专辑30理想气体-2020年高考物理最新模拟试题分类汇编4月第一期解析版

1、2020年高考最新模拟试题分类汇编(4月第一期)理想气体 TOC o 1-5 h z 1、(2020 广东省佛山市二中高三下学期第七次月考).如图所示，水平放置的导热气缸A和B底面积相同，长度分别为 2L和L,两气缸通过长度为 L的绝热管道连接；厚度不计的 绝热活塞a、b可以无摩擦地移动，a的横截面积为b的两倍.开始时 A、B内都封闭有压强为P。、温度为T0的空气，活塞a在气缸A最左端，活塞b在管道最左端.现向右缓慢推动 活塞a,当活塞b恰好到管道最右端时，停止推动活塞a并将其固定，接着缓慢加热气缸B中的空气直到活塞 b回到初始位置，求(i)活塞a向右移动的距离；(ii)活塞b回到初始位置时气

2、缸 B中空气的温度.712_【答案】(i) x 7L (ii) T T065【解析】(i)设绝热活塞b到达管道口右边且右端面与管口齐平时，A气缸中的活塞a向右移动x,此时A、B中气体压强为p,则：. c对 A 气体：p0 2LS p 2 L x S LS，一一一 1 - 一 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark27 o Current Document 对 B 气体：p0 LS -LSpLS7联立斛得：p p0 x L HYPERLINK l bookmark25 o Current Document 6(ii)设气缸B的温度为T、压度为p时，绝热活塞b回到初始

3、位置，1p LS -LS对气体B:包2T。，一1对气体 A: p 2L x S - LS p 2L x S-112联立解得：T T052、（2020 江苏省如皋中学高三下学期3月调研）如图所示为一简易火灾报警装置，其原理是：竖直放置的试管中装有水银，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发出 报警的响声.27 c时，被封闭的理想气体气柱长Li为20cm ,水银上表面与导线下端的距离L2 为 5cm当温度变化时，封闭气柱的压强是否变化？当温度达到多少摄氏度时，报警器会报警？nu【答案】不变 t2=102C【解析】封闭气柱的压强为 p P0 gh ,当温度变化时，封闭气柱的压强不变;对水银封

4、闭的气体，初状态：Vi=LiS=20S, Ti=273+27=300K。末状态：V2= （L1+L2） S=25S, T2=273+t2,由盖吕萨克定律得Vi = ViTiT2代入数据解得t2=102C3、（2020 安徽省定远县高三停课不停学线上测试八）如图所示，横截面积 S= 100cm2的容器内，有一个用弹簧和底面相连的活塞，活塞的气密性良好，当容器内气体的温度Ti =300K时，容器内外的压强均为 p0=1.0 105Pa,活塞和底面相距 Li=10cm,弹簧劲度系数k = 1000N/m；在活塞上放物体甲，活塞最终下降d = 2cm后保持静止，容器内气体的温度仍为T1 = 300K.

5、活塞质量及活塞与容器壁间的摩擦均不计，取g=10m/s2。求物体甲的质量 mi；在活塞上再放上物体乙，若把容器内气体加热到T2= 330K,系统平衡后，活塞保持放上物体甲平衡后的位置不变，求物体乙的质量m2。【答案】27kg； 12.5kg【解析】活塞上放上物体甲后，系统稳定后气体的压强为:Pomig kdS容器内的气体做等温变化，则有: poLiS= p (Li d) S解得：mi = 27kg；设活塞上再放上物体乙时，系统稳定后气体的压强为P；容器内的气体做等容变化,p p贝U有：Ti T2由平衡条件，则有：m2g= ( p - p) S解得：m2= i2.5kg4、(2020 百所名校高

6、三模拟金券二)某品牌汽车轮胎充气后，温度为3C时，胎内气体的压强为2.3atm。已知该轮胎在胎压小于2.0atm或大于2.7atm时，汽车行驶中会造成安全事故。胎内气体可看做理想气体，轮胎容积恒为25L。(下列计算结果均保留一位小数)(i)求汽车安全工作环境的温度范围。(汽车工作环境的温度与轮胎内气体的温度相同)(2)若该汽车在27C的环境中工作，为了使其胎压达到2.6atm,求应再向轮胎内充入压强为iatm、温度为27oC的理想气体的体积。【答案】(I) 33.0 oC t 5I.0C；(2)2.5L【解析】 (i)轮胎内的气体做等容变化，则有t! t2 t3即2.32.02.7273 3

7、273 t2273 t3解得t233.0C, t3 51.0 oC所以汽车安全工作环境的温度范围为33.0oC t 51.0C;(2)由理想气体状态方程可知 TOC o 1-5 h z PMpVpMTiT4T4即 HYPERLINK l bookmark55 o Current Document 2.3 V0 1 V 2.6 V0276300300解得V 0.IV0 2.5L5、(2020 百所名校高三模拟金券三)如图所示，上端开口的竖直汽缸由大、小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞，两活塞用一根长度为 L的刚性轻质细杆连接，两活塞间充有氧气，小活塞下方充有氮气，大、小活塞的质量分别为2m

