高考物理十年试题分类解析气体定律 20页

十年高考试题分类解析-物理 一．2012年高考题 ‎1.（2012·福建理综）空气压缩机的储气罐中储有1.0atm的空气‎6.0L‎，‎,现再充入1.0 atm的空气‎9.0L。设充气过程为等温过程，空气可看作理想气体，则充气后储气罐中气体压强为_____。（填选项前的字母）‎ ‎ A．2.5 atm B.2.0 atm C.1.5 atm D.1.0 atm ‎【答案】：A ‎【解析】：由波意耳定律，p1(V+V’)= p2V，解得充气后储气罐中气体压强为p2=2.5 atm，选项A正确。‎ ‎2（9分）（2012·新课标理综）如图，由U形管和细管连接的玻璃泡A、B和C浸泡在温度均为‎0°C的水槽中，B的容积是A的3倍。阀门S将A和B两部分隔开。A内为真空，B和C内都充有气体。U形管内左边水银柱比右边的低‎60mm。打开阀门S，整个系统稳定后，U形管内左右水银柱高度相等。假设U形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积。‎ ‎（i）求玻璃泡C中气体的压强（以mmHg为单位）‎ ‎（ii）将右侧水槽的水从0°C加热到一定温度时，U形管内左右水银柱高度差又为60mm，求加热后右侧水槽的水温。‎ ‎2.【解析】（i）在打开阀门S前，两水槽水温均为T0=273K。设玻璃泡B中气体的压强为p1，体积为VB，玻璃泡C中气体的压强为pC，依题意有 ‎ ①‎ ‎ 式中Δp=60mmHg，打开阀门S后，两水槽水温仍为T0，设玻璃泡B中气体的压强为pB。依题意，有 ‎ ②‎ ‎ 玻璃泡A和B中气体的体积为 ‎ V2=VA+VB ③‎ 根据玻意耳定律得 ‎ p1VB=pBV2 ④‎ 联立①②③④式，并代入题给数据得 ‎ pC=△p=180mmHg ⑤‎ ‎3.（2012·山东理综）如图所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U型管竖直放置，右端与大气相通，左端封闭气柱长l1=‎20cm（可视为理想气体），两管中水银面等高。先将右端与一低压舱（未画出）接通，稳定后右管水银面高出左管水银面h=‎10cm。（环境温度不变，大气压强p0=75cmHg）‎ ‎①求稳定后低压舱内的压强（用“cmHg”做单位）‎ ‎②此过程中左管内的气体对外界 （填“做正功”“做负功”“不做功”），气体将 （填“吸热”或放热“）。‎ p2=p+ ph V1=l1S V2=l2S 由几何关系得h=2(l2-l1)‎ 联立上述各式，代入数据得p=50cmHg。‎ ‎②做正功；吸热 ‎【考点定位】此题考查玻意耳定律。‎ ‎4．（6分）（2012·上海物理）右图为“研究一定质量气体在压强不变的条件下，体积变化与温度变化关系”的实验装置示意图。粗细均匀的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶，B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接，C管开口向上，一定质量的气体被水银封闭于烧瓶内。开始时，B、C内的水银面等高。‎ ‎（1）若气体温度升高，为使瓶内气体的压强不变，应将C管____________（填：“向上”或“向下”）移动，直至____________；‎ ‎（2）（单选）实验中多次改变气体温度，用Δt表示气体升高的摄氏温度，用Δh表示B管内水银面高度的改变量。根据测量数据作出的图线是 （ ）‎ ‎【答案】：（1）向下 B、C两管内水银面等高（2）A ‎【解析】：（1）若气体温度升高，气体体积增大，为使瓶内气体的压强不变，应将C管向下移动，直至B、C两管内水银面等高,，说明瓶内气体的压强仍然等于大气压。‎ ‎5．（13分）（2012·上海物理）如图，长L=‎100cm，粗细均匀的玻璃管一端封闭。水平放置时，长L0=‎50cm的空气柱被水银封住，水银柱长h=‎30cm。将玻璃管缓慢地转到开口向下的竖直位置，然后竖直插入水银槽，插入后有Δh=‎15cm的水银柱进入玻璃管。设整个过程中温度始终保持不变，大气压强p0=75cmHg。求：‎ ‎（1）插入水银槽后管内气体的压强p；‎ ‎（2）管口距水银槽液面的距离H。‎ h)=‎100cm-(25+15)cm=‎60cm。‎ 由玻意耳定律得，插入后管内气体的压强 p=p0=×75 cmHg =62.5cmHg。；‎ ‎（2）设管内水银与槽内水银面间高度差为h’， h’=75cm-62.5cm=12.5cm。‎ 管口距水银槽液面的距离H=L-L’-h’=100cm-60cm-12.5cm=27.5cm。‎ ‎【考点定位】此题考查玻意耳定律及其相关知识。‎ ‎6（2012·海南物理）如图，一气缸水平固定在静止的小车上，一质量为m、面积为S的活塞将一定量的气体封闭在气缸内，平衡时活塞与气缸底相距L。