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全国近三年高考物理真题演练及分类解析—【考点27】气体实验定律理想气体
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全国近三年高考物理真题演练及分类解析—【考点27】气体实验定律理想气体
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高中物理学****资料
(马鸣风萧萧**整理制作)
【考点27】气体实验定律理想气体
1.(2009上海春招,16)目前,医院给病人使用的
输液装置中,有玻璃瓶、硬塑料瓶和软塑料袋,
在以下列图中既能完成输液,又能减小空气对输液
可能产生污染的装置是()
2.(2007广东单科,9,4分)必然质量的理想气
体,在某一平衡状态下的压强、体积和温度分
别为p1、V1、T1,在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p2、V2、T2,以下关系正确的选项是
1
=p2,V1=2V2,T1=T2
量的气体当外界温度发生变化时,水柱地址将
上下变化。已知A、D间的测量范围为20℃~
80℃,A、D间刻度平均分布。由图可知,A、
D及有色水柱下端所示温度分别为()
℃、80℃、64℃
℃、80℃、68℃
℃、20℃、32℃
℃、20℃、34℃
4.(2008上海单科,9,4分)已知理想气体的内
能与温度成正比。以下列图的实线为汽缸内一
定质量的理想气体由状态1到状态2的变化曲
线,则在整个过程中汽缸内气体的内能()
.先增大后减小
.先减小后增大
.保持不变
5.(2008上海单科,13,5分)以下列图,两端开
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2
1
2
1
=
1
2
1
=2T
2
=p,V
V,T
2
1
=2p
2
,V
1
2
1
=2T
2
=2V,T
1
2
,V
1
2
1
2
=2p
=V
,T=2T
3.(2008上海理综合能力,
5,2分)温度计是生
活、生产中常用的测温装置,
图
口的弯管,左管插入水银
槽中,右管有一段高为h
的水银柱,中间封有一段
空气,则()
.弯管左管内外水银面的高度差为h
h
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为一个简单温度计,一根装有一
小段有色水柱的细玻璃管穿过
橡皮塞插入烧瓶内,关闭必然质
,则管内气体体积增
大
,右管内的水银柱沿
管壁上升
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,右管内的水银柱沿管壁上升
6.(2008山东理综,36,8分)【物理-物理3-3】喷雾器内有10L水,上部关闭有1atrm的
空气2L。关闭喷雾阀门,用打气筒向喷雾器内
再充入1atm的空气3L(设外界环境温度必然,空气可看作理想气体)。
1)当水面上方气体温度与外界温度相等时,求气体压强,并从微观上讲解气体压强变化的原因。
2)打开喷雾阀门,喷雾过程中关闭气体能够看作等温
温膨胀,此
过程气体
是吸热还
是放热?
简要说明
原因。
7.(2008江苏单科,12,12分)A.(选修模块3-
3)
1)空气压缩机在一次压缩过程中,×105J,同时气体的
×:此压缩过程
中,气体(填“吸取”或“放出”)
的热量等于J.
2)若必然质量的理想气体分别按以下列图所示的三种不相同过程变化,其中表示等压变化的
是(填“A”、“B”或“C”),该过
程中气体的内能(增“增加”、“减
少”或“不变”).
3)设想将1***均分布在地球表面上,估计
1cm2的表面上有多少个水分子?(已知
1mol水的质量为18g,地球的表面积约为5×1014m2,结果保留一位有效数字)
8.(2008宁夏理综,31,15分)[物理─选修3-
3]
1)(6分)以下列图,由导热资料制成的气缸和活塞将必然质量的理想气体关闭在气缸内,活塞与气缸壁之间无摩擦,活塞上方存有少许液体。将一细管插入
液体,由于虹吸现象,活塞上方液体逐渐流出。
在此过程中,大气压强与外界的温度保持不变。
关于这一过程,以下说法正确的选项是。(填入选项前的字母,有填错的不得分)
.气体分子的平均动能逐渐增大
.单位时间气体分子对活塞撞击的次数增加
.气体对外界做功等于气体从外界吸取的热量(2)(9分)必然质量的理想气体被活塞关闭在
可导热的气缸内,活塞相关于底部的高度为h,可沿气缸无摩擦地滑动。
取一小盒沙子缓慢地倒
在活塞的上表面上。沙子倒完时,活塞下降了h/4。再取相同质量的一小盒
沙子缓慢地倒在活塞的上表面上。外界天气的压强和温度向来保持不变,求此次沙子倒完时活塞距气缸底部的高度。
9.(2008海南单科,17,12分)[模块3-3试题]
(1)(4分)以下关于分子运动和热现象的说法
正确的选项是(填入正确选项前的字
母,每选错一个扣1分,最低得分为0分).
