2019高考物理二輪小題狂做專練31 氣體實驗定律 （含解析）.doc

1、三十一氣體實驗定律一、解答題1【2018全國I卷】如圖，容積為V的汽缸由導熱材料制成，面積為S的活塞將汽缸分成容積相等的上下兩部分，汽缸上部通過細管與裝有某種液體的容器相連，細管上有一閥門K。開始時，K關閉，汽缸內(nèi)上下兩部分氣體的壓強均為p0。 現(xiàn)將K打開，容器內(nèi)的液體緩慢地流入汽缸，當流入的液體體積為時，將K關閉，活塞平衡時其下方氣體的體積減小了，不計活塞的質(zhì)量和體積，外界溫度保持不變，重力加速度大小為g。求流入汽缸內(nèi)液體的質(zhì)量。2【湖北、山東部分重點中學2019屆高三第一次聯(lián)考】如圖為“研究一定質(zhì)量氣體在體積不變的條件下，壓強變化與溫度變化的關系”的實驗裝置示意圖。粗細均勻的彎曲玻璃管A臂

2、插入燒瓶中，B臂與玻璃管C下部用橡膠管連接，C管開口向上，一定質(zhì)量的理想氣體被水銀封閉于燒瓶內(nèi)。開始時，燒瓶中氣體溫度為300 K，B、C內(nèi)的水銀面等高。已知大氣壓強p075 cmHg且保持不變，現(xiàn)對燒瓶中氣體緩慢加熱使其溫度變?yōu)?60 K。(1)為保證氣體體積不變，C管應該向哪移動？移動距離是多少？(2)為保證氣體壓強不變，C管應該向哪移動？說明理由。3【蘭州一中2019屆期中】如圖所示，一個質(zhì)量為m的T形活塞在汽缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞的體積可忽略不計，距汽缸底部h0處連接一U形細管(管內(nèi)氣體體積可忽略)，初始時，封閉氣體溫度為T0，活塞水平部分距離汽缸底部1.4h0。現(xiàn)緩慢降低氣

3、體的溫度，直到U形管中兩邊水銀面恰好相平，此時T形活塞的豎直部分與汽缸底部接觸。已知大氣壓強為p0，汽缸橫截面積為S，活塞豎直部分高為1.2h0，重力加速度為g。求：(1)汽缸底部對T形活塞的支持力大??；(2)兩水銀面相平時氣體的溫度。4【濟寧2019屆調(diào)研】如圖所示，一個高為H60 cm，橫截面積S10 cm2的圓柱形豎直放置的導熱汽缸，開始活塞在汽缸最上方，將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在汽缸內(nèi)，現(xiàn)在活塞上輕放一個質(zhì)量為5 kg的重物，待整個系統(tǒng)穩(wěn)定后，測得活塞與汽缸底部距離變?yōu)閔。已知外界大氣壓強始終為p01105 Pa，不計活塞質(zhì)量及其與汽缸之間的摩擦，取g10 m/s2。求：(1)在此過程

4、中被封閉氣體與外界交換的熱量；(2)若開始環(huán)境溫度為27 ，現(xiàn)將汽缸開口朝上整體豎直放在87 的熱水系統(tǒng)中，則穩(wěn)定后活塞與汽缸底部距離變?yōu)槎嗌伲?【桂林市2019屆月考】如圖所示，一根粗細均勻的玻璃管長為L100 cm，下端封閉上端開口豎直放置，管內(nèi)有一段長為H25 cm的水銀柱封閉了一段長為L140 cm的空氣柱。已知環(huán)境溫度為t27，熱力學溫度與攝氏溫度的關系為Tt273 K，大氣壓強為p075 cmHg。(1)如果將玻璃管緩緩放平（水銀不外溢），求玻璃管內(nèi)氣柱將變?yōu)槎嚅L（保留三位有效數(shù)字）？(2)如果保持玻璃管口向上，緩慢升高管內(nèi)氣體溫度，當溫度升高到多少攝氏度時，管內(nèi)水銀開始溢出？6【

