专辑35理想气体-2020年全国大市名校高三期末一模物理考试试题全解全析汇编(第12期)解析版

12期）2020年全国大市名校高三期末一模物理试题全解全析汇编12期）里想气体1、（2020•河北省衡水金卷高三上学期期末） 如图所示，开口向上的气缸 C静置于水平桌面上，用一横截面积S=50cm2的轻质活塞封闭了一定质量的理想气体，轻绳一端系在活塞上，另一端跨过两个定滑轮连着劲度系数k=2800N/m的竖直轻弹簧A,弹簧A下端拴接一质量m=14kg的物块B。开始时，气缸内气体的温度ti=27C,活塞到气缸底的距离Li=120cm,弹簧恰好处于原长状态。已知外界大气压强恒为 p0=1.0X彳Pa,重力加速度g=10m/s2,一切摩擦均不计，热力学温度与摄氏温度的关系式为 T=t+273K,现使气缸内气体缓慢冷却，求：C1（当物块B刚要离开桌面时气缸内封闭气体的温度为多少摄氏度?C2%体的温度冷却到—93。0寸物块B离桌面的高度H。A-4【答案】C1G66C；C2OH=15cmC【解析】。1（物块B刚要离开桌面时，弹簧的拉力满足kx1mg解得mgx1 0.05mk物块B刚要离开桌面时，活塞受力平衡，有

p1s p0Skx1解得TOC\o"1-5"\h\z_ 4_p17.210Pa由理想气体状态方程有\o"CurrentDocument"P0L1SpiLiXiS

Ti T解得T2=207K,t2=-66CC2cl温度降至-66C之后，若继续降温，缸内气体的压强不变，根据盖・吕萨克定律得\o"CurrentDocument"L1x1S L1 x1Hs解得H=15cm2、（2020•广东省七校联合体高三第二次联考） 如图所示，内径相同的两U形玻璃管竖直放置在空气中，中间用细软管相连，左侧U形管顶端封闭，右侧U形管开口，用水银将部分气体 A封闭在左侧U形管内，细软管内还有一部分气体.已知环境温度恒为27C,大气压强为76cmHg，稳定时，A部分气体长度为20cm,管内各液面高度差分别为h管内各液面高度差分别为h110cmch212cmc①求A部分气体的压强;②现仅给A部分气体加热，当管内气体温度升高了 50?C时，A部分气体长度为21cm,求时右侧U形管液面局度差h2c【答案】（1）p154cmHg（2）h2'8cm【解析】①设左侧A部分气体压强为P1,软管内气体压强为P2,由图中液面的高度关系可知，P0 P2 h2cp2 Pi hi ,解得 P1 P0 hi h2 54cmHgc','②由理想气体状态方程有卫」BV1C解得pi'60cmHgc

Ti T由于空气柱长度增加 1cm,则水银柱向右侧移动 1cm,因此液面高度差 h1' 8cmCp' F0 h/ h2' C解得h2'8cmc3、（2020•贵州省六盘山育才中学高三第五次月考） 如图所示，向一个空的铝制饮料罐 （即易拉罐）中插入一根透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱 （长度可以忽略）.如果不计大气压的变化，这就是一个简易的气温计.已知铝罐的容积是 360cm3,吸管内部粗细均匀，横截面积为 0.2cm2,吸管的有效长度为20cm,当温度为25W,油柱离管口10cm.（i）估算这个气温计的测量范围；（ii）证明吸管上标刻温度值时，刻度线一定均匀分布 ^【答案】C1C23.4C-26.60CC2）略【解析】-吕萨克定律得:（1）封闭气体做等压变化，当液体到达饮料管的最下端时，气体的温度最低，由盖

