2012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.

1、用心爱心专心1高考物理高频考点2012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 2012 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仁答藝AC解析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，选项A正确B错误；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，选项匚正确D

2、错误。2.（ 6 分）（2012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答黒BCE解析气体的体枳是所有气体分子能够到达的空间体积之和，选项A错误气体温度越高，气体分子的平均动能越大，气体分子的热运动就越剧，选 项

3、B正确；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注的，选项C正确；当气体膨胀时，若同时吸热，气体的内能不一定减少，选项D错误；在 压强不变而体积t曾大时，单位时间碰撞容器壁单位面积的分子数一定减少，选顶E正确。3 （9 分）（2012 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h=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

4、 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：P1= P2代入数T1T2（ii）根据玻意耳定律：P1V1=p3V3（2 分）代入数据 73X10 = 75XL3，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 + 2X0.27 ） cm = 2.54cm（ 3 分）据 3300色丄，从中求得T2=339K,12=66C（2 分）L用心爱心专心24 （9分）（2012年3月陕西渭南市质检） 如图15所示， 一导热良好的气缸放置 在水平平台上,活塞质量为10kg,横截面积50cm2,厚度ion,气缸全

5、长21匚 g 气缸质量20如大气压强为IX10帕，当温度为疋时，活塞封闭的气柱长10cm,现将气缸倒过来放置，活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通。g取10m/s：o求稳定后气柱多长？解:;设气缸倒置前后被封闭气休的压强分别为化和比， 气柱 *度分别为1和 gP=Pz = 1.2x 10 Pa ,=P-.= 0 S xlO=Pa（4分）倒置过程为等温变化，由玻意耳定律可得P-il=P2t25.（ 9 分）（2013 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=ioocm 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

6、C,大气压为 po=1x105Pa 时，气柱长 度为 Lo=O.4m。现缓慢拉动活塞，拉力最大值为F=500N,求：如果温度保持不变，能否将活塞从气缸中拉出？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?5解设.有足够长F达到最大值时活塞仍在气缸中，设此时气柱长“气 体阻根据活塞受力平衝，有：pzpo-F/sSxHypi（2分）根据理想气体状态方程匸二匚）有PiSLo=p2SL2（2分）解得：L；=0.8m （1分）所以，L2L所以不能将活塞拉出。保持R最大值不变，温度升高，活塞刚到缸口时，L尸 5.此时的压强为P尸P.6. （2012 年 3 月山东德州一模的

7、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 b为等容过程，b c为等压过程，c；a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 V=22.4L 求：1气体在状态c时的体积乂；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。7.解气体亡等温变化，根据玻意尔定律得p0V0- pcVc. .1分）又of b为等容过程所以Vo-Vfi=22.4L解得片誉=竽皿.a分）气体由状态d到状态C为等压过程，由盖吕萨克定律可知体积増大时温度

8、升高,所以气体内能增大由于b W气体对夕卜做功，IV为负值，气体吸收热量，Q为正值，由热力学笫一定律得XU = Q + W可知，气体吸收热臺Q大于气体对外做的功（2分）8.（ 9 分）（2012 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 27C。 则：该气体在状态 B, C 时的温度分别为多少C?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分）解析；对于理想气体;,由耳二立得&100K.该气休在状态B时的温度为f5=10

9、0-273*C=-173*C. G分）由壬丄得&=300K,该气体在状态C时的温度为tt=300-273*C =27CcC3分）人夕匚的过程中是吸热.吸收的热量a=V = pAV=lX 10sX（3X 10-lX 10:）J=200J.G分）9.（5 分）（2012 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 x105pa，体积为 2.0 x10-3mi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。求求气缸内气体的压强；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

10、收还是放出热量？热量是多少？用心爱心专心4解析：由玻意耳定律，H 比二 E 叫，解得p2= piVi/U2=240 xlO5Pa（2分）U=O,由热分学第一定律，Q=-W=-145J（2分）负号表示放出热量。（1分）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？用心爱心专心52如果由 A 经 B 到 C 的状态变化的整个过程中，气体对外做了解得TT。解得卩2=4卩0。400J的功，气了 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？*77X

11、10叽.解：由理想气体状态方程,PAVA=PcVcIT解得状态 C 的温度 Tc=320K。由热力学第一定律， U=Q+， 解得Q=420J,气体吸收热量。50040030020010011.（ 2012 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7X10 W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 积刻度读出圭寸闭气体的体积 V1=30mL 取走冰水混合物，待圭寸闭气体与 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：室温是多少摄氏度？；封闭气体的温度从零摄氏度变化到室

12、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：由VT1=V2/T2解得T2=291.2K，室温 t=T2-273K=18.2C。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）（2012 年海南琼海一模）如图所示，大气压强为po,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。（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 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 2

