高考物理 精做38 气体实验定律的计算大题精做 新人教版-新人教版高三全册物理试题.doc

《高考物理 精做38 气体实验定律的计算大题精做 新人教版-新人教版高三全册物理试题.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理 精做38 气体实验定律的计算大题精做 新人教版-新人教版高三全册物理试题.doc（26页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、精做38 气体实验定律的计算1（2017新课标全国卷）如图，容积均为V的气缸A、B下端有细管（容积可忽略）连通，阀门K2位于细管的中部，A、B的顶部各有一阀门K1、K3；B中有一可自由滑动的活塞（质量、体积均可忽略）。初始时，三个阀门均打开，活塞在B的底部；关闭K2、K3，通过K1给气缸充气，使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1。已知室温为27 ，气缸导热。（1）打开K2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强；（2）接着打开K3，求稳定时活塞的位置；（3）再缓慢加热气缸内气体使其温度升高20 ，求此时活塞下方气体的压强。【答案】（1） 2p0 （2）气缸B顶部 （3）1.6p0（3）设加

2、热后活塞下方气体的压强为p2，气体温度从T1=300 K升高到T2=320 K由理想气体状态方程有解得p2=1.6p02（2017新课标全国卷）一热气球体积为V，内部充有温度为Ta的热空气，气球外冷空气的温度为Tb。已知空气在1个大气压、温度T0时的密度为0，该气球内、外的气压始终都为1个大气压，重力加速度大小为g。（1）求该热气球所受浮力的大小。（2）求该热气球内空气所受的重力。（3）设充气前热气球的质量为m0，求充气后它还能托起的最大质量。【答案】（1） （2） （3）【解析】（1）1个大气压下质量为m的空气，在温度T0时的体积在温度T时的体积由盖吕萨克定律有联立可得气球所受的浮力（2）气

3、球内热空气所受的重力（3）设该气球还能托起的最大质量为m，由平衡条件有F=m0g+G+mg解得3（2017新课标全国卷）一种测量稀薄气体压强的仪器如图（a）所示，玻璃泡M的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管K1和K2。K1长为l，顶端封闭，K2上端与待测气体连通；M下端经橡皮软管与充有水银的容器R连通。开始测量时，M与K2相通；逐渐提升R，直到K2中水银面与K1顶端等高，此时水银已进入K1，且K1中水银面比顶端低h，如图（b）所示。设测量过程中温度、与K2相通的待测气体的压强均保持不变。已知K1和K2的内径均为d，M的容积为V0，水银的密度为，重力加速度大小为g。求：（1）待测气体的压强；（2）

4、该仪器能够测量的最大压强。【答案】（1） （2）（2）h越大，越大由题可知，故当h=l时，该仪器能够测量的最大压强4（2016新课标全国卷）在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强，两压强差p与气泡半径r之间的关系为p=，其中=0.070 N/m。现让水下10 m处一半径为0.50 cm的气泡缓慢上升。已知大气压强p0=1.0105 Pa，水的密度=1.0103 kg/m3，重力加速度大小g=10 m/s2。（1）求在水下10 m处气泡内外的压强差。（2）忽略水温随水深的变化，在气泡上升到十分接近水面时，求气泡的半径与其原来半径之比的近似值。【答案】（1）28 Pa （2）1.26【解析

5、】（1）当气泡在水下h=10 m处时，气泡内外压强差p1=28 Pa（2）气泡在水下10 m处时，气泡内空气的压强p1=p0+gh+p1，气泡体积V1=气泡到达水面附近时，气泡内空气的压强p2=p0+p2，气泡体积V2=，且p2=气泡上升过程中温度不变，根据玻意耳定律有p1V1=p2V2联立可得故r2r1，有p2VB。（1）若A、B两部分气体同时升高相同的温度，水银柱将如何移动？某同学解答如下：设两部分气体压强不变，由，所以水银柱将向下移动。上述解答是否正确？若正确，请写出完整的解答；若不正确，请说明理由并给出正确的解答。（2）在上下两部分气体升高相同温度的过程中，水银柱位置发生变化，最后稳定

6、在新的平衡位置，A、B两部分气体始末状态压强的变化量分别为pA和pB，分析并比较二者的大小关系。【答案】（1）不正确，水银柱向上移动 （2）pA=pB（2）升温前，由平衡条件有pB=pA+pHg升温后，水银柱稳定时，由平衡条件有pB =pA+pHg两式相减可得pA=pB7如图所示，气缸内封闭一定质量的某种理想气体，活塞通过滑轮和一重物连接并保持平衡，已知活塞距缸口50 cm，活塞面积10 cm2，封闭气体的体积为1 500 cm3，温度为0 ，大气压强1.0105 Pa，活塞质量及一切摩擦不计。缓慢升高环境温度，使活塞刚好升到缸口，求：活塞刚好升到缸口时，气体的温度是多少摄氏度？【答案】91

7、【解析】封闭气体初态：，T1=273 K末态：缓慢升高环境温度，封闭气体等压变化由得，即t=91 8如图，内径均匀的弯曲玻璃管ABCDE两端开口，AB、CD段竖直，BC、DE段水平，AB=90 cm，BC=40 cm，CD=60 cm。在竖直段CD内有一长10 cm的水银柱，其上端距C点10 cm。在环境温度为300 K时，保持BC段水平，将玻璃管A端缓慢竖直向下插入大水银槽中，使A端在水银面下10 cm，已知大气压为75 cmHg，且保持不变。（1）环境温度缓慢升高，求温度升高到多少开时，水银柱下端刚刚接触D点；（2）环境温度在（1）问的基础上再缓慢升高，求温度升高到多少开时，水银柱刚好全部

