《2020版高考物理課時(shí)檢測(cè)(七十六)氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體狀態(tài)方程(重點(diǎn)突破課).docx》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2020版高考物理課時(shí)檢測(cè)(七十六)氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體狀態(tài)方程(重點(diǎn)突破課).docx(4頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體狀態(tài)方程 (重點(diǎn)突破課)1.(2018全國(guó)卷)在兩端封閉、粗細(xì)均勻的U形細(xì)玻璃管內(nèi)有一段水銀柱,水銀柱的兩端各封閉有一段空氣。當(dāng)U形管兩端豎直朝上時(shí),左、右兩邊空氣柱的長(zhǎng)度分別為l118.0 cm和l212.0 cm,左邊氣體的壓強(qiáng)為12.0 cmHg?,F(xiàn)將U形管緩慢平放在水平桌面上,沒有氣體從管的一邊通過水銀逸入另一邊。求U形管平放時(shí)兩邊空氣柱的長(zhǎng)度。在整個(gè)過程中,氣體溫度不變。解析:設(shè)U形管兩端豎直朝上時(shí),左、右兩邊氣體的壓強(qiáng)分別為p1和p2,由力的平衡條件有p1p2g(l1l2)U形管水平放置時(shí),兩邊氣體壓強(qiáng)相等,設(shè)為p。此時(shí)原左、右兩邊空氣柱長(zhǎng)度分別變?yōu)閘1和l2
2、,如圖所示,顯然原左邊空氣柱的長(zhǎng)度將增加,右邊則減小,且兩邊空氣柱長(zhǎng)度的變化量大小相等l1l1l2l2由玻意耳定律有p1l1pl1p2l2pl2聯(lián)立解得l122.5 cm,l27.5 cm。答案:22.5 cm7.5 cm2.如圖所示,橫截面積為10 cm2的汽缸內(nèi)有a、b兩個(gè)輕質(zhì)的活塞,兩個(gè)活塞把汽缸內(nèi)的氣體分為A、B兩部分,A部分氣柱的長(zhǎng)度為30 cm,B部分氣柱的長(zhǎng)度是A部分氣柱長(zhǎng)度的一半,汽缸和活塞b是絕熱的。與活塞b相連的輕彈簧勁度系數(shù)為100 N/m,初始狀態(tài)A、B兩部分氣體的溫度均為27 ,活塞a剛好與汽缸口平齊,彈簧處于原長(zhǎng)。若在活塞a上放上一個(gè)質(zhì)量為2 kg 的重物,則活塞a
3、下降一段距離后靜止,然后對(duì)B部分氣體進(jìn)行緩慢加熱,使活塞a上升到再次與汽缸口平齊,則此時(shí)B部分氣體的溫度為多少攝氏度?(已知外界大氣壓強(qiáng)為p01105 Pa,重力加速度大小g10 m/s2)解析:對(duì)于A部分氣體,初態(tài)pA1105 Pa,VAL1S末態(tài)pAp01.2105 Pa根據(jù)玻意耳定律pAL1SpAL1S解得L125 cm即A部分氣柱長(zhǎng)度變?yōu)?5 cm活塞a返回原處,B部分氣體末狀態(tài)時(shí)氣柱長(zhǎng)為L(zhǎng)220 cm,此時(shí)彈簧要伸長(zhǎng)5 cm對(duì)活塞b有pASklpBS解得pB1.25105 Pa對(duì)于B部分氣體,初態(tài)pB1105 Pa,VBL2S,TB300 K末態(tài)pB1.25105 Pa,VBL2S根
4、據(jù)理想氣體狀態(tài)方程解得TB500 K,即tB227 。答案:227 3(2019安陽(yáng)模擬)如圖甲所示為“”形上端開口的玻璃管,管內(nèi)有一部分水銀封住密閉氣體,管的上部足夠長(zhǎng),圖中粗、細(xì)部分橫截面積分別為S12 cm2、S21 cm2。封閉氣體初始溫度為57 ,氣體長(zhǎng)度為L(zhǎng)22 cm,圖乙為對(duì)封閉氣體緩慢加熱過程中氣體壓強(qiáng)隨體積變化的圖線。求:(1)封閉氣體初始狀態(tài)的壓強(qiáng);(2)若緩慢升高氣體溫度,升高至多少攝氏度方可將所有水銀全部壓入細(xì)管內(nèi)。解析:(1)初始狀態(tài)氣體體積V0S1L44 cm3根據(jù)p V圖像,p080 cmHg。(2)根據(jù)p V圖像,當(dāng)水銀全部壓入細(xì)管時(shí),V48 cm3,p82 c
