1、1【2016上海卷】(8分)某同学制作了一个结构如图(a)所示的温度计。一端封闭的轻质细管可绕封闭端O自由转动,管长0.5 m。将一量程足够大的力传感器调零,细管的开口端通过细线挂于力传感器挂钩上,使细管保持水平、细线沿竖直方向。在气体温度为270 K时,用一段水银将长度为0.3 m的气柱封闭在管内。实验时改变气体温度,测得封闭气柱长度l和力传感器读数F之间的关系如图(b)所示(实验中大气压强不变)。(1)管内水银柱长度为 m,为保证水银不溢出,该温度计能测得的最高温度为 K。(2)若气柱初始长度大于0.3 m,该温度计能测量的最高温度将 (选填:“增大”,“不变”或“减小”)。(3)若实验中
2、大气压强略有升高,则用该温度计测出的温度将 (选填:“偏高”,“不变”或“偏低”)。【答案】(1)0.1;360 (2)减小(3)偏低【解析】(1)由于轻质管可以绕O点转动,通过力矩关系有:设水银长度的一半为x,封闭气体长度为计算的话,会出现测量值偏低。【考点定位】力矩、气体状态方程【方法技巧】根据力矩的平衡计算水银长度,根据公式计算气体温度,根据公式判断测量值温度的变化。2【2016江苏卷】如题12A-1图所示,在AB和DA的过程中,气体放出的热量分别为4J和20J在BC和CD的过程中,气体吸收的热量分别为20J和12J求气体完成一次循环对外界所做的功【答案】8J【考点定位】热力学定律【方法
3、技巧】重点考查热力学第一定律,本题的关键在于气体完成一次循环气体内能不变,从而结合热力学定律求解问题。3(8分)【2016海南卷】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p0=4.5103 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h=40 cm,求此时左、右两气室的体积之比。取重力加速度大小g=10 m/s2,U形管中气体的体积和活塞拉杆的体积忽略不计。【答案】1:1【解析】设初始状态时汽缸左气室的体积为V01,右气室的体
4、积为V02;当活塞至汽缸中某位置时,左、【考点定位】理想气体的状态方程、封闭气体压强【名师点睛】本题考查了求气体体积,应用玻意耳定律即可正确解题,求出气体的压强是正确解题的关键。4【2016上海卷】(10分)如图,两端封闭的直玻璃管竖直放置,一段水银将管内气体分隔为上下两部分A和B,上下两部分气体初始温度相等,且体积VAVB。(1)若A、B两部分气体同时升高相同的温度,水银柱将如何移动?某同学解答如下:设两部分气体压强不变,由,所以水银柱将向下移动。上述解答是否正确?若正确,请写出完整的解答;若不正确,请说明理由并给出正确的解答。(2)在上下两部分气体升高相同温度的过程中,水银柱位置发生变化,
5、最后稳定在新的平衡位置,A、B两部分气体始末状态压强的变化量分别为pA和pB,分析并比较二者的大小关系。【答案】(1)不正确 水银柱向上移动 (2)【解析】(1)不正确。水银柱移动的原因是升温后,由于压强变化造成受力平衡被破坏,因此应该假设气体体积不变,由压【考点定位】查理定律、封闭气体压强【方法技巧】通过查理定律计算分析水银柱的移动方向;建立升温前后A、B气体压强关系,两式相减就可以计算出两部分气体的压强变化关系。5【2016全国新课标卷】(10分)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.
