高考物理复习第三部分40个热点补救练28气体实验定律的应用.DOCX

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1、28.气体实验定律的应用1.(多选)(2021福建龙岩市3月第一次质量检测)如图1是某同学用手持式打气筒对一只篮球打气的情景。打气前篮球内气压等于1.1 atm，每次打入的气体的压强为1.0 atm、体积为篮球容积的0.05倍，假设整个过程中篮球没有变形，不计气体的温度变化，球内气体可视为理想气体()图1A.打气后，球内每个气体分子对球内壁的作用力增大B.打气后，球内气体分子对球内壁单位面积的平均作用力增大C.打气6次后，球内气体的压强为1.4 atmD.打气6次后，球内气体的压强为1.7 atm答案BC解析打气后，由于气体的温度不变，分子平均动能不变，球内气体分子对球壁的平均作用力不变，但是

2、球内每个气体分子对球内壁的作用力不一定增大，A错误；打气后，球内气体的压强变大，即球内气体分子对球内壁单位面积的平均作用力增大，B正确；打气6次后，由玻意耳定律得p1V0p060.05V0pV0，解得p1.4 atm，即球内气体的压强为1.4 atm，C正确，D错误。2.2021山西太原市3月模拟(一)篮球在器材室被打入温度为7 的空气后，球内压强为1.50 atm。比赛过程中，篮球内气体的温度升高为37 。比赛中，篮球被刺出一小孔开始漏气，换下来放置于体育馆内稳定后温度为17 ，压强为p01.00 atm。将空气看成理想气体，认为整个过程中篮球的容积不变，求：(1)温度升高至37 时球内气体

3、的压强；(2)篮球漏出空气的质量与比赛前篮球内空气质量的比值。答案(1)1.66 atm(2)0.357解析(1)球内空气经历等容变化，由查理定律解得37 时球内气体的压强p21.5 atm1.66 atm。(2)以比赛前篮球内空气为研究对象，由理想气体状态方程C得解得V3V1设漏掉空气的体积为V，则VV3V1由于在相同温度和相同压强下，质量之比等于体积之比代入数据解之得篮球漏出空气质量与比赛前篮球空气质量之比0.357。3.(2021安徽示范高中皖北协作区4月联考)如图2所示，总长度为20 cm的导热汽缸放置在水平面上。活塞的质量m10 kg，横截面积S50 cm2，可沿汽缸壁无摩擦地滑动但

4、不漏气，活塞厚度不计。汽缸内封闭一定质量的理想气体，气体温度为27 ，活塞到汽缸底的距离12 cm。将汽缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，待稳定后对缸内气体缓慢加热，使活塞刚好与汽缸口相平，g取10 m/s2，外界大气压强为1.0105 Pa。求：图2(1)活塞刚好与汽缸口相平时气体的温度为多少；(2)在竖直放置稳定后对汽缸内气体加热的过程中，气体的内能增加200 J，求这个过程气体吸收的热量。答案(1)600 K(2)260 J解析(1)以封闭气体为研究对象，当汽缸水平放置时，气体初态参量p01.0105 Pa，V0LS，T0(27327) K300 K当汽缸口朝上活塞到达汽缸口时，活塞受力分

5、析如图所示有p1Sp0Smg则p1p0解得p11.2105 Pa气体的末状态参量p11.2105 Pa，V1L1S由理想气体状态方程C得代入数据得T1600 K。(2)当汽缸向上竖直放置，未加热稳定时，此过程为等温变化，设气体的长度为L，则由玻意尔定律得p0V0p1V1，即p0LSp1LS代入数据得L10 cm加热后，气体做等压膨胀，气体对外界做功，即外界对气体所做的功为Wp1S(L1L)解得W60 J由热力学第一定律UWQ代入数据联立得Q260 J。4.(2021湘豫名校4月联考)如图3所示为某社区在今年防治新冠疫情中用于喷洒消毒液的喷雾器，由三部分构成，左侧喷雾阀门连接手持式喷雾管，中间为

