高校自主招生试题物理精选分类解析专题12气体含解析

1、一选择题1（ 2013 北约自主招生） 在一个绝热的竖直气缸里面放有一定质量的理想气体，绝热的活塞原来是固定的。 现拆去销钉 （图中未画出 ），气体因膨胀把活塞及重物举高后如图所示。则在此过 程中气体的（ ） A压强不变，温度升高B压强不变，温度降低 C压强减小，温度升高D压强减小，温度降低 【参考答案】 ： D【点评】此题考查绝热膨胀、热力学第一定律及其相关知识的运用。2（ 2012 年华约自主招生）如图所示，绝热容器的气体被绝热光滑密封活塞分为两部分A、B，已知初始状态下 A、 B 两部分体积、压强、温度均相等， A 中有一电热丝对 A 部分气体加热一段时间，稳定后（）AA 气体压强增加，

2、体积增大，温度不变BB 气体的温度升高， B 中分子运动加剧C B 气体的体积减小，压强增大DA气体的内能变化量等于 B 气体的内能变化量【参考答案】 ：BC【名师解析】电热丝对 A 部分气体加热， A 气体的温度升高，压强增大，推动活塞压缩 B 气体，对 B气体 做功， B中气体内能增大，温度升高， B中分子运动加剧，选项 A 错误 B正确；B 气体的体积减小，压强增 大，选项 C正确；稳定后， A、B压强相等，由于活塞绝热， A 气体温度高于 B，A 气体的内能变化量大于 B 气体的内能变化量，选项 D 错误。点评】此题以绝热容器内的气体切入，意在考查热学相关知识。U 形管内，两段水银封闭

3、着长度为 L 的空气柱， a 、 b 两3（ 2012 卓越自主招生）在两端开口竖直放置的 水银面的高度差为 h ，现保持温度不变，则 A若再向左管注入些水银，稳定后 h 变大 B若再向左管注入些水银，稳定后 h 不变 C若再向右管注入些水银，稳定后 U 形管内，两段水银封闭着长度为 L 的空气柱， a 、 b 两【参考答案】 ：BCD（ 2012 清华保送生测试）理想气体无法通过相变变成液体，这是因为A 气体分子之间无作用力B 理想气体没有分子势能C 理想气体放在体积很小D 理想气体分子没有碰撞【参考答案】 ： B【名师解析】气体要变成液体需要分子之间有分子引力势能，所以理想气体无法通过相变

4、变成液体，这是 因为理想气体没有分子势能，选项 B 正确。（2012 清华保送生测试）如图所示 ,，AB 为一定量的理想气体的绝热线，当它以图示ABEA 过程变 化时，下列关于气体吸热、放热的表述正确的是E 始终吸热F 始终放热G 有 时吸热，有时放热，但吸热等于放热H 有 时吸热，有时放热，但吸热大于放热I 有时吸热，有时放热，但吸热小于放热参考答案】 ： D名师解析】理想气体沿绝热线 AB 过程变化时，对外做功，与外界没有热交换，内能减小，温度降低；沿B EA 过程变化时，外界对气体做功。根据p-V 图象与横轴所围面积可知，外界对气体做功数值小于气体对外做功，根据热力学第一定律，所以有时吸

5、热，有时放热，但吸热大于放热，选项 D 正确。（2011复旦大学）温度为 T的气体分别装在器壁温度为 T1和 T2的容器中，其中 T1 T T2，问气体作用在 哪个容器壁上的力大？AT1 处压力较大B T2处压力较大C一样大D不能确定【参考答案】 ： D7、（ 2010 复旦自主招生）一圆柱形绝热容器中间有一无摩擦的活塞把容器分为体积相等的两部分。先把活 塞固定，左边充入氢气，右边充入氧气，它们的质量和温度都相同，然后将活塞放松，则活塞将 。A向左运动B向右移动C不动D在原位置左右振动【参考答案】 ： B【名师解析】 ：由于氢气的摩尔质量较小，左边充入氢气，右边充入氧气，它们的质量和温度都相同