6、50 cm的气泡缓慢上升。已知大气压强p0=1.0105 Pa,水的密度=1.0103 kg/m3,重力加速度大小g=10 m/s2。(i)求在水下10 m处气泡内外的压强差;(ii)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。【答案】(i)28 Pa (ii)1.3【解析】(i)当气泡在水下h=10 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p1=28 Pa (ii)设气泡在水下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,气泡内空气压强为p2,内外压强差为p2,其体积为V2,半径为r2。【考
7、点定位】理想气体状态方程【名师点睛】本题是对理想气体状态方程的应用的考查;解题关键是找到所研究的气体的两个状态,并且能找到各个状态的状态参量:压强、体积。6【2016全国新课标卷】(10分)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p1V1=p2V2重新充气前,用去的氧气在p2压强下的体积为V3=V2V1设
8、用去的氧气在p0(1个大气压)压强下的体积为V0,则有p2V3=p0V0设实验室每天用去的氧气在p0下的体积为V,则氧气可用的天数为N=V0/V联立式,并代入数据得N=4(天)【考点定位】气体实验定律【名师点睛】此题主要考查玻意耳定律的应用;解题关键是确定以哪一部分气体为研究对象,并能找到气体在不同状态下的状态参量,然后列方程求解。7【2016全国新课标卷】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
9、向下移动的过程中,没有发生气体泄漏;大气压强p0=75.0 cmHg。环境温度不变。【答案】【解析】设初始时,右管中空气柱的压强为,长度为;左管中空气柱的压强为,长度为。 【考点定位】考查了理想气体状态方程的应用【方法技巧】由题意知两部分封闭气体的温度与环境温度保持相等,气体都做等温变化。先研究的左端气体,根据玻意耳定律求出活塞下移后的压强水银面相平时,两部分气体的压强相等,再研究右端的气体,求出活塞下移后的长度和气体压强,根据几何关系求解活塞向下移动的距离。1【2016苏北三市(徐州市、连云港市、宿迁市)最后一卷联考】一定质量的理想气体由状态A变化到状态B,压强随体积变化的关系如图所示气体在
10、状态A时的内能 状态B时的内能(选填“大于”、“小于”或“等于”);由A变化到B,气体对外界做功的大小 (选填“大于”、“小于” 或“等于”)气体从外界吸收的热量pAVOB【答案】等于;等于考点:气态方程;热力学第一定律【名师点睛】此题是对理想气体的状态方程及热力学第一定律的考查;关键是能从图像中知道两态的PV乘积相同,从而判断两态温度关系;温度相同的同一部分理想气体的内能相同.2【2016郑州市5月质检(最后一卷)】封闭在气缸内一定质量的理想气体由状态A变到状态D,其体积V与热力学温度T的关系如图所示。该气体的摩尔质量为M,状态A的体积为V0,温度为T0,O、A、D三点在同一直线上。在上述过
11、程中,气体对外做功为5J,内能增加9J,则气体_(填“吸收”或“放出”)热量_J;若在状态D的体积为2V0,则状态D的温度为_。【答案】吸收(1分) 14J (2分) 2T0 (2分)【解析】根据热力学第一定律,可得,根据大于零,可判断为吸热,吸收热量,根据热力学理想气体方程,根据图像AD段过原点的直线,说明压强不变,即,已知,所以。考点:热力学定律3【2016淮安市5月最后一卷】有一个氧气袋和一个氧气瓶,当所装氧气的压强不太大,可近似当成理想气体。它们的p-T图像如图所示。如果氧气袋中的氧气质量不变,经历了12过程,则此过程袋中的氧气 (选填“吸热”或“放热”);如果氧气瓶中氧气质量发生了变
12、化,经历了12过程,则此时氧气瓶正在 (选填“用气”或“充气”)。如果氧气瓶的容积V=30L,由于用气,氧气瓶中的压强由p1=100atm降到p2=50atm,温度始终保持0,已知标准状况下1mol气体的体积是22.4L,则使用掉的氧气分子数为多少?(已知阿伏伽德罗常数NA=6.01023mol-1,结果保留两位有效数字)【答案】吸热 用气4.01025个【解析】12过程中气体的温度增大,需要吸热,根据,如果质量恒定,则体积增大,现考点:考查了理想气体状态方程【名师点睛】在利用气体方程分析问题时,一定要弄清楚初始量和末态量的变化情况,然后根据方程解题4【2016郑州市5月质检(最后一卷)】很多
13、轿车为了改善夜间行驶时的照明问题,在车灯的设计上选择了氙气灯,这是因为氙气灯灯光的亮度是普通灯灯光亮度的3倍,但是耗电量仅是普通灯的一半,氙气灯使用寿命则是普通灯的5倍。若氙气充入灯头后的容积V16 L,氙气密度60 kgm3。已知氙气的摩尔质量M0131 kgmol,阿伏伽德罗常数NA61023mol1。试估算:(结果保留一位有效数字)灯头中氙气分子的总个数;灯头中氙气分子间的平均距离。【答案】 【解析】设氙气的物质的量为n,则 (2分)氙气分子的总数 (2分)每个分子所占的空间为 (2分)设分子间平均距离为a,则有V0=a3 (2分)即(2分)考点:分子热运动5【2016淄博市、莱芜市5月
