2020高考物理 高考频点模拟题精选分类解析51 气体、气体实验定律

2020高考物理 高考频点模拟题精选分类解析51 气体、气体实验定律

高考物理高频考点2020模拟题精选分类解析 高频考点51 气体、气体实验定律 ‎ ‎1.（河北省唐山市2020届高三下学期第一次模拟） 对于一定质量的理想气体，下列论述中正确的是 A. 若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强一定变大 B. 若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强可能不变 C. 若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数一定增加 D. 若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数可能不变 ‎2.（6分）（2020年3月江西南昌一模）对一定质量的理想气体，下列说法正确的是 ．（选对一个给3分，选对两个给4分，选对3个给6分．每选错一个扣3分，最低得分为0分）‎ A．气体的体积是所有气体分子的体积之和 B．气体温度越高，气体分子的热运动就越剧烈 C．气体对容器的压强是由大量气体分子对容器不断碰撞而产生的 D．当气体膨胀时，气体的内能一定减少 E．在压强不变而体积增大时，单位时间碰撞容器壁单位面积的分子数一定减少 ‎3（9分）（2020年3月河南焦作一模）如图所示，粗细均匀的U形管竖直放置，左端封闭，右端开口，左端用水银封闭着长L＝‎10cm的理想气体，当温度为‎27°C时，两管水银面的高度差Δh＝‎2cm．设外界大气压为1.0´105Pa（即75cmHg）‎ ‎．为了使左、右两管中的水银面相平，求：‎ ‎（ⅰ）若对封闭气体缓慢加热，温度需升高到多少°C？‎ ‎（ⅱ）若温度保持‎27°C不变，需从右管的开口端再缓慢注入多少高度的水银柱?‎ 解：（ⅰ）根据理想气体状态方程： 代入数据，从中求得T2 ＝339K ，t2 ＝‎66℃‎ (2分）‎ ‎（ⅱ）根据玻意耳定律：p1V1 ＝ p3V3 (2分）‎ 代入数据73×10 ＝ 75×L3 ，从中求得L3 ＝ ‎9.73 cm ，即闭管水银柱上升了‎0.27cm，‎ 所需注入的水银柱长为H ＝ (2＋2×0.27）cm ＝ ‎2.54cm （3分）‎ ‎5.（9分）（2020年3月吉林二模）气缸长为L=‎1m（气缸的厚度可忽略不计），固定在水平面上，气缸中有横截面积为S=‎100cm2的光滑活塞，活塞封闭了一定质量的理想气体，当温度为t=‎27℃‎，大气压为p0=1×105Pa时，气柱长度为L0=‎0.4m。现缓慢拉动活塞，拉力最大值为F=500N，求：‎ ① 如果温度保持不变，能否将活塞从气缸中拉出？‎ ‎②保持拉力最大值不变，气缸中气体温度至少为多少摄氏度时，才能将活塞从气缸中拉出？‎ ‎ 6. (2020年3月山东德州一模)如图所示，在长为l=57 cm的一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内，用4 cm高的水银柱封闭着51 cm长的理想气体，管内外气体的温度相同。现将水银缓慢地注入管中，直到水银面与管口相平。(大气压强P0=276cmHg)‎ ‎①求此时管中封闭气体的压强；‎ ‎②此过程封闭气体 (填“吸热”或“放热”)，内能 (填“增大”、“减小”或“不变”)。‎ ‎6.解：①设玻璃管的横截面积为S，水银柱与管口相平时水银柱高为H，则：‎ 初状态时，p1= p0+ ph=80cmHg，V1=51S 注满水银后，p2= p0+ pH=(76+H)cmHg，V2=（57-H）S，‎ 由玻意耳定律，p1 V1= p1 V2‎ 代入数据解得，p2=85cmHg。