6、，左边 物质的量较大，由 pV/T=nR 可知，左边气体的压强较大，将活塞放松，则活塞将向右移动，选项B正确。二填空题（ 2012 清华保送生测试）一个气泡从湖底升至水面，体积变为原来的10 倍，则湖水深约为m。【参考答案】 ：90【名师解析】根据理想气体状态方程，体积变为原来的 10 倍，压强变为原来的 1/10，在水面压强为 1 个大 气压，在湖底一切应该为 10 个大气压。由于 1 个大气压相当于 10m 水深，所以湖水深约为 90m。 三计算题1、（10分） （2013 年华约自主招生 ）自行车胎打足气后骑着很轻快。当一车胎经历了慢撒气（缓慢漏气）过程 后，车胎内气体压强下降了四分之一

7、。求漏掉气体占原来气体的比例 。已知漏气过程是绝热的，不考虑气体之间的热交换，且一定质量的气体，在绝热过程中其压强p 体之间的热交换，且一定质量的气体，在绝热过程中其压强p 和体积 V 满足关系 pV=常量，式中参数 是与胎内气体有关的常数。漏掉气体占原来气体的比例为漏掉气体占原来气体的比例为点评】此题以自行车慢撒气切入，引入 绝热膨胀过程，意在考查对新知识的理解掌握能力和灵活运用相 关知识解决实际问题的能力。（2012 清华保送生测试） A、B、C为三个气体系统，当 A与 C热平衡时，有 pAVA-napAVA-pCVC=0；B与 C 热平衡时，有 pBVB-nbp BVB -pCVC=0。

8、试运用热力学第零定律求 A、B、C 的状态方程。（2011 华约自主招生）在压强不太大，温度不太低的情况下，气体分子本身的大小比分子之间的距离小 很多，因而在理想气体模型中忽略分子的大小。已知液氮的密度=810kg/m 3，氮气的摩尔质量 Mmol=2810-3kg/mol 。假设液氮可看作由立方体分子堆积而成，根据所给数据对标准状态下的氮气做出估算，说明上 述结论的合理性。标准状态下的 1 个氮气分子占据体积：V= 22.4 102-336.02 1023m3= 3.710-26m标准状态下的 1 个氮气分子占据体积：V= 22.4 102-336.02 1023m3= 3.710-26m3

9、。 个氮分子自身边长 l0= 3 V0 = 4 10-10m3。标准状态下 1 摩尔氮气体积为 22.4L=22.410-3m3 。1 个氮分子体积：V0= Vmol/NA= 3.5 10 23 m3= 5.810-29m3。6.02 1023标准状态下氮气分子之间的距离： l= 3V = 3.3 10 -9m 3。 故 l0l，则气体分子本身大小比分子之间的距离小很多。3、（2011 年卓越自主招生）如图，一导热良好、 足够长的气缸水平放置在地面上。气缸质量 M=9.0kg ， 与 地面的动摩擦因数 =0.40。气缸内一质量 m=1.0kg ，面积 S=20cm 2 的活塞与缸壁光滑密接。当

10、气缸静止， 活塞上不施加外力时，活塞与气 缸底（即图中气缸最左端）的距离L 0=8.0cm。已知大气压 p0=1.0 105Pa，重力加速度 g=10m/s2 。现用逐渐增大的水平拉力向右拉活塞，使活塞始终相对气缸缓慢移动，近似认为最 大静摩擦力与滑动摩擦力相等，求：1）当拉力达到 30N 时，活塞与气缸底之间的距离；2）当拉力达到 50N 时，活塞与气缸底之间的距离。四 2010 年五 2009 年1（ 2009 上海交通大学）对于一定质量的理想气体，下列过程违反热力学第一定律的是 A 在恒定温度下，气体绝热膨胀B 气体从外界吸收热量而温度保持不变C 在绝热的条件下，体积不变而温度升高D 气