13、V,末状态总体积 3V,等压变化,2VT3VT1（2）由理想气体状态方程p0 2V p2 V T =2T ，用心爱心专心613+（2012年3月青岛市咼三一模）圈下水平放置的A、B飞缸的长度和截切积 均为20cm和10cm2,Q 是可在气缸内无摩擦滑动的、厚度不计的活塞，D为 阀门，整个装置均由导热材料制成开始阀门关闭，A内有压强为p-2.0 xl0&Pa的氮气B內有压強为pB=L2xl0sPa的氧气；阀门打开后，活塞C向右移动, 最后达到平衡，试求活塞厂移动的距离及平衡后B中气体的压逼.解析；设活塞移动的距离为禺平衡后B中气体压强为亠由玻意耳定律得对A部分气体有:pALS - p（L

14、 + x）S对8部分气体有：=p（L-X）S 代入相关数据解得*x=5cm；p=1.6X 105Pa14 （10 分）、（上海市复旦、交大、华师大附中 2012 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=5.00X10-3吊、 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5的质量小得多，活塞与气缸的摩擦不计，大气压强 p0=1.00X10 Pa。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

15、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？15,解：（1）由PiS+mcg = pQS + mBg得p二二弘10且*2分）取汽缸内气柱长为J4的平衡态为状态lt汽缸被缓慢提离地 面的平衡态为状态2,则p 丄叭Q分）4其中，p.S + mAg = pZlS（2分），得pL=2xl0pa4（1分）代入数据化简得”汩哙（2 分）16. （9 分）（2012 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

16、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：27C时表内气体压强为1.0X105Pa （常温下的大气压强值）当内、外压强差超过 6.0X104Pa 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-21C，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？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m -40kg。用心爱心专心716解；取表内封闭气体为硏究对象，初状态的压碾为p：= 1.0 x10 Pa,温度为Ti = （273 + 27）K=3OOK箕末状态的压强为尬 温度为

17、r;= （273-21K=252K根据查理定律，有= y1j:8Pm *.*.*.”*.*+*如杲手表的表盘玻璃是向内爆裂的，则外界的大气压强为po=P2 + Ap=8.4X104Pa + 6-OxlO4Pa= 1.44X105Pa . 2分大于山脚下的大气压强 （即常温下的大气压强,这显然是不可能的.所以可判断 手表的表盘玻璃是向外爆裂的。“.1分当时外界的大气压遢为p3y=p2-fip = 8.4X104Pa - 6-OxlO4Pa = 2.4xl0+P3 ”.3分17.（2012年3月江苏三校联考）如图所示，一直立汽的用一质虽为m的活塞封闭一定量的理想气体活塞横截面积为5,汽缸内壁光滑且

18、缸壁导热艮好，开 始时活塞被螺栓K固定。现打开螺栓K,活塞下落，经过足够长时间后，活塞停在B点，己知/W*大气压遢为内，重力加速度为 S（1）求活塞停在B点时缸内封闭气体的压强p;（2）设周围坏境温度保持不变，求整个过程中通过缸壁传递的热量Qo口解乂设封闭聲的压强为门活塞受力平衡pcS-bmg=pS解得尸pcfng/S,由于气体的温度不变.则内能的变化由能量守恒定律可得，整个过程中通过缸壁传递的热量Q=pSh= p:.Smg18.（江苏南通市 2012 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p。、体积

19、为V，在状态B时的压强为 2po,则气体在 状态B时的体积为 态B变化到状态C的过程中，对外做的功为W,内能增加了U,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） U+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U,由热力学第一定律，则此过程气体吸收热量Q=AU+W。19,（2012苏北四市联考）一定质量的理想气体从状态卫变化到状态乩 如图所示，贝U对应的压强貝_弓（选填-大于壮“小于或等于 5 该|

20、v过程中气体_量（选填呱籾或放出）答案：大于a分） 吸收a分）A一宙质量的理想气体从状态A变化到状态B、压强恥大于丹， 丿/ 体积増大.p-tCA1iiiAIi1i111111111:TTo2To;气体从状态A经状2poP0O用心爱心专心8温度升高，一定吸收热量。O-20. （12 分）（2012 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（p=76c

21、mHg）,对 B 管进行温度刻线已知温度ti=27C，管内与槽中水银面的高度差xi=16cm 此高度即为 27C的刻度线.求当t=0C时，刻度线与槽中水银 面的高度差xo.2若大气压变为pi=75cmHg 利用该装置测量温度时所得读数仍为27C，则此时实际温度是多少？解析*由于B管的体积与A泡的体积相比可忽略.所以A泡内的气休做等容 变化，pi予吁乐Tt=300K由查理走律，PP- T T解得p=54 6cmHg当时，刻度线与槽中水银面的高度差.rci=76cin-H=S5 cmHg设温度升至T时，管中水银柱高为壮 g 气体体积为F：=53Scm气体压强为尹尸丹+h=$0 cmHg.由盖启萨克

22、定律,VxTi=VyT,代入数据得T=318Ke23.（9 分）（2012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T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T）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Pi；用心爱心专心10-pgQ (3分)24.（2012 年 2 月山东潍坊重点中学联考

