1、高考真题体验1多选(2017全国卷)氧气分子在0 和100 温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。下列说法正确的是()A图中两条曲线下面积相等B图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形C图中实线对应于氧气分子在100 时的情形D图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目E与0 时相比，100 时氧气分子速率出现在0400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大解析：选ABC根据气体分子单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化曲线的意义可知，题图中两条曲线下面积相等，选项A正确；题图中虚线占百分比较大的分子速率较小，所以对应于
2、氧气分子平均动能较小的情形，选项B正确；题图中实线占百分比较大的分子速率较大，分子平均动能较大，根据温度是分子平均动能的标志，可知实线对应于氧气分子在100 时的情形，选项C正确；根据分子速率分布图可知，题图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目占总分子数的百分比，不能得出任意速率区间的氧气分子数目，选项D错误；由分子速率分布图可知，与0 时相比，100 时氧气分子速率出现在0400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小，选项E错误。2(2017上海高考)如图，竖直放置的U形管内装有水银，左端开口，右端封闭一定量的气体，底部有一阀门。开始时阀门关闭，左管的水银面较高。现打开阀门，流出一些
3、水银后关闭阀门。当重新平衡时()A左管的水银面与右管等高B左管的水银面比右管的高C左管的水银面比右管的低D水银面高度关系无法判断解析：选D初态时右侧封闭气体的压强pp0，打开阀门，流出一些水银后关闭阀门，当重新平衡时，因封闭气体的体积变大，由pVC知压强p减小，因气体末态压强p有可能大于p0、等于p0或小于p0，故左右两管水银面的高度关系无法判断，选项D正确。3(2017全国卷)一热气球体积为V，内部充有温度为Ta的热空气，气球外冷空气的温度为Tb。已知空气在1个大气压、温度T0时的密度为0，该气球内、外的气压始终都为1个大气压，重力加速度大小为g。(1)求该热气球所受浮力的大小；(2)求该热
4、气球内空气所受的重力；(3)设充气前热气球的质量为m0，求充气后它还能托起的最大质量。解析：(1)设1个大气压下质量为m的空气在温度为T0时的体积为V0，密度为0在温度为T时的体积为VT，密度为(T)由盖吕萨克定律得联立式得(T)0气球所受的浮力为F(Tb)gV联立式得FVg0。(2)气球内热空气所受的重力为G(Ta)Vg联立式得GVg0。(3)设该气球还能托起的最大质量为m，由力的平衡条件得mgFGm0g联立式得mV0T0m0。答案：(1)Vg0(2)Vg0(3)V0T0m04(2017全国卷)如图，容积均为V的汽缸A、B下端有细管(容积可忽略)连通，阀门K2位于细管的中部，A、B的顶部各有
5、一阀门K1、K3；B中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略)。初始时，三个阀门均打开，活塞在B的底部；关闭K2、K3，通过K1给汽缸充气，使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1。已知室温为27 ，汽缸导热。(1)打开K2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强；(2)接着打开K3，求稳定时活塞的位置；(3)再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20 ，求此时活塞下方气体的压强。解析：(1)设打开K2后，稳定时活塞上方气体的压强为p1，体积为V1。依题意，被活塞分开的两部分气体都经历等温过程。由玻意耳定律得p0Vp1V13p0Vp1(2VV1)联立式得V1p12p0。(2)打开K3后，由式知，活
6、塞必定上升。设在活塞下方气体与A中气体的体积之和为V2(V22V)时，活塞下方气体压强为p2。由玻意耳定律得3p0Vp2V2由式得p2p0由式知，打开K3后活塞上升直到B的顶部为止；此时p2为p2p0。(3)设加热后活塞下方气体的压强为p3，气体温度从T1300 K升高到T2320 K的等容过程中，由查理定律得将有关数据代入式得p31.6p0。答案：(1)2p0(2)在汽缸B的顶部(3)1.6p05(2017全国卷)一种测量稀薄气体压强的仪器如图(a) 所示，玻璃泡M的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管K1和K2。K1长为l，顶端封闭，K2上端与待测气体连通；M下端经橡皮软管与充有水银的容器R连