‎ ‎②此过程封闭气体放热，内能不变。‎ ‎1‎ ‎3‎ c b a V/L O P/atm ‎7. （2020年3月山东烟台一模）一定质量理想气体的p-V图象如图所示，其中ab为等容过程，bc为等压过程，ca为等温过程，已知气体在状态a时的温度Ta=300K，在状态b时的体积Vb ‎=22.4L求： ‎①气体在状态c时的体积Vc；‎ ‎②试比较气体由状态b到状态c过程从外界吸收的热量Q与对外做功W的大小关系，并简要说明理由。‎ ‎8.（9分）（2020年3月江西省六校联考）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p-V图象如图所示。已知该气体在状态A时的温度为‎27℃‎。则：‎ ‎①该气体在状态B，C时的温度分别为多少℃？‎ ‎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？‎ ‎ 9.(5分）（2020年3月山东省淄博市一模）内壁光滑的导热汽缸竖直浸入在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭压强为1.0×105pa，体积为2.0×10‎-3m3‎的理想气体，现在活塞上缓慢倒上沙子，使封闭气体的体积变为原来的一半。求 ‎①求气缸内气体的压强；‎ ‎②若封闭气体的内能仅与温度有关，在上述过程中外界对气体做功145J，封闭气体吸收还是放出热量？热量是多少？ ‎ ‎10.（2012年3月山东威海一模）一定质量的理想气体，经过如图所示的由A经B到C的状态变化.设状态A的温度为400K.求：‎ ‎①状态C的温度Tc为多少K？‎ ‎②如果由A经B到C的状态变化的整个过程中，气体对外做了400J的功，气体的内能增加了20J，则这个过程气体是吸收热量还是放出热量？其数值为多少？‎ ‎.解：①由理想气体状态方程，=,‎ 解得状态C的温度Tc=320K。‎ ‎②由热力学第一定律，△U=Q+W，‎ 解得Q=420J，气体吸收热量。‎ ‎11. （2020年3月山东潍坊模拟）一同学利用注射器测量气温，其装置如图所示．在注射器内封闭一定质量的气体后，将注射器竖直置予冰水混合物中，稳定后，利用注射器上的容积刻度读出封闭气体的体积V1=30mL．取走冰水混合物，待封闭气体与气温达到平衡后，读出此时封闭气体的体积V2=32mL．不计活塞与注射器筒间的摩擦，室内气压保持不变．求：‎ ‎①室温是多少摄氏度？； ．‎ ‎②封闭气体的温度从零摄氏度变化到室温的过程中，内能如何变化?它从室内吸收或放出的热量与内能变化量是什么关系?‎ 解析：①由V1/ T1= V2/ T2解得T2=291.2K，室温t= T2-273K=18.2℃。‎ ‎②内能增加。由热力学第一定律可知，封闭气体从外界吸收的热量大于其内能的变化量。‎ ‎12（8分）（2020年海南琼海一模）如图所示，大气压强为p0，气缸水平固定，开有小孔的薄隔板将其分为A、B两部分，光滑活塞可自由移动。初始时气缸内被封闭气体温度T，A、B两部分容积相同。加热气体，使A、B两部分体积之比为1∶2。‎ A B 活塞 ‎（1）气体应加热到多少温度？‎ ‎（2）将活塞向左推动，把B部分气体全部压入A中，气体温度变为2T，求此时气体压强。‎ ‎12解：(1)AB体积之比1∶2‎ 设A的容积V，则初状态AB总体积2V，末状态总体积3V，‎ 等压变化， 解得。‎ ‎(2)由理想气体状态方程，‎ 解得p2=4p0。