高考物理大二复习 专题强化练（十九）气体实验定律、理想气体状态方程（含解析）-人教版高三全册物理试题VIP免费

专题强化练(十九)气体实验定律、理想气体状态方程(满分:60分时间:30分钟)(共6小题,每题10分,共60分)1.(考点1)(2019山东泰安二模)某兴趣小组设计了如图所示的便携式水银气压计,粗细均匀的细U形管竖直放置,左管密封,上方为真空,右管开口,两管均标有刻度,根据左右两管中水银面高度差便可直接得到大气压的数值。某次因使用不当,导致有气泡进入左管顶部,此时两水银液面高度差只有750mm,左侧水银面到管顶的距离为80mm。为修正上述测得的大气压值,将右管直接连接在压强恒为678mmHg的气压仓上,此时,气压计两水银液面高度差为670mm,不考虑过程中的温度变化。求:(1)大气压的准确数值;(2)若断开气压仓,将U形管开口向上倾斜放在与水平面成30°角的实验架上,则水银是否会溢出?并简述理由。解析(1)设大气压的准确值为p0,对于混入左管中的气体,初态时p1=p0-750mmHg,V1=80S接在恒压仓上后,管中左右液面差由750mm减为670mm,则p2=678mmHg-670mmHg=8mmHg,V2=120S由玻意耳定律:p1V1=p2V2代入数值,解得p0=762mmHg。(2)开口向上倾斜放置时,液体产生的压强变小,被封气体压强增大,由玻意耳定律知,气体体积进一步缩小,所以水银不会溢出。答案(1)762mmHg(2)水银不会溢出倾斜放置时,液体产生的压强变小,被封气体压强增大,体积进一步缩小,所以水银不会溢出2.(考点1)(2019湖北天门二模)横截面积处处相同的U形玻璃管竖直放置左端封闭,右端开口。初始时,右端管内用h1=4cm的水银柱封闭一段长为L1=9cm的空气柱A,左端管内用水银封闭有长为L2=14cm的空气柱B,这段水银柱液面高度差为h2=8cm,如图甲所示。已知大气压强p0=76.0cmHg,环境温度不变。(1)求初始时空气柱B的压强(以cmHg为单位);(2)若将玻璃管缓慢旋转180°,使U形管竖直倒置(水银未混合、未溢出),如图乙所示。当管中水银静止时,求水银柱液面高度差h3。解析(1)初始时,空气柱A的压强为pA=p0+ρgh1①而pB+ρgh2=pA②联立①②解得气体B的压强为pB=72cmHg。(2)U形管倒置后,空气柱A的压强为pA'=p0-ρgh1③空气柱B的压强为pB'=pA'+ρgh3④空气柱B的长度L2'=L2+h2-h32⑤由玻意耳定律可得pBL2=pB'L2'⑥联立③④⑤⑥解得h3=12cm。答案(1)72cmHg(2)12cm3.(考点2)(2019湖南湘潭三模)如图所示,一质量为M的汽缸竖直“悬吊”,汽缸内有横截面积为S的活塞与汽缸壁无摩擦且不漏气。活塞和汽缸内封闭有一定质量的理想气体,轻质细线的一端固定在活塞上,另一端固定在天花板上。已知大气压强为p0,气体的温度为T0,活塞到汽缸底部的距离为d,汽缸与活塞均具有良好的导热性。求:(1)外界温度降低为T时,活塞到汽缸底部的距离;(2)若把细线剪断,保持气体的温度不变,且不计空气阻力,在汽缸未落地前活塞到汽缸底部的距离。解析(1)外界温度降低前,封闭气体体积V1=dS,温度为:T1=T0外界温度降低后,封闭气体体积V2=d'S,温度为:T2=T气体等压变化,根据盖—吕萨克定律得:V1T1=V2T2代入数据解得:d'=TT0d。(2)以汽缸为研究对象,开始受力分析如图所示,由受力平衡得:Mg+p1S=p0S剪断细线后,汽缸与活塞、气体做自由落体运动处于完全失重,气体压强为:p2=p0细线剪断前封闭气体体积为:V1=dS细线剪断后气体体积为:V3=d″S气体发生等温度变化,根据玻意耳定律得:p1V1=p2V3联立解得:d″=(p0S-Mg)dp0S。答案(1)TT0d(2)(p0S-Mg)dp0S4.(考点2)(2019江西二模)如图所示,A、B为水平地面上两内壁光滑的圆筒形汽缸,其中A被固定在地面上,B未固定。A、B两汽缸总长度均为2L,分别用面积为2S与S的不计厚度的轻活塞封闭一定质量的理想气体,两活塞用一略长于2L的细轻杆相连。A汽缸壁与活塞均绝热,内接有一电阻丝。B汽缸质量为m,其汽缸壁导热,与水平面间的动摩擦因数为μ,且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。开始时汽缸A、B中的活塞均正好处在汽缸正中央,两汽缸内气体与外界环境温度均为T0,两汽缸内气体的压强均为p0(p0为大气压强),环境温度不变,重力加速度为g。现给电阻丝通电,对A汽缸内气体缓慢加热,求:(1)B汽缸开始移动时其内部气体压强pB与体积VB;(2)A汽缸内活塞移动到A汽缸最左端时其内部气体的温度TA。解析(1)设B汽缸开始移动时其内部气体压强为pB,对汽缸B根据受力平衡得:(pB-p0)S=μmg解得:pB=p0+μmgS对汽缸B内气体,由玻意耳...