填空题 15分 2011年物理

(1)对于一定量的理想气体,下列说法正确的是______。(选对一个给3分,选对两个给4分,选对3个给6分。每选错一个扣3分,最低得分为0分)

A.若气体的压强和体积都不变,其内能也一定不变

B.若气体的内能不变,其状态也一定不变

C.若气体的温度随时间不段升高,其压强也一定不断增大

D.气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关

E.当气体温度升高时,气体的内能一定增大

(2)如图,一上端开口,下端封闭的细长玻璃管,下部有长l1=66cm的水银柱,中间封有长l2=6.6cm的空气柱,上部有长l3=44cm的水银柱,此时水银面恰好与管口平齐。已知大气压强为Po=76cmHg。如果使玻璃管绕低端在竖直平面内缓慢地转动一周,求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度。封入的气体可视为理想气体,在转动过程中没有发生漏气。



正确答案

(1)ADE;

(2)12cm,9.2cm

答案解析

(1)理想气体的内能只由温度决定,由理想气体状态方程 可知,若气体的压强和体积都不变,温度T也不变,所以内能也一定不变,A、E选项正确。若气体的内能不变,则温度T不变,但气体的压强和体积可以改变,B项错误。若气体的温度升高,体积增大,其压强可以不变, C项错误。由热力学第一定律 知,D选项正确。

(2)设玻璃管开口向上时,空气柱压强为 ① 式中, 分别表示水银的密度和重力加速度。

玻璃管开口响下时,原来上部的水银有一部分会流出,封闭端会有部分真空。设此时开口端剩下的水银柱长度为x,则 ② 式中, 管内空气柱的压强。由玻意耳定律得 ③ 式中,h是此时空气柱的长度,S为玻璃管的横截面积。

由①②③式和题给条件得h=12cm④

从开始转动一周后,设空气柱的压强为 ,则

由玻意耳定律得‍ ⑥ 式中, 是此时空气柱的长度。

由①②③⑤⑥ 9.2cm⑦

考察知识点

物体的内能 热量理想气体的状态方程

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