‎ ‎14（10分）、（上海市复旦、交大、华师大附中2020年3月高三下学期3校联考）图中质量为mA的圆柱形气缸A位于水平地面，气缸内有一面积S=5.00×10‎-3m2‎、质量mB=‎10.0kg的活塞B，把一定质量的气体封闭在气缸内，气体的质量比气缸的质量小得多，活塞与气缸的摩擦不计，大气压强 p0=1.00×105Pa。活塞B经跨过定滑轮的轻绳与质量为mC=‎20.0kg的圆桶C相连，当活塞处于平衡时，气缸内的气柱长为L/4，L为气缸的深度，它比活塞的厚度大得多。（g取‎10m/s2)‎ ‎（1）求这时气缸内封闭气体的压强。‎ ‎（2）现在徐徐向C桶内倒入细砂粒，若气缸A能离开地面，则气缸A的质量应满足什么条件？‎ 由于L2最大等于L，故若想轻绳能把汽缸A提离地面，汽缸的质量应满足条件kg。（2分）‎ ‎16.（9分）（2020年3月江西南昌一模）某登山运动员在一次攀登珠穆朗玛峰的过程中，在接近山顶时他裸露在手腕上的防水手表的表盘玻璃突然爆裂了，而手表没有受到任何撞击，该手表出厂时给出的参数为：27 ℃时表内气体压强为1.0×105Pa（常温下的大气压强值），当内、外压强差超过6.0×l04Pa时表盘玻璃将爆裂．当时登山运动员携带的温度计的读数是-21℃，表内气体体积的变化可忽略不计．‎ ‎(1)通过计算判断手表的表盘玻璃是向外爆裂还是向内爆裂？‎ ‎(2)当时外界的大气压强为多少？‎ p T T0‎ ‎2T0‎ p0‎ ‎2p0‎ O A B C ‎18.（江苏南通市2020届高三第一学期期末）一定质量的理想气体压强p与热力学温度T的关系图象如图所示，AB、BC分别与p轴和T轴平行，气体在状态A时的压强为p0、体积为V0，在状态B时的压强为2p0，则气体在状态B时的体积为 ；气体从状态A经状态B变化到状态C的过程中，对外做的功为W，内能增加了ΔU，则此过程气体 （选填“吸收”或“放出”）的热量为 ．‎ ‎18.答案：V0/2（2分） 吸收（1分）‎ ΔU+W（1分）‎ 解析：气体从状态A变化到状态B，做等温变化，由波意耳定律可得气体在状态B时的体积为V0‎ ‎/2；气体从状态A经状态B变化到状态C的过程中，对外做的功为W，内能增加了ΔU，由热力学第一定律，则此过程气体吸收热量Q=ΔU+W 。‎ ‎20.（12分）（2020山西太原期末）如图是某研究性学习小组设计的一种测温装置，玻璃泡A内封有一定质量的气体，与A相连的细管B插在水银槽中，管内和槽内水银面的高度差z即可反映出泡内气体的温度，即环境温度，并可由B管上的刻度直接读出．（B管的体积与A泡的体积相比可忽略）‎ ‎①在标准大气压下（p0 =76cmHg），对B管进行温度刻线．已知温度t1=27℃，管内与槽中水银面的高度差x1=16cm，此高度即为‎27℃‎的刻度线．求当t=‎0℃‎时，刻度线与槽中水银面的高度差x0．‎ ‎②若大气压变为p1=75cmHg，利用该装置测量温度时所得读数仍为‎27℃‎，则此时实际温度是多少？‎ ‎21.（10分）（2020年2月西安五校联考）某同学家新买了一双门电冰箱，冷藏室容积‎107 L，冷冻容积‎118 L，假设室内空气为理想气体。‎ ‎①若室内空气摩尔体积为22.5×10-3m3/mol，阿伏加德罗常数为6.0×1023个/mol，在家中关闭冰箱密封门后，电冰箱的冷藏室和冷冻室内大约共有多少个空气分子?‎ ‎②若室内温度为‎27℃‎，大气压为l×105 Pa，关闭冰箱密封门通电工作一段时间后，冷藏室内温度降为‎6℃‎，冷冻室温度降为‎-9℃‎，此时冷藏室与冷冻室中空气的压强差为多大?‎ ‎③冰箱工作时把热量从温度较低的冰箱内部传到温度较高的冰箱外部，请分析说明这是否违背热力学第二定律。‎ ‎22.