,这是
由于气体分子之间存在势能的缘故
℃的水变成100℃的水蒸汽,其
分子之间的势能增加
,若是压强不变,体积增
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大,那么它必然从外界吸热
,而气体温度高升,
气体分子的平均动能增大,所以压强必然
增大
动能和分子之间势能的总和
,那么所有分子的
速率都增加
2)(8分)如图,一根粗细平均、内壁圆滑、竖直放置的玻璃管下端密封,(可视为理想气
体),,将活塞上
方的气体缓慢抽出,当活塞上方的压强达到p0
时,活塞下方气体的体积为V1,。活塞因重力而产生的压强为
。
:
I)活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度;
II).
10.(2008上海单科,21A,10分)汽车行驶时轮胎的胎压太高简单造成爆胎事故,太低又会造
成耗油上升。已知某型号轮胎能在-40℃~90
℃正常工作,为使轮胎在此温度范围内工作时
2)假设在一次放气过程中,锅内气体对压力
阀及外界做功1J,并向外界释放了2J的热量。
锅内原有气体的内能如何?变化?变化了多少?
3)已知大气压强P随海拔高度H的变化满足
P=P0(1-H),其
中常数a>0,结合
气体定律定性解析
在不相同的海拔高度
使用压力锅,当压力
阀被顶起时锅内气
体的温度有何不相同。
12.(2007宁夏理综,30—B,15分)[物理——选
修3-3]以下列图,两个可导热的气缸竖直放置,
它们的底部由一细管连通(忽略细管的容积)。
两气缸各有一活塞,质量分别为m1和m2,活塞与气缸壁无摩擦。活塞的下方为理想气体,
上方为真空。当气体处于平衡状态时,两活塞位于同一高度h。(已知m1=3m,m2=2m)
1)在两活塞上同时各放一质量为m的物块,求气体再次达到平衡后两活塞的高度差(假设
环境的温度向来保持为T0)。
(2)在达到上一问的终态后,环境温度由
T0
缓慢上升到T,试问在这个过程中,气体对活
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,最低胎压不低于
,那么在t=20℃时给该轮胎充气,充气
后的胎压在什么范围内比较合适?(设轮胎容
积不变)
11.(2007山东理综,36,8分)某压力锅的结构
以下列图。盖好密封锅盖,将压力阀放在出气
孔上,给压力锅加热,当锅内气体压强达到一
塞做了多少功?气体是吸取还是放出了热量?(假设在气体状态变化过程中,两物块均不会碰到气缸顶部。)
13.(2007海南单科,
mm
h
17(2),7分)(2)如图,
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定值时,气体就把压力阀顶起。假设在压力阀
被顶起时,停止加热。
(1)若此时锅内气体的体积为V,摩尔体积为
V0,阿伏加德罗常数为NA,写出锅内气体分
子数的估计表达式。
在大气中有一水平放置的固定圆筒,它由a、b和c三个粗细不相同的部分连接而成,各部分的横截面积分别为2S、1S和S。已知大气压强
2
为p0,温度为T0。两活塞A和B用一根长为
4l的不能伸长的轻线相连,把温度为T0的空气
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密封在两活塞之间,此时两活塞的地址如图所
示。现对被密封的气体加热,使其温度缓慢上
升到T。若活塞与圆筒壁之间的摩擦可忽略,
此时两活塞之间气体的压强可能为多少?
a
c
b
AB
l2ll
14.(2009山东理综,36,8分)必然质量的理想
气体由状态A经状态B变成状态C,其中
AB过程为等压变化,BC过程为等容变化。已知VA=,TA=TB=300K、TB=400K。
1)求气体在状态B时的体积。
2)说明BC过程压强变化的微观原因
(3)没A
B过程气体吸取热量为Q,BC
过气体
放出热量为Q2,比较Q1、Q2的大小
说明原因。
15.(2009宁夏理综卷
34,15分)
(1)(5分)带有活塞的汽缸内封B
闭必然量的理想气体。气体开始处于状态a,尔后经过过程ab到达状
A
态b或经过过程
ac到状态c,b、
状态温度相同,如V-T图所
示。设气体在状态b和状态c的
压强分别为pb、和pC,在过程ab和ac中吸取
的热量分别为
Qab和Qac,则
(填入选
项前的字母,有填错的不得分)
b
c
,Q
ab
ac
>p
>Q
b
c
,Q
ab
ac
>p
<Q
<pc,Qab>Qac
<pc,Qab<Qac
(2)(10分)图中系统由左
右两个侧壁绝热、底部、
截面均为S的容器组成。左容器足够高,上端敞
开,右容器上端由导热资料关闭。两个容器的下
端由可忽略容积的细管连通。容器内两个绝热
的活塞A、B下方封有氮气,B上方封有氢气。