7、通。开始测量时，M与K2相通；逐渐提升R，直到K2中水银面与K1顶端等高，此时水银已进入K1，且K1中水银面比顶端低h，如图(b)所示。设测量过程中温度、与K2相通的待测气体的压强均保持不变。已知K1和K2的内径均为d，M的容积为V0，水银的密度为，重力加速度大小为g。求：(1)待测气体的压强；(2)该仪器能够测量的最大压强。 解析：(1)水银面上升至M的下端使玻璃泡中气体恰好被封住，设此时被封闭的气体的体积为V，压强等于待测气体的压强p。提升R，直到K2中水银面与K1顶端等高时，K1中水银面比顶端低h；设此时封闭气体的压强为p1，体积为V1，则VV0d2lV1d2h由力学平衡条件得p1phg
8、整个过程为等温过程，由玻意耳定律得pVp1V1联立式得p。(2)由题意知hl联立式有p该仪器能够测量的最大压强为pmax。答案：(1)(2)6(2016江苏高考)如图1所示，在斯特林循环的pV图象中，一定质量理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，整个过程由两个等温和两个等容过程组成。BC的过程中，单位体积中的气体分子数目_(选填“增大”“减小”或“不变”)。状态A和状态D的气体分子热运动速率的统计分布图象如图2所示，则状态A对应的是_(选填“”或“”)。解析：BC过程为等容过程，单位体积中的气体分子数目不变。气体状态A的温度低于状态D的温度，则状态A对应的气体分子的平均动能小，
9、对应着图象。答案：不变7(2016全国卷)一氧气瓶的容积为0.08 m3，开始时瓶中氧气的压强为20个大气压。某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36 m3。当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时，需重新充气。若氧气的温度保持不变，求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天。解析：设氧气开始时的压强为p1，体积为V1，压强变为p2(2个大气压)时，体积为V2。根据玻意耳定律得p1V1p2V2重新充气前，用去的氧气在p2压强下的体积为V3V2V1设用去的氧气在p0(1个大气压)压强下的体积为V0，则有p2V3p0V0设实验室每天用去的氧气在p0压强下的体积为V，则氧气可用的天数为N联立以上各式，并代
10、入数据可得N4，即可供该实验室使用4天。答案：4天8(2016全国卷)在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强，两压强差p与气泡半径r之间的关系为p，其中0.070 N/m。现让水下10 m处一半径为0.50 cm的气泡缓慢上升。已知大气压强p01.0105 Pa，水的密度1.0103 kg/m3，重力加速度大小g10 m/s2。(1)求在水下10 m处气泡内外的压强差；(2)忽略水温随水深的变化，在气泡上升到十分接近水面时，求气泡的半径与其原来半径之比的近似值。解析：(1)当气泡在水下h10 m处时，设其半径为r1，气泡内外压强差为p1，则p1代入题给数据得p128 Pa。(2)设气泡
11、在水下10 m处时，气泡内空气的压强为p1，气泡体积为V1；气泡到达水面附近时，气泡内空气的压强为p2，气泡内外压强差为p2，其体积为V2，半径为r2。气泡上升过程中温度不变，根据玻意耳定律有p1V1p2V2由力学平衡条件有p1p0ghp1p2p0p2气泡体积V1和V2分别为V1r13V2r23联立式得3由式知，pip0，i1,2，故可略去式中的pi项。代入题给数据得1.3。答案：(1)28 Pa(2)或1.39(2016全国卷)一U形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞。初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示。用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止。求此时右
12、侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离。已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强p075.0 cmHg。环境温度不变。解析：设初始时，右管中空气柱的压强为p1，长度为l1；左管中空气柱的压强为p2p0，长度为l2。活塞被下推h后，右管中空气柱的压强为p1，长度为l1；左管中空气柱的压强为p2，长度为l2。以cmHg为压强单位。由题给条件得p1p0(20.05.00)cmHgl1cm由玻意耳定律得p1l1p1l1联立解得p1144 cmHg依题意p2p1l24.00 cm cmh根据玻意耳定律得p2l2p2l2解得h9.42 cm。答案：144 cmHg9.