现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动，稳定时发现活塞相对于气缸移动了距离d。已知大气压强为p0，不计气缸和活塞间的摩擦，且小车运动时，大气对活塞的压强仍可视为p0，整个过程中温度保持不变。求小车的加速度的大小。‎ ‎【答案】a=。‎ p0 V 式中V=SL，V1=S(L-d)，‎ 联立解得：a=。‎ ‎【考点定位】此题考查玻意耳定律和牛顿第二定律及其相关知识。‎ 二．2011年高考题 ‎1．（2011·上海物理）某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，图中表示处单位速率区间内的分子数百分率，所对应的温度分别为TI，TII，TIII，则 ‎(A) TI>TII>TIII (B) TIII> TII >TI， ‎ ‎(C) TII >TI，TII> TIII (D) TI=TII=TIII 答案：B 解析：根据气体分子速率分布曲线物理意义可知，TIII> TII >TI，选项B正确。‎ ‎2（2011·新课标理综）如图，一上端开口，下端封闭的细长玻璃管，下部有长l1=‎66cm的水银柱，中间封有长l2=‎6.6cm的空气柱，上部有长l3=‎44cm的水银柱，此时水银面恰好与管口平齐。已知大气压强为p0=70cmHg。如果使玻璃管绕低端在竖直平面内缓慢地转动一周，求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度。封入的气体可视为理想气体，在转动过程中没有发生漏气。‎ 解析：设玻璃管开口向上时，空气柱压强为p1= p0+ ρgl3 　 ① 　‎ 式中，ρ和g分别表示水银的密度和重力加速度。‎ ‎3（8分）（2011·海南物理）如图，容积为的容器内充有压缩空气。容器与水银压强计相连，压强计左右两管下部由软胶管相连。气阀关闭时，两管中水银面登高，左管中水银面上方到气阀之间空气的体积为。打开气阀，左管中水银下降；缓慢地向上提右管，使左管中水银面回到原来高度，此时右管与左管中水银面的高度差为h。已λ求气阀打开前容器中压缩空气的压强P1。‎ 解析：(2)由气体实验定律及其相关知识可得p1 V1 +p0 V2=( p0+ρgh)( V1+ V2)，‎ 解得p1= p0+ρgh(1+ V2 /V1)‎ ‎4.（2011·山东理综）气体温度计结构如图所示。玻璃测温泡A内充有理想气体，通过细玻璃管B和水银压强计相连。开始时A处于冰水混合物中，左管C中水银面在O点处，右管D中水银面高出O点=‎14cm。后将A放入待测恒温槽中，上下移动D，使C中水银面仍在O点处，测得D中水银面高出O点=‎44cm。（已知外界大气压为1个标准大气压，1标准大气压相当于76cmHg）‎ ‎①求恒温槽的温度。‎ ‎②此过程A内气体内能 （填“增大”或“减小”），气体不对外做功，气体将 (填“吸热”或“放热”)。‎ ‎5.（2011·上海物理）如图，绝热气缸A与导热气缸B均固定于地面，由刚性杆连接的绝热活塞与两气缸间均无摩擦。两气缸内装有处于平衡状态的理想气体，开始时体积均为、温度均为。缓慢加热A中气体，停止加热达到稳定后，A中气体压强为原来的1.2倍。设环境温度始终保持不变，求气缸A中气体的体积和温度。‎ A部分气体满足 ‎ （4分）‎ ‎∴ （1分）‎ 三．2010年高考题 ‎1. （2010·上海物理）如图，玻璃管内封闭了一段气体，气柱长度为l，管内外水银面高度差为h，若温度保持不变，把玻璃管稍向上提起一段距离，则 ‎（A）h、l均变大 （B）h、l均变小 ‎（C）变大l变小 （D）变小l变大 答案：D【解析】根据玻意耳定律，plS=C，把玻璃管稍向上提起一段距离，p变小，l变大；根据，可知变大，选项D正确。‎ ‎2（2010江苏物理）(1)为了将空气装入气瓶内，现将一定质量的空气等温压缩，空气可视为理想气体．下列图象能正确表示该过程中空气的压强p和体积V关系的是 ．‎ ‎（2）在将空气压缩装入气瓶的过程中，温度保持不变，外界做了24kJ的功．现潜水员背着该气瓶缓慢地潜入海底，若在此过程中，瓶中空气的质量保持不变，且放出了5kJ的热量．在上述两个过程中，空气的内能共减小 kJ，空气 （选填“吸收”或“放出”）的总能量为 kJ．‎ ‎【解析】根据理想气体状态方程，空气等温压缩，pV=C，p与1/V成正比，所以该过程中空气的压强p和体积V关系的是图B。‎ 将空气压缩装入气瓶的过程中，温度保持不变，气体内能保持不变；外界做了24kJ的功，空气放出24kJ能量．气瓶缓慢地潜入海底的过程中，放出了5kJ的热量，所以在上述两个过程中，空气的内能共减小5kJ，空气放出的总能量为24kJ+5kJ=29kJ。‎ ‎【答案】.(1)B (2)5；放出；29‎ ‎3．