大气的压强p0,温度为T0=273K,两个活塞因自
。系统平衡时,各气体柱的高度以下列图。现将系
统的底部浸入恒温热水槽中,再次平衡时A上升了必然的高度。用外力将A缓慢推回第一次平衡时的地址并固定,第三次达到平衡后,。氮气和氢气均可视为理想气体。求
i)第二次平衡时氮气的体积;
ii)水的温度。
16.(2009上海卷9,5分)如图为竖直放置的上细
下粗的密闭细管,水银柱将气体分开成
A、B
两部分,初始温度相同。使
A、B高升相同温
度达到牢固后,体积变化量为
VA、VB,压强
变化量为pA、pB,对液面压力的变化量为
FA、FB,则(
)
.水银柱向上搬动了一段距离
<VB
>pB
=FB
17.(2009海南卷,17(II),8分)
一气象探测气球,(即
)、℃的氦气时,体积为
。,气球内氦气逐渐减小到此高度上的大气压
,气球内部因启动一连续加热过程而
保持其温度不变。此后停止加热,保持高度不
变。已知在这一海拔高度气温为-℃。求:
1)氦气在停止加热前的体积;
2)氦气在停止加热较长一段时间后的体积。
18.(2009上海卷21,12分)如图,粗细平均的波折玻璃管A、B两端张口,管内有一段水银柱,右管内气体柱长为39cm,中管内水银面与管
口A之间气体柱长为40cm。先将口B关闭,再将左管竖直插入水银槽中,设整个过程温度
不变,牢固后右管内水银面比中管B
内水银面高2cm,求:
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A
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1)牢固后右管内的气体压强p;
2)左管A端插入水银槽的深度h。(大气压强p0=76cmHg)
高考真题答案与解析
物理
【考点27】气体实验定律理想气体
1.【答案】D
【解析】装置A能够完成输液,但液体和空气
接触,不能够减少空气对输液产生的污染。A错;
B、C不能够完成输液;均错;D既能够完成输
液,又使液体不与空气接触,D正确。
2.【答案】D
p1V1
p2V2
【解析】依照理想气体状态方程
T1
T2
可
知,D对。
3.【答案】C
【解析】由热胀冷缩原理可知
A点为80℃,D
点为20℃,由题意可知,每小格表示
4℃,则
有色水柱下端表示35℃,选C。
4.【答案】B
【解析】由题图知汽缸内理想气体状态的
pV值
变化特点是先减小后增大,由pV=nRT可知温
度T先减小后增大,故气体内能先减小后增大,选B。
5.【答案】ACD
【解析】管内气体的压强为p=p0+ph,所以左管内水银面的高度差为h,A对;当弯管向上
搬动
时,
管内
气体
压强
不变,所以体积不变,B错;当弯管向下搬动时,由于气体体积不变,所以右管内的水银柱沿管壁上升,C对;当温度高升时,管内气体
体积增大,右管内的水银柱将沿管壁上升,D对,应选ACD。
6.【答案】(1)
微观讲解:温度不变,分子平均动能不变,单位体积内分子数增加,所以压强增加。
2)吸热。气体对外做功而内能不变,依照热力学第必然律可知气体吸热。
【解析】(8分)(1)设气体初态压强为
p,体
1
积为V1;末态压强为p2,体积为V2,由玻意
耳定律p1V1=p2V2
①
代入数据得p2=
②
7.【答案】(1)放出;5×104
(2)C,
增加
N
mNA
(3)1***的分子数
M
n
NS
7103
1cm2的分子数
S0
(6×
103~7×103都算对)
【解析】(1)由热力学第必然律,气体放热
Q=W—△U=5×104J。
pV
C
T
C,V
(2)由T
p
,显然应选C。气体
的温度高升,说明其内能增加。
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(3)见答案
8.【答案】(1)D
h
2)5
【解析】(1)由于汽缸和活塞由导热资料制成,所以理想气体的状态变化过程为等温变化(向来与外界环境温度相同)。理想气体的分子的平均动能由其温度决定,所以其平均动能不
变,A选项错误。随着活塞上方液体的逐渐流出,汽缸内理想气体的压强逐渐减小,体积逐渐增大,单位时间气体分子对活塞撞击的次数
减少,对活塞的冲量减小,应选项B、C错误。气体体积增大,对外界做功;温度保持不变,
理想气体的内能不变,必定从外界吸取热量,并且气体对外界做的功等于气体从外界吸取的热量。选项D正确。
2)设大气和活塞对气体的总压强为p0,加一
小盒沙子对气体产生的压强为p,由玻马定律
p0h(p0
p)(h
1h)
得
4
①
p
1p0
由①式得
3
②
再加一小盒沙子后,气体的压强变成p0+2p。
设第二次加沙子后,活塞的高度为h′
p0h(p02p)h′
③
联立②③式解得
3h
h′=5
④
9.【答案】(1)BCE(4分,选对一个给2分,
选对两个给3分,选对3个给4分;每选错一