8、进入水平管DE。（计算结果保留三位有效数字）【答案】（1）400 K （2）519 K（2）水银柱刚好全部进入水平管DE，压强为，气体的长度为，温度为由理想气体状态方程得：解得：9现向一密闭的容积为10 L的容器缓慢充入压强恒为5 atm的氢气（可视为理想气体）。假设充气过程中容器的体积和气体温度均不变。（1）容器中充入多少升压强为5 atm的氢气时容器内压强达到1.5 atm?（2）向容器中缓慢充入1 L压强为5 atm的氢气后，容器内气体温度为27 ，对容器内气体进行加热，当气体温度达到多少摄氏度时压强会达到1.5 atm?【答案】（1）V1=3 L （2）气体温度达到627 时压强达到1

9、.5 atm【解析】（1）容器的容积为V=10 L，设有体积为V1的氢气充入容器，氢气充入容器前后的压强分别为p1和p2，温度不变。p2=1.5 atm由玻意耳定律可得p1V1=p2V，得V1=，代入数值得V1=3 L（2）向容器中充入V2=1 L压强为p1=5 atm的氢气后，初始时T1=300 K，加热后，温度升高到T2，压强为p2=1.5 atm由理想气体状态方程有代入数值得T2=900 K故气体温度达到627 时压强达到1.5 atm10一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pV图象如图所示。已知该气体在状态A时的温度为27。求：（1）该气体在状态B、C

10、时的温度分别为多少摄氏度？（2）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？【答案】（1） （2）吸热 200 J【解析】（1）气体从状态A到状态B：得即气体从状态B到状态C：得即（2）气体从状态A到状态C过程中是吸热，吸收的热量【名师点睛】解决气体问题的关键是挖掘出隐含条件，正确判断出气体变化过程，合理选取气体实验定律解决问题；对于内能变化。牢记温度是理想气体内能的量度，与体积无关。11如图所示，左边开口右边封闭且等高的U形玻璃管粗细不同，右管横截面积是左管的2倍。管中装入水银，在右管中封闭一段长为20 cm的空气柱，此时环境温度为51 ，两侧水银面的高度差为6 cm，设

11、大气压强相当于75 cm高水银柱产生的压强。求：（1）为使左右两便水银面高度相等，环境温度应变为多少？（2）若保持环境温度51 不变，然后将细管管口用一活寒封闭并将活常缓慢推入管中，直至两管中水银面高度相等，则活塞下移的距离是多少？【答案】（1）270 K （2）【解析】（1）对右管封闭气体，由理想气体的状态方程有T2=270 K（2）对右边封闭气体有p1V1=p3V3p3=90 cmHg对左边封闭气体有p4V4=p5V5，p4=p0，p5=p3V5=L5S，L5=35/3 cm12如图所示，导热性能良好的气缸内用活塞封闭有一定质量的理想气体，活塞用轻弹簧与缸底相连，当气缸如图甲水平放置时，弹

12、簧伸长了，活塞到缸底的距离为，将气缸缓慢转动竖直放置，开口上，如图乙表示，这时活塞刚好向缸底移动了的距离，已知活塞的横截面积为S，活塞与缸壁的摩擦不计，且气密性好，活塞的质量为m，重力加速度为g，大气压强为，求：（1）弹簧的劲度系数的大小；（2）从甲图到乙图的过程中，活塞重力做的功及大气压力对活塞做的功各为多少？【答案】（1） （2） 【名师点睛】本题考查气体实验定律，分析气体的状态参量，判断何种变化是关键，同时要能根据平衡条件求解封闭气体的压强，应用功的定义求气体的压力做功。13如图所示，一细U形管一端开口，一端封闭，用两段水银柱封闭两段空气柱在管内，初始状态时两气体的温度都为T1=300

13、K，已知L1=80 cm，L2=25 cm，L3=10 cm，h=15 cm，大气压强p0=75 cmHg，现给气体2加热，使之温度缓慢升高，求：当右端的水银柱的液面上升h=15 cm时，气体2的温度。（此过程气体1的温度保持不变）【答案】600 K14如图所示，封闭有一定质量理想气体的气缸开口向下竖直固定放置，活塞的截面积为S，质量为m0，活塞通过轻绳连接了一个质量为m的重物。若开始时气缸内理想气体的温度为T0，轻绳刚好伸直且对活塞无拉力作用，外界大气压强为p0，一切摩擦均不计且m0gL0，气体膨胀对外做功，而内能又不变（温度不变）。气体必须吸热；向右推时，因为L2L0，气体压缩外界对气体做

14、功而内能又不变（温度不变），气体必须放热28一密封的气象探测气球，在地面时充有压强为1.0105 Pa、温度为27 的氦气时，体积为4.0 m3，气球内氦气的密度为=1.0 kg/m3，摩尔质量为M=4 g/mol，已知阿伏加德罗常数为N=6.01023 mol1。在上升至海拔10.0 km高空的过程中，气球内氦气逐渐减小到此高度上的大气压4104 Pa，气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不变。此后停止加热，保持高度不变。已知在这一海拔高度气温为33 。试求：（1）气球内氦气的分子数及在地面时气球内氦气分子间的平均距离（结果保留1位有效数字）；（2）氦气在停止加热前的体积；（3）氦气在停止加热较长一段时间后的体积。【答案】（1）个 2109 m （2）10 m3 （3）8 m3（3）在停止加热较长一段时间后，氦气的温度逐渐从T1=300 K下降到与外界气体温度相同，即T2=240 K。这是一等过程是等压过程。则，代入数据得：