【选修3-3选做题】某登山运动员在一次攀登珠穆朗玛峰的过程中,在接近山顶时他裸露在手腕上的防水手表的表盘玻璃突然爆裂了,而手表没有受到任何撞击,该手表出厂时给出

【选修3-3选做题】某登山运动员在一次攀登珠穆朗玛峰的过程中,在接近山顶时他裸露在手腕上的防水手表的表盘玻璃突然爆裂了,而手表没有受到任何撞击,该手表出厂时给出

题型:江西省模拟题难度:来源:
【选修3-3选做题】
某登山运动员在一次攀登珠穆朗玛峰的过程中,在接近山顶时他裸露在手腕上的防水手表的表盘玻璃突然爆裂了,而手表没有受到任何撞击,该手表出厂时给出的参数为:27℃时表内气体压强为l.0×105 Pa(常温下的大气压强值),当内外压强差超过6.0×104 Pa时表盘玻璃将爆裂。当时登山运动员携带的温度计的读数是- 21℃,表内气体体积的变化可忽略不计。
(1)通过计算判断手表的表盘玻璃是向外爆裂还是向内爆裂?
(2)当时外界的大气压强为多少?
答案
解:(1)取表内封闭气体为研究对象
初状态的压强为P1=1.0×105 Pa,温度为T1=(273+27)K=300 K
其末状态的压强为P2,温度为T2=(273-21) K=252 K
根据气体的状态方程,有
解得:P2=8.4×104 Pa
如果手表的表盘玻璃是向内爆裂的,则外界的大气压强为P0=P2+△p=8.4×104 Pa +6.0×104 Pa=1.44×105 Pa。大于山脚下的大气压强(即常温下的大气压强),这显然是不可能的,所以可判断手表的表盘玻璃是向外爆裂的
(2)当时外界的大气压强为P0"=P2-△p=8.4×104 Pa-6.0×104 Pa=2.4×104 Pa
举一反三
如图所示,圆柱形气缸倒置在水平粗糙的地面上,气缸内部封有一定质量的气体。已知气缸质量为10kg,缸壁厚度不计,活塞质量为5kg,其横截面积为50cm2,所有摩擦不计。当缸内气体温度为27℃时,活塞刚好与地面相接触,但对地面无压力。求
(1)此时封闭气体压强?
(2)现使缸内气体温度升高,当气缸恰对地面无压力时,缸内气体温度为多少?(已知大气压强为p0=1.0×105Pa)
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【选修3-3选做题】
如图为均匀薄壁U形管,左管上端封闭,右管开口且足够长,管的截面积为S,内装有密度为ρ的液体,右管内有一质量为m的活塞搁在固定卡口上,卡口与左管上端等高,活塞与管壁间无摩擦且不漏气,温度为T0时,左、右管内液面等高,两管内空气柱长度均为L,压强均等于外界大气压P0,重力加速度为g,现使左、右两管温度同时缓慢升高,在活塞离开卡口上升前,左、右两管液面保持不动,试求:
(1)温度升高到多少时,右管活塞开始离开卡口上升;
(2)温度升高到多少时,两管液面高度差为L。
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【选修3-3选做题】
如图所示,U型管右管内径为左管的两倍,外界大气压强P0=75 cmHg。左端封闭,封有长为30 cm的气柱,左右两管水银面高度差为37.5 cm,左端封闭端下60 cm处有一小塞子D,若将小塞子D拔去(空气能进入但水银不会流出),会在左管内产生一段新的空气柱。求:
(1)此时左管封闭端的气柱长度变为多少?  
(2)新产生的气柱长为多少?
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【选修3-3选做题】
一定质量的某种理想气体由状态A经过图中所示过程缓慢变到状态B,在此过程中
[     ]
A.气体的密度一直变小
B.气体的密度一直变大
C.气体的内能一直增加
D.气体的内能一直减小
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【选修3-3选做题】
一定质量的理想气体从状态A变化到状态B,再变化到状态C,其状态变化过程的p-V图象如图所示。已知该气体在状态A时的温度为27℃。则:
(1)该气体在状态B、C时的温度分别为多少℃?
(2)该气体从状态A到状态C的过程中内能的变化量是多大?
(3)该气体从状态A到状态C的过程中是吸热,还是放热?传递的热量是多少?
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