6、贮液桶，右侧为用软细管(不计体积)相连的打气筒。已知贮液桶的体积为V0，装入V1V0的药液后，密封加水口，关闭喷雾阀门。用打气筒向贮液桶内再压入压强为1 atm，体积为VV0的空气。设大气压强恒为p01 atm，打气过程中贮液桶内气体温度保持不变。药液的密度为，其摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为NA，求：(空气可视为理想气体，不考虑空气溶于液体)图3(1)压入空气后贮液桶内药液上方的气体压强；(2)若打开喷雾头阀门至贮液桶内气压变为p11.5 atm时，贮液桶向外喷出药液的分子数N。答案(1)2 atm(2)解析(1)开始时贮液桶内药液上方有压强为1 atm，体积为(V0V1)的气体，再压入压强

7、为1 atm体积为V的空气后，由玻意耳定律有p0(V0V1V)p(V0V1)解得p2 atm。(2)贮液桶内气压为p11.5 atm时，根据玻意耳定律有p(V0V1)p1(V0V1V2)可得喷出的液体的体积V2V0则贮液桶向外喷出药液的分子数NNA。5.(2021重庆市高考模拟预热)如图4所示，两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H18 cm的U型管，左管上端封闭，右管上端开口。右管中有高h04 cm的水银柱，水银柱上表面离管口的距离l12 cm，管底水平段的体积可忽略。环境温度为T1283 K，大气压强p076 cmHg。图4(1)现从右侧端口缓慢注入水银(与原水银柱之间无气隙)，恰好使水银

8、柱下端到达右管底部。此时水银柱的高度为多少？(2)再将左管中密封气体缓慢加热，使水银柱上表面恰与右管口平齐，此时密封气体的温度为多少？答案(1)12.9 cm(2)363 K解析(1)设密封气体初始体积为V1，压强为p1，左、右管的横截面积均为S，密封气体先经等温压缩过程体积变为V2，压强变为p2。由玻意耳定律有p1V1p2V2设注入水银后水银柱高度为h，水银的密度为，按题设条件有p1p0gh0，p2p0ghV1S(2Hlh0)，V2SH联立以上式子并代入题中数据得此时水银柱高度h12.9 cm。(2)密封气体再经等压膨胀过程体积变为V3，温度变为T2，由盖吕萨克定律有按题设条件有V3S(2H

9、h)代入题中数据得此时密封气体温度T2363 K。6.(2021湖北省高考模拟)如图5所示，上下粗细不一样的汽缸被轻绳通过活塞竖直吊在空中，汽缸底面积为S，活塞横截面积为，汽缸上下两部分的长度相同。汽缸侧壁有一个小孔与装有水银的U形轻质细玻璃管相通。最初室温为T0时，活塞恰好在汽缸上下两部分的分界处，玻璃管内左右水银液面高度差为h(U形管内的气体体积、水银质量不计)。已知大气压强为p0，水银的密度为，重力加速度g。不计活塞与汽缸的摩擦。图5(1)求汽缸的质量M；(2)现对汽缸缓慢加热，则玻璃管内左右两侧水银液面高度差h是否变化？(3)在对汽缸里的气体缓慢加热时，若活塞与汽缸不会分离，则加热后的温度最多是多少？答案(1)hS(2)不变化(3)T0解析(1)设封闭气体压强为p，对汽缸受力分析，由平衡条件得pMgp0对U形玻璃管内水银柱分析有pp0gh代入解得汽缸的质量MSh。(2)对汽缸缓慢加热时，汽缸始终受力平衡，大气压强不变，汽缸重力恒定，所以内部压强不变，故U形玻璃管内水银液面高度差不变。(3)对汽缸缓慢加热时，汽缸内部压强不变，由盖吕萨克定律有可得加热后的最高温度T1T0。