13、42 cm10(2016海南高考)如图，密闭汽缸两侧与一U形管的两端相连，汽缸壁导热；U形管内盛有密度为7.5102 kg/m3的液体。一活塞将汽缸分成左、右两个气室，开始时，左气室的体积是右气室的体积的一半，气体的压强均为p04.5103 Pa。外界温度保持不变。缓慢向右拉活塞使U形管两侧液面的高度差h40 cm，求此时左、右两气室的体积之比。取重力加速度大小g10 m/s2，U形管中气体的体积和活塞拉杆的体积忽略不计。解析：设初始状态时汽缸左气室的体积为V01，右气室的体积为V02；当活塞至汽缸中某位置时，左、右气室的压强分别为p1、p2，体积分别为V1、V2，由玻意耳定律得p0V01p1
14、V1p0V02p2V2依题意有V01V02V1V2由力的平衡条件有p2p1gh联立式，并代入题给数据得2V123V01V19V0120由此解得V1V01(另一解不合题意，舍去)由式和题给条件得V1V211。答案：1111. (2015全国卷)如图，一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞。已知大活塞的质量为m12.50 kg，横截面积为S180.0 cm2；小活塞的质量为m21.50 kg，横截面积为S240.0 cm2；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为l40.0 cm；汽缸外大气的压强为p1.00105 Pa，温度为T303 K。初始时大活塞与大圆筒底部相距，两活塞间
15、封闭气体的温度为T1495 K。现汽缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移。忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦，重力加速度大小g取10 m/s2。求：(1)在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，汽缸内封闭气体的温度；(2)缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强。解析：(1)设初始时气体体积为V1，在大活塞与大圆筒底部刚接触时，缸内封闭气体的体积为V2，温度为T2。由题给条件得V1S1S2V2S2l在活塞缓慢下移的过程中，用p1表示缸内气体的压强，由力的平衡条件得S1(p1p)m1gm2gS2(p1p)故缸内气体的压强不变。由盖吕萨克定律有联立式并代入题给数据得T2330 K。(2)在大活塞
16、与大圆筒底部刚接触时，被封闭气体的压强为p1。在此后与汽缸外大气达到热平衡的过程中，被封闭气体的体积不变。设达到热平衡时被封闭气体的压强为p，由查理定律，有联立式并代入题给数据得p1.01105 Pa。答案：(1)330 K(2)1.01105 Pa12(2015江苏高考)给某包装袋充入氮气后密封，在室温下，袋中气体压强为1个标准大气压、体积为1 L。将其缓慢压缩到压强为2个标准大气压时，气体的体积变为0.45 L。请通过计算判断该包装袋是否漏气。解析：若不漏气，设加压后的体积为V1，由玻意耳定律知：p0V0p1V1，代入数据得V10.5 L，因为0.45 LTBTCBTATBTC DTBTA
17、TC解析：选D由题图可知VAVBVC，pApCTATC，D正确。2.如图所示，竖直放置的上端封闭、下端开口的粗细均匀的玻璃管中，一段水银柱封闭着一段长为l的空气柱。若将玻璃管倾斜45(开口端仍在下方，空气柱温度保持不变)，空气柱的长度将发生下列哪种变化()A变长 B不变C变短 D无法确定解析：选C设大气压强为p0，水银柱的长度为h，竖直放置时，空气柱的压强为p1p0h；玻璃管倾斜45时，h变小，则空气柱的压强变大，空气柱温度不变，由玻意耳定律pVC可知，空气柱体积变小，即空气柱的长度变短，选项C正确。3竖直倒立的U形玻璃管一端封闭，另一端开口向下，如图所示，用水银柱封闭一定质量的理想气体，在保
18、持温度不变的情况下，假设在管的D处钻一小孔，则管内被封闭的气体压强p和气体体积V变化的情况为()Ap、V都不变 BV减小，p增大CV增大，p减小 D无法确定解析：选B由题图可知，管内被封闭的气体压强p小于外界大气压p0，当在管的D处钻一小孔，D处对水银柱的压强变为p0，水银柱同一高度处压强不等，水银柱将向压强较小的方向移动，所以气体体积V减小。根据玻意耳定律可知气体体积V减小，则压强p增大。综上所述，B正确。4如图为一注水的玻璃装置，玻璃管D、E上端与大气相通，利用玻璃管C使A、B两球上部相通，D、C、E三管与两球接口处紧密封接。当A、B、D的水面高度差如图所示时，E管内水面相对B中水面的高度
19、差h应等于()A0米 B0.5米 C1米 D1.5米解析：选D表面看，题图中1区、2区液面不在同一水平面，但1、2区以管C相通，即p1p2pC，p1p0gh1，h11.5 m，p2p1p0gh，则h1.5 m，D正确。5两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种理想气体，已知容器中气体的压强不相同，则下列判断中正确的是()A压强小的容器中气体的温度比较高B压强大的容器中气体的分子数密度比较小C压强小的容器中气体分子的平均动能比较大D压强大的容器中气体分子对器壁单位面积的平均作用力比较大解析：选D相同的容器分别装有等质量的同种气体，说明它们所含的分子总数相同，即分子数密度相同，B错误；压强不同，一