5、mHg根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程,T057 330 K解得:T369 K,即t96 。答案:(1)80 cmHg(2)96 4.如圖所示為一簡(jiǎn)易火災(zāi)報(bào)警裝置,其原理是:豎直放置的試管中裝有水銀,當(dāng)溫度升高時(shí),水銀柱上升,使電路導(dǎo)通,蜂鳴器發(fā)出報(bào)警的響聲。27 時(shí),被封閉的理想氣體氣柱長(zhǎng)L1為20 cm,水銀上表面與導(dǎo)線下端的距離L2為5 cm。(1)當(dāng)溫度達(dá)到多少攝氏度時(shí),報(bào)警器會(huì)報(bào)警?(2)如果大氣壓降低,試分析說明該報(bào)警器的報(bào)警溫度會(huì)如何變化。解析:(1)若使報(bào)警器報(bào)警,則溫度升高水銀柱上升,電路導(dǎo)通,被封閉氣柱做等壓變化,由蓋呂薩克定律,解得:T2375 K,即t2102 。(2)由玻意耳定律
6、知,同樣溫度下,大氣壓降低則被封閉氣柱變長(zhǎng),即V1變大,而報(bào)警器報(bào)警時(shí)的V2不變,由可知,T2變小,即報(bào)警溫度降低。答案:(1)102 (2)降低5.如圖所示,一圓柱形絕熱汽缸豎直放置,通過絕熱活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體?;钊馁|(zhì)量為m,橫截面積為S,與容器底部相距h?,F(xiàn)通過電熱絲緩慢加熱氣體,當(dāng)氣體的溫度為T1時(shí)活塞上升了h。已知大氣壓強(qiáng)為p0,重力加速度為g,不計(jì)活塞與汽缸間的摩擦。(1)求溫度為T1時(shí)氣體的壓強(qiáng);(2)現(xiàn)停止對(duì)氣體加熱,同時(shí)在活塞上緩慢添加沙粒。當(dāng)添加沙粒的質(zhì)量為m0時(shí),活塞恰好回到原來(lái)位置,求此時(shí)氣體的溫度。解析:(1)設(shè)氣體壓強(qiáng)為p1,由平衡條件知:p1Smgp0S
7、解得:p1p0。(2)設(shè)溫度為T1時(shí)氣體為初態(tài),活塞回到原位置時(shí)為末態(tài),則有初態(tài):壓強(qiáng)p1p0,溫度T1,體積V12hS末態(tài):壓強(qiáng)p2p0,溫度T2,體積V2hS由理想氣體的狀態(tài)方程有:解得:T2T1。答案:(1)p0(2)T16(2017全國(guó)卷)一熱氣球體積為V,內(nèi)部充有溫度為Ta的熱空氣,氣球外冷空氣的溫度為Tb。已知空氣在1個(gè)大氣壓、溫度T0時(shí)的密度為0,該氣球內(nèi)、外的氣壓始終都為1個(gè)大氣壓,重力加速度大小為g。(1)求該熱氣球所受浮力的大??;(2)求該熱氣球內(nèi)空氣所受的重力;(3)設(shè)充氣前熱氣球的質(zhì)量為m0,求充氣后它還能托起的最大質(zhì)量。解析:(1)設(shè)1個(gè)大氣壓下質(zhì)量為m的空氣在溫度為T0時(shí)的體積為V0,密度為0在溫度為T時(shí)的體積為VT,密度為(T)由蓋呂薩克定律得聯(lián)立式得(T)0氣球所受的浮力為F(Tb)gV聯(lián)立式得FVg0。(2)氣球內(nèi)熱空氣所受的重力為G(Ta)Vg聯(lián)立式得GVg0。(3)設(shè)該氣球還能托起的最大質(zhì)量為m,由力的平衡條件得mgFGm0g聯(lián)立式得mV0T0m0。答案:(1)Vg0(2)Vg0(3)V0T0m0