（2010山东理综）一太阳能空气集热器，底面及侧面为隔热材料，顶面为透明玻璃板，集热器容积为v0，开始时内部封闭气体的压强为p0。经过太阳曝晒，气体温度由T0=300K升至T1=350K。‎ ‎（1）求此时气体的压强。‎ ‎（2）保持T1=350K不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强再变回到p0。求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值。判断在抽气过程中剩余气体是吸热还是放热，并简述原因。‎ ‎4．(10分)（2010·新课标理综）如图所示，一开口气缸内盛有密度为ρ的某种液体；一长为l的粗细均匀的小瓶底朝上漂浮在液体中，平衡时小瓶露出液面的部分和进入小瓶中液柱的长度均为l/4。一用活塞将气缸封闭（图中未画出），使活塞缓慢向下运动，各部分气体的温度均保持不变。当小瓶的底部恰好与液面相平时，进入小瓶中的液柱长度为l/2，求此时气缸内气体的压强。大气压强为p0，重力加速度为g。‎ ‎ 解：设当小瓶内气体的长度为l时，压强为p1；当小瓶的底部恰好与液面相平时，瓶内气体的压强为p2，气缸内气体的压强为p3，依题意 p1=p0+ρgl ①‎ ‎5.（2010海南物理)如右图，体积为V、内壁光滑的圆柱形导热气缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；气缸内密封有温度为2.4T0、压强为1.2p0的理想气体．p0和T0分别为大气的压强和温度．已知：气体内能U与温度T的关系为U=αT，α为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的．求 ‎(i)气缸内气体与大气达到平衡时的体积V1： ‎ ‎(ii)在活塞下降过程中，气缸内气体放出的热量Q .‎ ‎ 【解析】(ⅰ)在气体由压强p=1.2p0下降到p0的过程中，气体体积不变，温度由T=2.4T0变为T1，由查理定律得 ； ①‎ 在气体温度由T1变为T0的过程中，体积由V减小到V1，气体压强不变，由盖·吕萨克定律得 ； ②‎ 由①②式得 V1=V/2 .。 ③‎ ‎【点评】此题考查热力学第一定律和气体实验定律等知识点。注意应用查理定律时温度必须变换成热力学温度。‎ 四．2009年高考题 ‎1．（2009年山东卷）．一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C，其中A→B过程为等压变化，B→C过程为等容变化。已知VA=‎0.3m3‎，TA=TB=300K、TB=400K。‎ ‎（1）求气体在状态B时的体积。‎ ‎（2）说明B→C过程压强变化的微观原因。‎ ‎（3）没A→B过程气体吸收热量为Q，B→C过程气体放出热量为Q2，比较Q1、Q2的大小说明原因。‎ 于Q2。‎ ‎【点评】此题考查盖·吕萨克定律、压强变化的微观原因和热力学第一定律。注意应用盖·吕萨克定律时，温度必须变换成热力学温度，而体积只要两边单位相同即可。‎ ‎2．（2009年海南物理）一气象探测气球，在充有压强为1.00atm（即76.0cmHg）、温度为‎27.‎‎0℃‎的氦气时，体积为‎3.‎‎50m3‎。在上升至海拔‎6.‎‎50km高空的过程中，气球内氦气逐渐减小到此高度上的大气压36.0cmGg，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‎-48.‎‎0℃‎。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。www.ks5u.com ‎【解析】（1）在气球上升至海拔‎6.50km高空的过程中，气球内氦气经历一等温过程。‎ 根据玻意耳—马略特定律有p1 V1= p2 V2，‎ 式中，p1=76.0cmHg，V1=3.50m3，p2=36.0cmHg，V2是在此等温过程末氦气的体积。‎ ‎【点评】此题考查玻意耳—马略特定律和盖·吕萨克定律的应用。在应用玻意耳—马略特定律列式时，只要两边压强和体积的单位相同即可，而应用盖·吕萨克定律和查理定律时，温度必须变换成热力学温度。‎ ‎3．（2009年宁夏卷）（1）带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体。气体开始处于状态a，然后经过过程ab到达状态b或经过过程ac到状态c，b、c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中吸收的热量分别为Qab和Qac，则 （填入选项前的字母，有填错的不得分）‎ A. pb > pc，Qab>Qac B. pb > pc，QabQac D. pb < pc，Qab