高中 | 气体的等温变化 题目答案及解析

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选修3-3

第八章 气体

8.1 气体的等温变化

气体的等温变化

长征系列运载火箭是我国自行研制的航天运载工具,具备发射低、中、高不同轨道,不同类型卫星及载人飞船的能力。

若为了借地球自转速度从而降低火箭发射燃料消耗,则发射场应尽量选择在$(\qquad)$

["

低纬度地区

","

中纬度地区

","

高纬度地区

"]
[["A"]]

地球自转角速度相等,纬度越低的位置线速度越大,为了借地球自转速度从而降低火箭发射燃料消耗,则发射场应尽量选择在低纬度地区。

故选:$\rm A$

若火箭沿图中虚线方向做匀加速直线运动离开地球表面,则发动机的喷气方向可能为$(\qquad)$

["

","

","

","

"]
[["B"]]

火箭沿图中虚线方向做匀加速直线运动,则加速度沿虚线向上,合力方向沿虚线向上,根据力的合成规律可知,只有第二个选择项满足要求。

故选:$\rm B$

处于同一圆轨道平面的两质量相等的人造地球卫星$a$$b$,离地高度$h_{a}\lt h_{b}$

①两卫星的在轨稳定运行速度大小$v_{a}$$v_{b}$的关系为                 

$\rm A$$v_{a}\gt v_{b}$              $\rm B$$v_{a}=v_{b}$              $\rm C$$v_{a}\lt v_{b}$              $D$.不确定

②两卫星的机械能$E_{a}$$E_{b}$的关系为                 

$\rm A$$E_{a}\gt E_{b}$              $\rm B$$E_{a}=E_{b}$              $\rm C$$E_{a}\lt E_{b}$              $\rm D$.不确定

[["$\\rm A$","$\\rm C$"]]

①根据万有引力提供向心力有$G\dfrac{Mm}{(R+h)^{2}}=m\dfrac{v^{2}}{R+ h}$

解得$v=\sqrt{\dfrac{GM}{R+h}}$

由于$h_{a}\lt h_{b}$

则有$v_{a}\gt v_{b}$

故选:$\rm A$

②由于两卫星质量相等,则轨道半径越大,卫星的机械能越大,则有$E_{a}\lt E_{b}$

故选:$\rm C$

如图所示是某兴趣小组设计的“水火箭”,安装在发射架上的“水火箭”主体是一个容积为$2\;\rm L$的饮料瓶,通过下方的活塞封闭了瓶内 $1\;\rm L$的水,此时瓶内空气压强为$p_{0}$可通过与活塞相连的打气筒向箭体内充气,打气筒每次能将压强为$p_{0}$$200\;\rm mL$外界空气压入瓶内,当箭体内部气压达到$5p_{0}$时可将活塞顶出,向后喷水,箭体被发射出去。要使火箭发射出去,至少需要打气                 次;在瓶内的水喷出的较短时间内,箭体内气体的温度将                 (选填“增大”“不变”或“减小”)。

[["$20$","降低"]]

打气之前气体的体积$V_{0}=2\;\rm L-1\;\rm L=1000\;\rm mL$

每次打气的体积$\Delta V=200\;\rm mL$

根据玻意耳定律有$5p_{0}V_{0}=p_{0}(V_{0}+n\Delta V)$

解得$n=20$

在瓶内的水喷出的较短时间内,可以近似认为还没有来得及发生热传递,则有$Q=0$

箭体内部气压达到$5p_{0}$时可将活塞顶出,向后喷水,气体体积增大,气体对外做功,根据热力学第一定律可知,气体内能减小,则温度降低。

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