20、定是因为两容器气体分子平均动能不同造成的，压强小的容器中分子的平均动能一定较小，温度较低，故A、C错误；压强大的容器中气体分子对器壁单位面积的平均作用力比较大，故D正确。二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分)6一定质量的理想气体经历一系列状态变化，其p 图线如图所示，变化顺序由abcda，图中ab线段延长线过坐标原点，cd线段与p轴垂直，da线段与轴垂直。气体在状态变化过程中()Aab，压强减小、温度不变、体积增大Bbc，压强增大、温度降低、体积减小Ccd，压强不变、温度降低、体积减小Dda，压强减小、温度升高、体积不变解析：选AC由理想气体状态方程C整理得：pT，在p 图象中a
21、b过程斜率不变，CT不变，故说明温度不变，压强减小，体积增大，故A正确；bc过程中，体积增大，故B错误；cd过程中，压强不变，体积减小，则由理想气体状态方程C可知，温度降低，故C正确；da过程中，体积不变，压强减小，故温度应降低，故D错误。7.如图所示，c、d表示一定质量的某种气体的两个状态，则关于c、d两状态的下列说法中正确的是()A压强pdpcB温度TdVcDd状态时分子运动剧烈，分子数密度大解析：选AB由题图可看出pdpc，Tdpc，故体积减小，即VcVd，分子数密度增大，C、D错误。8一定质量的气体保持温度不变，当体积膨胀为原来的10倍时，则()A气体分子数变为原来的10倍B气体分子的
22、平均动能变为原来的C气体分子的数密度变为原来的D器壁的同一面积上所受气体分子的平均作用力减小为原来的解析：选CD气体的质量不变，分子总数是不变的。又因为温度恒定，故分子平均动能不变。体积膨胀为原来的10倍，单位体积内的气体分子数(即气体分子的数密度)变为原来的，压强变为原来的，故器壁的同一面积上所受分子的平均作用力也变为原来的，故C、D正确。三、非选择题(本题共4小题，共52分)9(12分)对于一定质量的理想气体，以p、V、T三个状态参量中的两个为坐标轴建立直角坐标系，在坐标系上描点能直观地表示这两个参量的数值。如图所示，三个坐标系中，两个点都表示相同质量某种理想气体的两个状态。(1)p T图
23、象(图甲)中A、B两个状态，_状态体积小。(2)V T图象(图乙)中C、D两个状态，_状态压强小。(3)p V图象(图丙)中E、F两个状态，_状态温度低。解析：(1)题图甲画出的倾斜直线为等容线，斜率越大，体积越小，所以VBVA。(2)题图乙画出的倾斜直线为等压线，斜率越小，压强越大，所以pDpC。(3)题图丙画出的双曲线为等温线，离原点越远，温度越高，所以TETF。答案：(1)A(2)C(3)F10(12分)如图甲所示，容器A和B分别盛有氢气和氧气，用一段水平细玻璃管连通，管内有一段水银柱将两种气体隔开。当氢气温度为0 、氧气温度为20 时，水银柱保持静止。判断下列情况下，水银柱将怎样移动。
24、(1)两气体均升高20 ；(2)氢气升高10 ，氧气升高20 ；(3)若初状态如图乙所示且气体初温相同，两气体均降低10 。解析：由查理定律得：，即pp1，对于题图甲，氢气和氧气的初压强相同，设为p，当温度变化时，先假设水银柱不动。(1)pAp0，pBp0，可得pApB，故水银柱向B移动。(2)pAp0，pBp0，可得pApB，故水银柱向A移动。(3)对于题图乙，pApA0，pBpBpB，故|pA|pB|，水银柱向A移动。答案：(1)向B移动(2)向A移动(3)向A移动11. (14分)如图所示，长为31 cm且内径均匀的细玻璃管，开口向上竖直放置，齐口水银柱封住10 cm长的空气柱，若把玻璃
25、管在竖直平面内缓慢转动180后，发现水银柱长度变为15 cm，继续缓慢转动180至开口端向上。求：(1)大气压强的值；(2)末状态时空气柱的长度。解析：(1)由题意知，气体等温变化p1V1p2V2p1p021 cmHgp2p015 cmHg(p021)10S(p015)(3115)S解得：p075 cmHg。(2)由玻意耳定律得p1V1p3V3p3p015 cmHgl3 cm10.67 cm。答案：(1)75 cmHg(2)10.67 cm12(14分)如图所示，有两个不计质量和厚度的活塞M、N，将两部分理想气体A、B封闭在绝热汽缸内，温度均是27 。M活塞是导热的，N活塞是绝热的，均可沿汽缸
26、无摩擦地滑动，已知活塞的横截面积均为S2 cm2，初始时M活塞相对于底部的高度为h127 cm，N活塞相对于底部的高度为h218 cm。现将一质量为m1 kg的小物体放在M活塞的上表面，活塞下降。已知大气压强为p01.0105 Pa。(g10 m/s2)(1)求下部分气体的压强大小；(2)现通过加热丝对下部分气体进行缓慢加热，使下部分气体的温度变为127 ，求稳定后活塞M、N距离底部的高度。解析：(1)以两个活塞和小物体作为整体受力分析得：pSmgp0S得pp01.0105 Pa Pa1.5105 Pa。(2)对下部分气体进行分析，初状态压强为p0，体积为h2S，温度为T1，末状态压强为p，体积设为h3S，温度为T2由理想气体状态方程可得：得：h3h218 cm16 cm对上部分气体进行分析，根据玻意耳定律可得：p0(h1h2)SpLS得：L6 cm故此时活塞M距离底部的高度为h416 cm6 cm22 cm。答案：(1)1.5105 Pa (2)22 cm16 cm