知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．在标准状总值下，有体积为V的水和体积为V的可认为是理想气体的水蒸气，已知水的密度为ρ，求阿伏加德罗常数为N_A，水的摩尔质量为M_A，在标准状况下水蒸气的摩尔体积为V_A，求：
（1）它们中各有多少水分子？
（2）它们中相邻两个水分子之间的平均距离．

难度：中等

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2．
如图甲所示，放置在水平台上的导热良好的气缸内封闭一定质量的理想气体，活塞质量为\(5kg\)，面积为\(25cm^{2}\)，厚度不计，活塞与气缸之间的摩擦不计，且密闭良好。气缸全高为\(25cm\)，大气压强为\(1.0×10^{5}\) \(Pa\)，当温度为\(27℃\)时，活塞封闭的气柱高为\(10cm\)。若保持气体温度不变，将气缸逆时针缓慢旋转至与水平方向成\(30^{\circ}\)的状态，如图乙所示。\(g\)取\(10m/s^{2}.0℃\)相当于\(273K\)。
\(①\)分析此过程中气体是吸热还是放热，并说明理由。
\(②\)若气缸静止于图乙状态，将外界环境温度缓慢升高，使活塞刚好下移至缸口，求此时的温度。

难度：较易

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3．
绝热气缸倒扣在水平地面上，缸内装有一电热丝，缸内有一光滑的绝热活塞，封闭一定质量的理想气体，活塞下吊着一重为\(G\)的重物，活塞重为\(G_{0}\)，活塞的截面积为\(S\)，开始时封闭气柱的高为\(h\)，气体的温度为\(T_{1}\)，大气压强为\(p_{0}.\)现给电热丝缓慢加热，若气体吸收热量\(Q\)时，活塞下降了\(h\)，求：
\(①\)气体的温度升高多少？
\(②\)气体的内能增加多少？

难度：较易

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4．在图甲所示的密闭气缸内装有一定质量的理想气体，图乙是它从状态\(A\)变化到状态\(B\)的\(V{-}T\)图象\({.}\)已知\(AB\)的反向延长线通过坐标原点\(O\)，气体在\(A\)点的压\({.}\)强为\(P{=}1{.}0{×}10^{5}{Pa}\)，在从状态\(A\)变化到状态\(B\)的过程中，气体吸收的热量\(Q{=}6{.}0{×}10^{2}\) \(J\)，求：

\(\ (i)\)气体在此状态\(B\)的体积\(V_{B}\)；
\((ii)\)此过程中气体内能的增量\({\triangle }U\)．

难度：易

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5．
如图，一根两端开口、横截面积为\(S=2 cm^{2}\)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\(L=21cm\)的气柱，气体的温度为\(t_{1}=7 ℃\)，外界大气压取\(p_{0}=1.0×10^{5} Pa(\)相当于\(75 cm\)高的汞柱压强\()\)．

\((1)\)若在活塞上放一个质量为\(m=0.1 kg\)的砝码，保持气体的温度\(t_{1}\)不变，则平衡后气柱为多长？\((g=10 m/s^{2})\)

\((2)\)若保持砝码的质量不变，对气体加热，使其温度升高到\(t_{2}=77 ℃\)，此时气柱为多长？

\((3)\)若在\((2)\)过程中，气体吸收的热量为\(10 J\)，则气体的内能增加多少？

难度：较难

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6．在标准状况下，有体积为V的水和体积为V的氧气（可视为理想气体），已知水的密度为ρ，阿伏加德罗常数为N_A，水的摩尔质量为M，在标准状况下lmol氧气的体积为Vo．求：
（1）水和氧气中各有多少个分子；
（2）水分子的直径和氧气中相邻两个分子之间的平均距离。

难度：易

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7．石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”。已知1g石墨烯展开后面积可以达到2600m²，试计算每1m²石墨烯所含碳原子的个数。（阿伏伽德罗常数N_A=6.0×10²³mol^-1，碳的原子质量M=12g/mol，结果保留两位有效数字）

难度：较易

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8．
如图所示，用轻质活塞在气缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与气缸壁之间的摩擦忽略不计。开始时活塞距气缸底的高度为\(h_{1}=0.50m\)，气体温度为\(t1=27℃\)。给气缸加热，活塞缓慢上升到距气缸底的高度为\(h_{2}=0.80m\)处时，缸内气体吸收\(Q=450J\)的热量。已知活塞横截面积\(S=5.0×10^{-3}m^{2}\)，大气压强\(p_{0}=1.0×10^{5}Pa\)。

\((\)不计轻质活塞的重力\()\)

求：\(①\)加热后缸内气体的温度。

\(②\)此过程中缸内气体增加的内能\(ΔU\)。

难度：中等

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9．如图所示，开口向上的导热气缸\(C\) 静置于水平桌面上，用一横截面积为\(s=10cm^{2}\)、质量为\(m=2kg\) 的活塞封闭了一定质量的理想气体\(.\)一不可伸长的轻绳一端系在活塞上，另一端跨过两个定滑轮连着一劲度系数\(k=400N/m\) 的竖直轻弹簧\(A\)，\(A\)下端系有一质量\(M=4kg\)的物块\(B.\)开始时，活塞到缸底的距离\(L_{1}=100cm\)，轻绳恰好拉直，弹簧恰好处于原长状态，缸内气体的温度\(t_{1}=27℃.\)已知外界大气压强恒为\(p_{0}=1.0×10^{5}Pa\)，取重力加速度\(g=10m/s^{2}\)，不计一切摩擦\(.\)现使缸内气体缓慢冷却，求：
\((1)\)当\(B\)刚要离开桌面时气缸内封闭气体的温度；
\((2)\)此过程中气体吸热还是放热，为什么？

难度：较易

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10．如图所示，长为\(0.5m\)、内壁光滑的气缸固定在水平面上，气缸内用横截面积为\(100cm^{2}\)的活塞封闭有压强为\(1.0×10^{5}Pa\)、温度为\(27℃\)的理想气体，开始时活塞位于距缸底\(30cm\)处\(.\)现对封闭的理想气体加热\(.\)使活塞缓慢向右移动\(.(\)已知大气压强为\(1.0×10^{5}Pa)\)
\(①\)试计算当温度升高到\(427℃\)时，缸内封闭气体的压强；
\(②\)若在此过程中封闭气体共吸收了\(800J\)的热量，试计算气体增加的内能．

难度：较易

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