个扣1分,最低得分为0分)
(2)(I)(II)
【解析】(1)气体若是失去了容器就会散开,
是由于分子做无规则的热运动,故A错;100
℃的水变成100℃的水蒸气时分子间距离增
加,分子引力做负功,故分子势能增加,B正
确;对必然质量气体,如压不变,体积增大,
pV
C
由T
知,温度必然增大,故内能增大;
由热力学第必然律
UWQ,V增大,
W<0,△U>0,所以Q>0,故必然从外界吸热,
正确;气体分子总数不变,温度高升,平均动能增大,因体积变化不知故压强变化未知,
错;内能是指所有分子热运动动能和分子间势能的总和,E正确;温度高升是大量分子的平均速率增加而不是所有的分子速率都增加,
F错。
2)(I)活塞上方的压强为p0时,活塞下方气体的体积为V1,抽气过程为等温过程,活塞
上面抽成真空时,,依题意,由玻意耳定律得
V
V1
①
式中V是抽成真空时活塞下面气体的体积,
此
后,气体等压膨胀,由盖·吕萨克定律得
VT1②
式中T′是活塞碰到玻璃管顶部时气体的温
度,由①②得
T′=③
II)活塞碰到顶部后的过程是等容升温过程,由查理定律得
p2
T
④
式中p2是气体温度达到
时气体的压强,
由③④式得
解得:p2=
⑤
评分参照:共8分,①②④式各
2分,③⑤式
各1分。
10.【答案】≤p≤
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全国近三年高考物理真题演练及分类解析—【考点27】气体实验定律理想气体
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全国近三年高考物理真题演练及分类解析—【考点27】气体实验定律理想气体
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全国近三年高考物理真题演练及分类解析—【考点27】气体实验定律理想气体
【解析】(10分)由于轮胎容积不变,轮胎内
气体做等容变化。
设在T0=293K充气后的最小胎压为Pmin,最大胎压为Pmax。依题意,当T1=233K时胎压
为P1=。依照查理定律
P1
Pmin
Pmin
T1
T0
,即233
293①
解得:Pmin=
②
当T2=363K是胎压为P2=。依照查理
P2
Pmax
Pmin
定律
T2
T0
,即363
293
③
解得:Pmax=
④
n
VNA
11.【答案】(1)
V0
(2)内能减少,减
少了3J
(3)锅内气体温度随着海拔高度的
增加而降低
【解析】
(1)设锅内气体分子数为
n
n
VNA
Va
①
(2)依照势和学第必然律
△E=W+Q=-3J
②
锅内气体内能减少,减了
3J
(3)由P
P0(1
aH)(其中a0)
知,随着
海拔高度的增加,大气压强减小;
P1
P
mg
S知,随着海拔高度的增加,阀
由
门被顶起时锅内气体压强减小;
P1P2
依照查理定律T1T2③
可知阀门被顶起时锅内气体温度随着海拔高度增加而降低。
5
h
T
1)
5mgh(
12.【答案】(1)4
(2)
T0
吸取热
量
【解析】(1)设左、右活塞的面积分别为A和
。由于气体处于平衡状态,故两活塞对气体
3mg2mg
的压强相等,即AA
3
A
A
由此得
2
①
在两个活塞上各加一质量为
m的物块后,右活
塞降至气缸底部,所有气体都在左气缸中。
2mg5Ah
在初态,气体的压强为A,体积为2;
8mg3Ax
在末态,气体的压强为3A,体积为2
x为左活塞的高度)。由玻意耳—马略特定律
得
mg5Ah4mg3Ax
A3A②
x
5h
由上式解得
4
③
5h
即两活塞的高度差为4。
(2)当温度由T0上升至T时,气体的压强向来
8mg
为3A。
设x是温度达到T时左活塞的高度,由盖·吕
xTx5Th
萨克定律得T04T0④
活塞对气体做的功为
5
T
15mgh
T
WFs4mg
h
1
4
T0
T0
⑤
在此过程中气体吸取热量。
13.【答案】见解析
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马鸣风萧萧
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【解析】设加热前,被密封气体的压强为p1,
轻线的张力为f。因两活塞都处在静止状态,
对活塞A有
2p0S2p1Sf
0
①
对活塞B有p1S
p0Sf0
②
由①②式得
p1
p0
③
f0
④
即被密封气体的压强与大气压强相等,细线处在拉直的废弛状态。这时气体的体积
V1
2SlSlSl4Sl
⑤
对气体加热时,被密封气体温度缓慢高升,两
活塞一起向左缓慢搬动,气体体积增大,压强
保持p1不变,若连续加热,此过程会素来连续
到活塞向左搬动的距离等于l为止,这时气体
的体积V24Sl
Sl
5Sl
⑥
设此时气