8、、m,横截面积分别为 2& S。氮气和汽缸外大气的压强均为P0,大活塞与大圆筒底部相距 L 0现通过电阻丝缓慢加热氮2气，使小活塞缓慢上升至上表面与大圆筒底部平齐位置。已知大活塞导热性能良好，汽缸及小活塞绝热，两活塞与汽缸壁之间的摩擦不计，重力加速度为g。求：初始状态下氧气的压强；小活塞与大圆筒底部平齐时，氧气的压强。3mg3； P2- P043mg【解析】分析初始状态下两活塞的受力情况，根据力的平衡有P0 2S P1S3mg r2S P0S解得初始状态下氧气的压强PiP03mg初始状态氧气体积Vi 2S LLS- 23SL当小活塞缓慢上升到上表面与大圆筒底部平齐时,氧气体积V2 2SL,压强

9、为P2,根据玻意耳定律有P2V2PiVi ,解得P2P03mg6、（2020 湖北省襄阳三中高三下学期3月线上测试）如图所示，一直立的汽缸用一质量为m的活塞封闭的理想气体，活塞横截面积为S,汽缸内壁光滑且缸壁是导热的，开 始活塞被固定，打开固定螺栓 K,活塞下落，经过足够长时间后，活塞停在B点，已知AB = h, 大气压强为P0,重力加速度为g。求活塞停在B点时缸内封闭气体的压强;（2）设周围环境温度保持不变，求整个过程中通过缸壁传递的热量（一定量理想气体的内能 仅由温度决定）。【答案】P0 mg(2) p0s mg hs【解析】(1)设封闭气体的压强为 P,活塞受力平衡p0s计算得出P，则m

10、gpsmgP0(2)因为气体的温度不变，则内能的变化VU 0被封闭气体体积缩小，外界对气体做功为W pSh p0s mg h由热力学第一定律有VU W Q可得:放热U形玻璃管Q p0S mg h7、(2020 宁夏银川二中高三下学期统练七)如图所示，左端封闭右端开口的中有一段水银柱封闭着一定质量的理想气体，封闭气体的长度为10cm,两管中水银液面的高度差为10cm。现将玻璃管在纸面内顺时针缓慢旋转90。，稳定时两液面竖直对齐。已知大气压强为75cmHg ,环境温度为27 C ,热力学温度为 T=t+273K。求旋转后： 被封闭气体的压强；(2)为使封闭气体恢复到原来的长度，需将环境温度降低到多

11、少。u【答案】 cmHg ; (2)200K 3【解析】(1)设大气压强为Po=75cmHg,初始时左右管中水银液面高度差为h 10cm ,气柱压强为R、长度为li 10cm , U型玻璃管顺时针缓慢旋转 90。后，两液面竖直对齐，如图所示则封闭气体的初态压强为所以此过程末态气柱的长度 12 15cm ,PiP0h 75cmHg10cmHg 65cmHg体积为10S末态，压强设为 P2,体积为V2l2S15S封闭气体发生等温变化，由玻意耳定律得P111sp212S解得被封闭气体压强为130p2cmHg(2)将环境温度降低到 T3后，气体恢复到最初的长度13 li 10cm,如图所示为V2 I2

12、S 15S,温度为1300K,末态，体积为V3 I3S 10S末态时气体温度为丁2,由盖？吕萨克定律得12s 13s了 tT代入数据解得T2 200 K8、(2020 四川省泸县四中高三下学期第一次在线月考)如图所示，高为 H的导热气缸竖直固定在水平地面上， 横截面积为S、重力为G的工”形活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞离缸底高为h.用手持 工”形活塞上端，缓慢竖直上提活塞，当活塞上升至气缸上端口时，求：(大气压强为P。,不考虑活塞与气缸之间的摩擦及温度的变化，不计活塞及气缸壁的 厚度)(1)气体的压强(2)竖直上提的力F大小【答案】年(H h)(P0s G)SHH【解析】以密闭气体为研究对象，分析气体的状态参量，由玻意耳定律列式解得;解：(1)(2)以密闭气体为研究对象 初态：压强：P P0 G,体积：Vi hSSG F一 一末态：压强：P2 P0 ,体积：V2 HSS由玻意耳定律得：pVi p2 V2日 (P0S G)h解得：p2 SHF (H h)(PoS G)H9、(2020 四川省眉山市高三下学期第二次诊断如图为在密闭容器内一定质量的理想气体由状态A变为状态B的压强P随体积V的变化关系图像。(1)用分子动理论观点论证状态 A到状态B理想气体温度升高；(2)若体积 Vb： Va=5: 3,温度 Ta=225K ,求 Tb。【答案】(1)理想气体由状态