想气体状态方程处理实际问题
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解析
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1 . 中国作为一个海洋大国,拥有极为广阔的海域。核潜艇是核打击生存能力最强的一种,因其具备高度隐蔽性、机动性、长时间水下续航等特点,是国家核战略的重要基石。我国自主研发的094型战略核潜艇,使我国核威慑力量更加有效,第二次核打击能力得到巨大的提高,被称为“镇国神器”。一个体积为V的简易潜水艇模型如图所示。当储水舱里的气体体积为,压强为时,潜水艇有浸没在海水中。当地大气压强为,海水的密度为ρ,假设各深度处海水温度相同,潜水艇在吸入或排出海水过程中,海水深度对潜水艇的压强变化忽略不计。
(1)当潜水艇用空气压缩泵缓慢排出储水舱上方的部分气体时,可以吸入一定量的海水,使潜艇恰好全部浸没在海水里并处于静止状态。此时,储水舱上方气体的压强为,求储水舱剩余气体的质量与原有气体的质量之比;
(2)当潜水艇静止潜在深度h处时(潜水艇全部浸入海水后,储水舱内气体的变化忽略不计),用空气压缩泵向储水舱注入一定量的压强为的气体后,打开阀门排出部分海水使潜水艇向上浮。要使舱内的海水排出的体积为,求打开阀门前,储水舱内气体的压强。

2 . 如图所示,竖直放置的汽缸质量,活塞的质量,活塞的横截面积,厚度不计。汽缸壁和活塞都是绝热的,活塞上方的汽缸内封闭一定质量的理想气体,活塞下表面与劲度系数的轻弹簧相连,活塞不漏气且与汽缸壁无摩擦。当汽缸内气体的温度时,缸内气柱长,汽缸总长,汽缸下端距水平地面的高度,现使汽缸内气体的温度缓慢降低,已知大气压强,取重力加速度大小。求:
(1)汽缸刚接触地面时,求活塞上方汽缸内气体的热力学温度
(2)汽缸接触地面后,把活塞下方的气体与外界隔开且不漏气,地面导热良好。现改变活塞上方汽缸内气体温度,求当弹簧刚好恢复到原长时,活塞下方的气体压强
(3)求(2)问中,活塞上方汽缸内气体的热力学温度为多少。

3 . 如图所示,汽缸开口向上放在水平地面上,缸内用一质量和厚度均不计、面积为S的活塞封闭一定质量的理想气体。绕过定滑轮的细线一端连接活塞,另一端连接质量为的物块,开始时,系统处于静止状态,活塞离缸底的距离为,离缸口的距离也为,重力加速度大小为,物块与地面接触,但对地面的压力大小为0,汽缸内气体初始的热力学温度为,大气压强恒为,不计一切摩擦。
(1)求汽缸内气体的压强;
(2)通过电阻丝(体积不计)对汽缸内气体缓慢加热,当活塞刚好到缸口时,求汽缸内气体的热力学温度。
4 . 普通橡胶气球内外气体存在压强差。在地表把一定质量的空气注入到气球中,注入前空气压强为,缓慢注入气球后气球内部压强为,注入空气后气球体积为,地表温度保持不变。该气球释放后将自由上升,已知地表温度为,海拔每上升,温度降低。忽略因温度变化导致的气球体积变化,空气可看成理想气体。求:
(ⅰ)空气注入气球前后密度之比;
(ⅱ)当气球上升时,内部气体压强的大小。
5 . 如图所示,圆柱形汽缸内用活塞封闭了一定质量的理想气体,汽缸的高度为l,缸体内底面积为S,缸体重力为G。轻杆下端固定在桌面上,上端连接活塞。活塞所在的平面始终水平。当热力学温度为时,缸内气体高为,已知大气压强为,不计活塞质量及活塞与缸体的摩擦。现缓慢升温至活塞刚要脱离汽缸。
(1)求初始时气体的压强;
(2)求活塞刚要脱离汽缸时缸内气体的温度;
(3)已知此理想气体的内能跟热力学温度成正比,即k已知,求该过程缸内气体吸收的热量Q