（9分）（2020年2月武汉调研）如图所示，在长为L=57cm的一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内，用‎4cm高的水银柱封闭着‎51cm长的理想气体，管内外气体的温度均为‎33℃‎。现将水银徐徐注入管中，直到水银面与管口相平，此时管中气体的压强为多少？接着缓慢对玻璃管加热升温至多少时，管中刚好只剩‎4cm高的水银柱？（大气压强p0=76cmHg）‎ ‎ 23.(9分) （2020江西重点中学联盟第一次联考）如图所示为一均匀薄壁U形管，左管上端封闭，右管开口且足够长，管的截面积为S，内装有密度为r 的液体。右管内有一质量为m的活塞搁在固定卡口上，卡口与左管上端等高，活塞与管壁间无摩擦且不漏气。温度为T0时，左、右管内液面等高，两管内空气柱长度均为L，压强均为大气压强P0，重力加速度为g。现使左右两管温度同时缓慢升高，在活塞离开卡口上升前，左右两管液面保持不动。求：‎ ‎①右管活塞刚离开卡口上升时，右管封闭气体的压强P1；‎ ‎②温度升高到T1为多少时，右管活塞开始离开卡口上升；‎ ‎③温度升高到T2为多少时，两管液面高度差为 L。‎ ‎24. （2020年2月山东潍坊重点中学联考）一质量为M的气缸，用质量为m，横截面积为S 的活塞，封有一定质量的气体，活塞与气缸之间无摩擦且不漏气。气缸水平横放时，空气柱长为L0（如图甲所示），若将气缸按图乙悬挂，静止时求气柱长度为多少.（已知大气压强为P0，且气体温度保持不变.）‎ ‎25.（9分）（2020年2月江西九江市七校联考）如图所示，向一个空的铝饮料罐（即易拉罐）中插入一根透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱（长度可以忽略）。如果不计大气压的变化，这就是一个简易的气温计。已知铝罐的容积是‎360cm3，吸管内部粗细均匀，横截面积为‎0.2cm2，吸管的有效长度为‎20cm，当温度为25℃时，油柱离管口‎10cm。‎ ‎①吸管上标刻温度值时，刻度是否均匀？说明理由。‎ ‎②计算这个气温计的测量范围。‎ ‎.解析：：①根据盖—吕萨克定律，，‎ ‎26.（10分）（2020‎ 年2月湖南部分学校联考）内壁光滑的导热气缸竖直浸放在冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭压强为p0=1．0×105Pa、体积V0=2．0×m3的理想气体。现在活塞上方缓慢倒上沙子，使封闭气体的体积变为原来的一半，然后将气缸移出水槽，缓慢加热，使气体的温度变为‎127℃‎。求气缸内气体的最终体积和压强。‎ ‎27（10分）（2020江西重点中学协作体第二次联考）某压缩式喷雾器储液桶的容量是5.7×10－‎3m3‎．往桶内倒入4.2×10－‎3m3‎的药液后开始打气，打气过程中药液不会向外喷出。如果每次能打进2.5×10－‎4m3‎的空气，要使喷雾器内空气的压强达到4标准大气压应打气几次？这个压强能否使喷雾器内的药液全部喷完？（设大气压强为1标准大气压，整个过程中温度不变）‎ ‎.解析：由波意耳定律，npV0+pV=4pV，V=5.7×10－‎3m3‎-4.2×10－3m =1.5×10－3m，解得n=18.‎ 当药液全部喷完，V’=5.7×10－‎3m3‎．由p’V’=4pV解得p’=1.05p，大于大气压，所以能否使喷雾器内的药液全部喷完。‎ ‎28.（9分）（2020年2月武汉调研）如图所示，在长为L=57cm的一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内，用‎4cm高的水银柱封闭着‎51cm长的理想气体，管内外气体的温度均为‎33℃‎。现将水银徐徐注入管中，直到水银面与管口相平，此时管中气体的压强为多少？