23、）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Lo（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 P），且气体温度保持不变.）解析对缸内理想气体，平放初态；吧邛0, vl=.0s悬挂末态：对缸体，MG+P2S=P0S即P2-v=LSp由玻马定律:Plvl=P2v2,即P0L05=( 3)L5得：气柱长度为严_地25.（9 分）（2012 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）。

24、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，2横截面积为 0.2cm，吸管的有效长度为 20cm 当温度为 25C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。解活塞刚离开卡口时，对活塞吨-P、S=PiS得P ：=py （3分）2两侧气体体积不变右管气体辛=得2 丁心器丿（3分）3左管内气体，巧二* 巴二刊+等十燿应用理想气体状态方程警=竽得h =甲用心爱心专心11.解析：根据盖一吕萨克定律，V= c,用心爱心专心12所以* 3 O即体积的变化量与温度的变化量成正比，吸管上标的刻度是均匀

25、的。因为iV=7,所以 0.2x（20-l0）K=1.6K29S362362这个气温计可以测量的温度为t=（25 1.6）*0,即这个气温计测量的范围是234t!26.6C26.（10 分）（2012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po=1. OX105Pa、体积 V）=2. ox 10m 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 127C。求气缸内气体的最终体积和压强。26解析气体先做等温变化，由玻意耳定律得戸必=戸Q分）解得压强P=2.DxlO

26、Pa Q分）之后，气体做等压变化.由盖吕萨克定律得备岭G分）解得最终体积r = -=-x2.0 xl0-5=1.5xl0-m d分)2r 2x 273ta7（ 10 分）（2012 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5.7X10一3mi.往桶内倒入 4.2X10一3ni的药液后开始打气， 打气过程中药液不会向外喷出。 能打进 2.5X10一垢的空气，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）_3 3一3.解析：由波意耳定律，npV+pV=4pV, V=5.7X10 m

27、-4.2X10 m=1.5x103m 解得 n=18.当药液全部喷完，V =5.7X10一3m .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）（2012 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则丄兰爲(273 + 25)如果每次用心爱心专心13PoS Mg VoPS - Mg所以V一VoS2MgVoPoS _ Mg S33C。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

28、？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 po=76cmHg解：设玻璃管的横截面积为名，初态时，管内气体温度为Tt=2K+K=306K,体积为F1 =51Scm-,压弓虽为J? - p；i+li=SO cmHg.当水银柱与管口相平时，朮银柱高为H,则压强为p尸P5H=（76-H） cmHg.由波意耳定律，Plrsj_代入数据得H： + 19HJ3XCl4cm腫;解得；H=9cm故p：=p：i+H-5 cmHg.设温度升至T时,管中水银柱高为km,气体体积为门TScnA气体压弓虽为p3=po+h=8O cmHg.由盖启萨克定律，厂i石=巧 代入数据得T-3

29、18K.29（ 2012 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活塞密圭寸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求被圭寸气体的压强：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？IILIiitu-.解：（1）对活塞受力分析U.S此+孚=阳得：PoS - MgPi -所以S对封闭气体运用玻玛定律PVo二PiVi,图（2） 气缸倒置后:对活塞受力分析得：Mg RS二PoS,用心爱心专心1430.(2012 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

30、，用 不计质量的活塞封闭压强为 1.0 x105Pa、体积为 2.0 x10_3m 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，度变为 127C.(1) 求气缸内气体的最终体积；(2) 在pV图上画出整个过程中气缸气体的状态变化.解析:1)在活塞上方倒抄的过程中温度保持不变，对气体，由玻意耳定律得，典门予1门，代入数据.F2.0X 10X1.0X10 1.0 x 103Pa=2.0X10;Pa在缓慢加热到的过程中，气体压强保持不 变，由盖吕萨克定律得，厲丁严理门，旳二跡=(273+127)X 1.0X 10_5.27jm3=1.47X 10mjG分

31、)(2)在整个物理过程中画在上)一谓上 如图所示.G分)31.(2012 上海嘉定期末).(12 分)如图所示，大气压强为薄隔板将其分为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：(1)AB体积之比h2设A的容积V,则初状态AB总体积2V,末状态总体积3V.2分得2分(2)由理把气体状态方程得 P：=-PQ- -分3,气缸水平固定，开有小孔的T,A等压变化苓二务2分p=V01.02 03 0 X

32、10 * m1)用心爱心专心1532.(2012 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 27C，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：用心爱心专心16(1 )大气压强 Po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 C 时，水银柱的上端恰好重新与管口齐平?解析：（1）分lpi=p；,+21cmHgflOS 7i=300KF16ST：300KcmHg=l .0 x 105Pa（2）（4分）p?=75-15=90cmHgr：=IS（3）（岸分p4=p2=90cmH呂厂尸（31-15）S=16STs=300K(2) (4 分) 从 T0= 300K 升到 T,体积为 V0,压强为 PA,等压过程T1=400KV450K,PA1=PA=p0,74=45 OKr=177*C33.(