5、湖南師大附中2019屆月考】如圖所示，一水平放置的氣缸，由截面積不同的兩圓筒聯(lián)接而成。活塞A、B用一長為3l的剛性細桿連接，B與兩圓筒聯(lián)接處相距l(xiāng)1.0 m，它們可以在筒內(nèi)無摩擦地沿左右滑動。A、B的截面積分別為SA30 cm2、SB15 cm2，A、B之間封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，兩活塞外側(A的左方和B的右方)都是大氣，大氣壓強始終保持為p01105 Pa?；钊鸅的中心連一不能伸長的細線，細線的另一端固定在墻上當氣缸內(nèi)氣體溫度為T1540 K，活塞A、B的平衡位置如圖所示，此時細線中的張力為F130 N。(1)現(xiàn)使氣缸內(nèi)氣體溫度由初始的540 K緩慢下降，溫度降為多少時活塞開始向右移動？(

6、2)繼續(xù)使氣缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降，溫度降為多少時活塞A剛剛右移到兩圓筒聯(lián)接處？答案與解析1【解析】設活塞再次平衡后，活塞上方氣體的體積為V1，壓強為p1；下方氣體的體積為V2，壓強為p2，在活塞下移的過程中，活塞上下方氣體的溫度均保持不變。由玻意耳定律得由已知條件得 設活塞上方液體的質(zhì)量為m，由力的平衡條件得 聯(lián)立以上各式得2【解析】（1）由條件可知，氣體做等容變化。由查理定律：p0300k=p360k可得：P=90cmHg因此最終穩(wěn)定后，左側液柱應該比右側液柱高15cm，即C端上移15cm。（2）若氣體做等壓變化，則氣體體積膨脹，B端液面下移，穩(wěn)定后C與B液面相平，即C端應向下移動。3【解析

7、】(1)由U形管兩邊的液面相平可知P0S+mg=P0S+FNFN=mg。(2)初態(tài)時，P1=P0+mgS，V1=1.4h0S，T1=T0；末態(tài)時，P2=P0，V2=1.2h0S由理想氣體狀態(tài)方程得，P1V1T1=P2V2T2解得，T2=6p0ST07p0S+mg。4【解析】(1)封閉氣體發(fā)生等溫變化，氣體初狀態(tài)的壓強為p1p01.0105Pa，氣體末狀態(tài)的壓強為p2=p0+mgs根據(jù)玻意耳定律得p1HSp2hS得:h0.40m外界對氣體做功W(p0Smg)(Hh)根據(jù)熱力學第一定律得UWQ0解得:Q-30J，即放出30J熱量.(2)氣體發(fā)生等壓變化，得:shT=sh1T1 代入數(shù)據(jù)可得h10.

8、48m.5【解析】（1）以玻璃管內(nèi)封閉氣體為研究對象，設玻璃管橫截面積為S，初態(tài)壓強為：P1=P0+H=75+25=100cmHg，V1=L1S=40S 倒轉后壓強為：P2=P0=75cmHg，V2=L2S 由玻意耳定律可得：P1V1=P2V2 解得：L2=53.3cm （2）保持玻璃管口向上，緩慢升高管內(nèi)氣體溫度，當水銀柱與管口相平時，管中氣柱長為：L3=L-H=100-25cm=75cm ，體積為：V3=L3S=75S 由于氣體發(fā)生等壓變化，根據(jù)蓋-呂薩克定律可得：V1T1=V3T3 已知T1=273+27=300K，V1=40S 代入數(shù)據(jù)解得：T3=562.5K，t=289.56【解析】(1)設氣缸內(nèi)氣體壓強為p1，F(xiàn)1為細線中的張力，則活塞A、B及細桿這個整體的平衡條件為：p0SA-p1SA+p1SB-p0SB+F1=0解得：p1=p0+F1SA-SB=1.2105pa只要氣體壓強p1p0，細線就會拉直且有拉力，活塞就不會移動.當氣缸內(nèi)氣體等容變化，溫度下降使壓強降到p0時，細線拉力變?yōu)榱悖俳禍貢r活塞開始向右移動，設此時溫度為T2，壓強為p2=p0由查理定律：p1T