11、体对外做功的同时向外界放热2（ 2009 复旦）理想气体的热力学过程中可能发生的过程是A内能减小的等容加热过程B吸热的等温压缩过程C内能增加的绝热压缩过程D吸热的等压压缩过程答案 C 解析：根据热力学第一定律，等容加热过程内能一定增大，选项A不可能发生；吸热的压缩过程，吸收热量，外界做功，内能一定增大，温度一定升高，选项 B 不可能发生；绝热压缩过程，外界做功， 内能增加，选项 C 可能发生；吸热的压缩过程，吸收热量，外界做功，内能一定增大，温度一定升高，体 积一定减小，压强一定增大，选项 D 不可能发生；（2009 浙江大学）氧气压强大于标准大气压p0 就会有害人体，潜水员位于水下50m 处

12、，使用 He与氧气的混合氧气瓶，求 He 与氧气的合适质量比。解析：潜水员位于水下 50m 处，混合氧气瓶放出气体的压强约为6 个大气压， He 与氧气的合适质量比 5 1。4（2009 浙江大学）根据理想气体方程 PV=nRT 可否得出结论：当温度趋近于 0K 时，V 趋近于 0？解析：理想气体是在实际气体在常温常压下的近似，理想气体方程 PV=nRT 只能适用于与常温常压相 差不太多的情况。当温度趋近于 0K 时，任何实际气体均液化为液体。所以不能得出结论当温度趋近于 0K 时， V 趋近于 0。（ 2009 北大）回答下列问题：（1）什么是物体的内能？（2）微观上气体对容器壁的压强是什么

13、？（3）气体的压强 p、体积 V 、温度 T之间有什么关系？温度 T不变体积 V 减小，压强 p怎样变化，内能 U 怎样变化？体积 V 不变温度 T 增大，压强 p、内能 U 怎样变化？( 2009 上海交通大学)高压氧气瓶体积为 30L，装满氧气时的压强为 1.3 107Pa.若每天需要由该氧气瓶 放出压强为 1.0105Pa.、体积为 400L 的氧气供使用，为保证氧气瓶内压强不小于1.0105Pa，则该瓶氧气最多能用 天。6.答案： 9解析：设该瓶氧气最多能用 x 天。初态压强 p1=1.3107Pa. ，体积 V1=30L；末态压强 p2=1.0105Pa，体积 V2=(30+400

14、x)L；由玻意耳定律， p1 V1= p2 V2，解得 x=9.6.即该瓶氧气最多能用 9 天。( 2009 同济大学)一抽气机转速为 n=400r/min ，抽气机每分钟能够抽出气体 20L。设容器的容积为 2L， 问经过多长时间才能使容器内的压强降到pN=100Pa？20解析：每一次抽气体积为 V= 20 L=0.05L。400设抽气一次后的压强为 p1，由玻意耳定律， p0V0= p1(V0+V),解得： p1= p0V0/(V0+V)； , 同理，抽气 2 次后的压强为 p2= p1V0/(V 0+V)= p0V0/(V 0+V)2； 抽气 N 次后的压强为 pN= p0V0/(V 0

15、+V)N；3解得： N=280 次，lg1.025所用时间 t=N/n=0.7min 。，盛有水银， h=60.0cm ， 通过长臂拐 管口向下， 的水银面的长分别为：(2009 清华大学)如图，一根截面均匀、不变形的 U 形细管，两臂 L0=20.0cm，h0=180cm，竖直放置。长臂上端开口，短臂上端封闭，管内 使短臂内封有长度为 L=10.0cm 的空气柱。已知长臂内水银柱长度为 横管内水银柱长度为 x=10.0cm。外界大气压强 p0=76cmHg。现将此管绕 角点且与该管所在平面相垂直的轴线沿逆时针方向缓慢倒转至180盛有水银， h=60.0cm ， 通过长臂拐 管口向下， 的水银面的长分别为：并迅速截去管口处的 50cm 长的一段管。求与管内封闭的空气柱相接触 最后位置。解得 s =67cm。空气柱长度为 L3=30+180-s =143cm 。迅速截去管口处的 50cm 长的一段管，管中水银柱长度为a=17cm ，此时大气压将推着水银柱向上运动到水平 管和短管部分 ，在新的位置达到平衡。设 此时空气柱长度 为 L4= b，则封闭气体压 强为 p4= p0-(a-10-20+b)=99-b ，由玻意耳定律， p4 L4=pL，解得： b=15cm 。15cm 处。15cm 处。（ 2