-吕萨克定律得:得:360V1=V2TTT3600.210298296.4K封闭气体做等压变化，当液体到达饮料管的最上端时，气体的温度最高，由盖匕=V得:360V1=V2TTT3600.210298296.4K封闭气体做等压变化，当液体到达饮料管的最上端时，气体的温度最高，由盖匕=VTi T3得:tV3T3600.220T3=—T1 298299.6KV1 3600.120此温度计的测量范围为 23.4oG26.6oC23.4oC-吕萨克定律得26.6oC(2)根据盖-吕萨克定律V1=V2V1V2 V VT1T2T1T2 T tV1,当温度变化 t时油柱移动的设吸管内部的横截面积为S,内部在25c时的热力学温度为Ti,体积为距离为V1,当温度变化 t时油柱移动的V1「IS

Ti—t即：T1sAt= AlV1

由上式可以看出，人与41成正比关系，所以吸管上标刻温度值时，刻度是均匀的【点睛】解决本题关键是掌握理想气体状态方程，及盖 -吕萨克定律的应用.注意热力学温标与摄氏温标的区别与联系.4、（2020•山西省八校高三上学期第一次联考 如图所示，导热缸体质量M=10kg,气缸内轻质活塞被一劲度系数k=100N/cm的轻弹簧竖直悬挂于天花板上。轻质活塞封闭一定质量的理想气体（气体重力不计） ，环境温度为Ti=300K时，被封气柱长度li30cm,缸口离天花板高度h=1cm,已知活塞与缸壁间无摩擦，活塞横截面积S=ixi02m2,大气压强po=i.0x5Pa且保持不变，重力加速度 g=10m/s2.求：①环境温度降到多少时缸口恰好接触天花板；②温度降到多少时天花板对缸体的压力等于缸体重力（缸口与天花板接触点不完全密闭） 。【答案】①290K；②248.9K。①在环境温度下降到缸口恰好接触天花板的过程中， 气体压强不变，弹簧的长度不变，由盖-吕萨克定律有:1111s(lih)S解得T2=290K②初态整体受力平衡，设弹簧伸长量为 xi,则有kxi=Mg解得xi=1cm天花板对缸体的压力等于缸体的重力时FN=MgFN+Mg=kx2X2=2cm△X=X1-X2初态缸体平衡，有piS+Mg=poS末态缸体平衡，有piSMgFN p0S根据理想气体状态方程：PiliSPi(lihx)S工 T3解得T3=248.9K5、(2020•山西省临汾市高三上学期高考模拟) 如图所示，绝热性能良好的汽缸开口向上，缸中用绝热性能良好的活塞封闭一段气体，气柱的长为 h,活塞与汽缸内壁无摩擦且气密性良好，活塞的质量为 m,横截面积为S,大气压强为P。，开始时缸中气体的温度为 T。，重力加速度为g.

②若只给缸中气体缓慢加热，当气体温度为①若在汽缸上放一个质量为m的物块，再给缸中气体加热，使气柱长仍为 h,则加热后气体的温度为多少②若只给缸中气体缓慢加热，当气体温度为2To时，电热丝产生的热量为Q,则气体的内能增加多少?p0s2mg.【答案】①U -To②Qp0ShmghPoSmg【解析】①没有放物块量，缸内气体的压强为 p兄鳖S放一个质量为m的物块后，缸丙气体的压强为P22mg

S放一个质量为m的物块后，缸丙气体的压强为P22mg

S则有:PToP2T2解得：丁2P0S2mgTBSmg0；2T2T0时，设活塞上升的高度为H,则有②若只给缸中气体缓慢加热，气体发生等压变化，当气体温度为hS(Hh)STT 2To解得：H=h此过程气体对外做功WPSH(P0mgShP0Shmgh

根据热力学第一定律，气体的内能增加量为EQWQPoShmgh根据热力学第一定律，气体的内能增加量为6、(2020•陕西省周至县高三第二次模拟) 如图，内壁光滑的绝热气缸竖直放置，内有厚度不计的绝热活塞密封，活塞质量m=10kg。初始时，整个装置静止且处于平衡状态， 活塞与底部的距离为lo,温度To=300K。现用电阻丝(体积不计)为气体加热，同时在活塞上添加细砂保持活塞的位置始终不变直到 T=600Ko已知大气压强Po=1xi0Pa,活塞截面积S=1.0x10m2,取g=10m/s2,求：(i)温度为T时，气体的压强；(ii)活塞上添加