接着缓慢对玻璃管加热升温至多少时，管中刚好只剩‎4cm高的水银柱？（大气压强p0=76cmHg）‎ ‎29（2020河北唐山）有一传热良好的圆柱形气缸置于水平地面上，并用一光滑的质量为M活塞密封一定质量的的理想气体，活塞面积为S。开始时汽缸开口向上（如图一），已知外界大气压强P0，被封气体的体积V0。‎ ‎①求被封气体的压强：‎ ‎②现将汽缸倒置（如图二），待系统重新稳定后，活塞移动的距离是多少？‎ ‎ ‎ ‎ （2）气缸倒置后： 对活塞受力分析得：，‎ 所以。‎ 对封闭气体运用玻玛定律，‎ 得：，‎ 所以。‎ ‎30．（2020丹东协作校联考）内壁光滑的导热气缸竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭压强为1.0×105Pa、体积为2.0×10－‎3m3‎的理想气体．现在活塞上方缓慢倒上沙子，使封闭气体的体积变为原来的一半，然后将气缸移出水槽，缓慢加热，使气体温度变为‎127℃‎．‎ ‎（1）求气缸内气体的最终体积；‎ ‎（2）在p—V图上画出整个过程中气缸气体的状态变化．（大气压强为1.0105Pa）‎ ‎31.（2020上海嘉定期末）．（12分）如图所示，大气压强为p0，气缸水平固定，开有小孔的薄隔板将其分为A、B两部分，光滑活塞可自由移动。初始时气缸内被封闭气体温度T，A、B两部分容积相同。加热气体，使A、B两部分体积之比为1∶2。‎ ‎（1）气体应加热到多少温度？‎ ‎（2）将活塞向左推动，把B部分气体全部压入A中，气体温度变为2T，求此时气体压强。‎ 解析：‎ ‎32. （2020上海卢湾期末）．如图所示，长为‎31cm、内径均匀的细玻璃管开口向上竖直放置，管内水银柱的上端正好与管口齐平，封闭气体的长为‎10cm，温度为‎27℃‎，外界大气压强不变。若把玻璃管在竖直平面内缓慢转至开口竖直向下，这时留在管内的水银柱长为‎15cm，然后再缓慢转回到开口竖直向上，求：‎ ‎（1）大气压强的值；　‎ ‎（2）玻璃管重新回到开口竖直向上时空气柱的长度；　‎ ‎（3）当管内气体温度缓慢升高到多少℃时，水银柱的上端恰好重新与管口齐平？‎ ‎33．(10分) （2020上海闵行期末）如图所示，一定量气体放在体积为V0的容器中，室温为T0＝300K，有一光滑导热活塞 C（不占体积）将容器分成A、B两室，B室的体积是A室的两倍，A室容器上连接有一U形管（U形管内气体的体积忽略不计），两边水银柱高度差为‎76cm，右室容器中连接有一阀门K，可与大气相通。（外界大气压等于76cmHg）求：‎ ‎（1）将阀门K打开后，A室的体积变成多少？‎ ‎（2）打开阀门K后将容器内的气体从300K加热到400K，U形管内两边水银面的高度差为多少？‎ ‎（3）再加热到540K，U形管内两边水银面的高度差又为多少？‎ 解析：（1）（3分） 打开阀门，A室气体等温变化，pA＝76cmHg，体积VA pA0VA0＝pAVA ①‎ ‎ ②‎ ‎（2）（4分） 从T0＝300K升到T，体积为V0，压强为PA，等压过程 ‎ ③‎ T1＝400K＜450K，‎ pA1＝pA＝p0， 水银柱的高度差为0‎ ‎34．（10分）（2020上海长宁期末）如图所示，粗细均匀的U形管竖直放置，左端封闭，右端开口，左端用水银封闭着长L＝‎10cm的理想气体，当温度为‎27°C时，两管水银面的高度差Δh＝‎2cm．设外界大气压为1.0´105Pa（即75cmHg）．为了使左、右两管中的水银面相平，求：‎ ‎（1）若对封闭气体缓慢加热，温度需升高到多少°C？‎ ‎（2）若温度保持‎27°C不变，需从右管的开口端再缓慢注入多少高度的水银柱?‎ ‎ ‎