14、二模(最后一卷)】(10分)如图所示,固定在水平地面上的气缸,用一个不漏气的活塞封闭了一定质量理想气体,活塞可以无摩擦地移动,活塞的面积S=100 cm2。活塞与在另一水平平台上的物块A用水平轻杆连接,在平台上有另一物块B,A、B的质量均为m=12.5 kg,物块与平台间的动摩擦因数,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。两物块间距d=5 c m。开始时活塞距缸底L1=10cm,缸内气体压强pl等于外界大气压强p0,温度t1=27。现对气缸内的气体缓慢加热。(p0=1.0105Pa,g=10 ms2)求使物块A刚开始移动时,气缸内的温度为多少K;使物块B刚开始移动时,气缸内的温度为多少K。【答案】(1
15、)330K(2)540K考点:气体的状态变化方程【名师点睛】本题考查理想气体的状态方程,要熟悉理想气体等温变化,用玻意耳定律;理想气体等容变化,用查理定律;理想气体等压变化,用盖吕萨克定律;找出各个状态下气体的状态参量,借助于活塞求解气体的压强.6【2016商丘市5月三模】某理想气体在温度为0时,压强为2p0(p0为一个标准大气压),体积为05L,已知1mol理想气体在标准状况下的体积为224L,阿伏加德罗常数NA601023mol1。求:(i)标准状况下该气体的体积;(ii)该气体的分子数(计算结果保留一位有效数字)。【答案】(i)1L (ii)31022考点:理想气体状态方程。7一上端开口
16、、下端封闭的细长玻璃管倾斜放置,与水平面夹角。玻璃管的中间有一段长为的水银柱,水银柱下部封有长的空气柱,上部空气柱的长度。现将一活塞从玻璃管开口处缓缓往下推,使管下部空气在长度变为,如图所示。假设活塞下推过程中没有漏气,已知大气压强为,环境温度不变,求活塞下推的距离。【答案】【解析】以为压强单位。在活塞下推前,玻璃管下部空气柱压强为 设活塞下推后,下部空气柱的压强为,由玻意耳定律得: 设此时玻璃管上部空气柱的压强为,则: 由玻意耳定律得: 活塞下推距离为x时,玻璃管上部空气柱的长度为: 得考点:理想气体状态方程【名师点睛】本题关键是对两端封闭气体分别运用玻意耳定律列式,难点在于确定两端气体的压
17、强间以及其与大气压强的关系。8【2016威海市5月第二次模拟(最后一卷)】(10分)如图所示,两端开口、粗细均匀的U型管竖直放置,其中储有水银,水银柱的高度如图所示。将左管上端封闭,在右管的上端用一不计厚度的活塞封闭右端。现将活塞缓慢下推,当两管水银面高度差为20cm时停止推动活塞,已知在推动活塞的过程中不漏气,大气压强为76cmHg,环境温度不变。求活塞在右管内下移的距离。(结果保留两位有效数字。) 【答案】27cm考点:玻意尔定律【名师点睛】此题是对玻意尔定律的考查;解题时要先确定气体的状态,找到气体的状态参量,然后根据玻意尔定律列出方程解答.9【2016揭阳市5月二模(最后一卷)】(10
18、分)如图所示,气缸呈圆柱形,上部有挡板,内部高度为d。筒内一个很薄的质量不计的活塞封闭一定量的理想气体,开始时活塞处于离底部的高度,外界大气压强为1105Pa,温度为27,现对气体加热。求:当活塞刚好到达汽缸口时气体的温度; 气体温度达到387时气体的压强。【答案】600K;1.1105Pa 考点:理想气体的状态变化方程【名师点睛】此题是对理想气体的状态变化方程的考查;关键要确定气体状态变化过程,找出状态参量,再选择合适的规律求解,同时要挖掘隐含的临界状态进行判断。10【2016苏北三市(徐州市、连云港市、宿迁市)最后一卷联考】如图所示,用销钉固定的活塞把导热气缸分隔成两部分,A部分气体压强P
19、A=6.0105 Pa,体积VA=1L;B部分气体压强PB=2.0105 Pa,体积VB=3L现拔去销钉,外界温度保持不变,活塞与气缸间摩擦可忽略不计,整个过程无漏气,A、B两部分气体均为理想气体求活塞稳定后A部分气体的压强ABA【答案】【解析】 拔去销钉,待活塞稳定后, 根据玻意耳定律,对A部分气体, 对B部分气体, 由联立: 考点:玻意耳定律11【2016济南市5月模拟(最后一卷)】如图所示,一横截面积为310-4m2的U形管竖直放置,左侧封闭,右端开口,两侧水银面高度差为5 cm,左侧封闭气体长为12.5 cm,右侧被一轻质活塞封闭气体的长度为10 cm。然后缓慢向下压活塞,使左右两侧液
20、面相平,气体温度保持不变,问此时施加压力多大?活塞下移的距离是多少?(已知大气压为p0=l105Pa=75 cm Hg)【答案】、考点:考查了理想气体状态方程的应用【名师点睛】关键是区分清楚,各个状态下的物理量,然后根据公式列式求解12【2016开封市5月质检(最后一卷)】如图甲所示,左端封闭、内径相同的U形细玻璃管竖直放置,左管中封闭有长为L20cm的空气柱,两管水银面相平,水银柱足够长已知大气压强为p075cmHg(1)若将装置翻转180,使U形细玻璃管竖直倒置(水银未溢出),如图乙所示当管中水银静止时,求左管中空气柱的长度;(2)若将图甲中的阀门S打开,缓慢流出部分水银,然后关闭阀门S,右管水银面下降了H35cm,求左管水银面下降的高度【答案】(1)或(2)考点:理想气体的状态方程、封闭气体压强【名师点睛】本题考查了求水银面下降的高度,根据题意求出气体的状态参量,应用玻意耳定律即可正确解题,解题时要注意几何关系的应用。