2024-03-06更新 | 757次组卷 | 1卷引用:湖南省长沙市第一中学2023-2024学年高三下学期2月自主检测物理试题
6 . 如图所示,粗细均匀、上端开口、下端封闭的薄壁玻璃管竖直放置,开口朝上,玻璃管横截面积,玻璃管总长度,玻璃管内用水银封闭理想气体,气柱长度与水银柱长度均为。初始温度,气体内能变化与温度变化成正比,可表达为,其中,水银密度,大气压强,重力加速度大小。求:
(1)若温度升高,使水银的上液面缓慢的恰好到达玻璃管开口处,温度为多少K;
(2)若温度升高,使水银的上液面缓慢的恰好到达玻璃管开口处,气体吸收的热量Q
(3)继续对封闭气体缓慢加热温度升高,水银全部流出玻璃管,温度需要升高到多少K。
2024-03-05更新 | 798次组卷 | 1卷引用:浙江省七彩阳光联盟2023-2024学年高三上学期开学物理试题
7 . 如图,粗细均匀的L形导热细玻璃管固定在竖直面内,竖直部分上端封闭,长为,通过水银柱在管内封闭一段长为的理想气体,水平部分左端开口,管内的水银柱总长为,水银柱左侧面到C端的距离为,已知大气压强为,环境温度为
(1)若保持环境温度不变,将玻璃管C端用活塞封闭,并缓慢向右推动活塞,当水银全部进入竖直管时,求此时竖直管内气体的压强;
(2)若环境温度缓慢升高到,求水银柱左侧面向左移动的距离。
2024-03-05更新 | 1037次组卷 | 1卷引用:河南省信阳高级中学2023-2024学年高三上学期2月月考理综试题-高中物理
8 . 大型庆典活动释放气球可以活跃庆典的气氛,用一个容积为50L、压强为1×107Pa的氦气罐给气球充气,每个气球需要充入氦气10L,充气后压强为1.5×105Pa。设充气过程罐内气体、气球内气体温度始终与大气温度相同,均为27℃,大气压强为1×105Pa,求:
(1)若充了20个气球,这时罐内气体压强为多少;
(2)气球释放后飘向高空,当气球上升到3000m高空时发生爆裂,发生爆裂时气球体积膨胀到15L。已知高度每升高1000m,大气温度下降6℃,大气压强减小11000Pa。则气球发生爆裂时,气球内外气体压强差为多少。

9 . 如图所示,开口向上的绝热汽缸竖直放置,汽缸壁内有卡环,质量为m、横截面积为S的绝热活塞静止在缸内,距缸底的高度为h,离卡环的距离为,活塞下方密封有一定质量的温度为T0的理想气体。活塞与汽缸内壁无摩擦且不漏气。外界大气压强为,重力加速度为g,现用电热丝(体积忽略不计)缓慢加热汽缸中的气体,求:
(1)当活塞刚好到卡环处时,缸内气体的温度;
(2)若气体温度每升高1℃,气体内能就增加E0,则当活塞对卡环的压力大小等于2mg时,电热丝放出的热量。
10 . 如图所示,一个固定在水平面上的绝热容器被隔板A分成体积均为的左右两部分。面积为的绝热活塞B被锁定,隔板A的左侧为真空,右侧中一定质量的理想气体处于温度、压强的状态1。抽取隔板A,右侧中的气体就会扩散到左侧中,最终达到状态2。然后解锁活塞B,同时施加水平恒力F,仍使其保持静止,当电阻丝C加热时,活塞B能缓慢滑动(无摩擦),使气体达到温度的状态3,气体内能增加。已知大气压强,隔板厚度不计。
(1)气体从状态1到状态2是___(选填“可逆”或“不可逆”)过程,分子平均动能____(选填“增大”、“减小”或“不变”);
(2)求水平恒力F的大小;
(3)求电阻丝C放出的热量Q
2024-03-01更新 | 3877次组卷 | 2卷引用:2024年1月浙江省普通高校招生选考物理试题
共计 平均难度:一般