2010-2012高考物理高频考点精选分类解析51 气体、气体实验定律

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名称 2010-2012高考物理高频考点精选分类解析51 气体、气体实验定律
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资源类型 试卷
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 物理
更新时间 2012-06-22 20:20:16

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2010~2012高考物理高频考点精选分类解析
高频考点51 气体、气体实验定律
1. (2012·重庆理综)题图为伽利略设计的一种测温装置示意图,玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通,下端插入水中,玻璃泡中封闭有一定量的空气。若玻璃管内水柱上升,则外界大气的变化可能是
A.温度降低,压强增大
B.温度升高,压强不变
C.温度升高,压强减小
D.温度不变,压强减小
1.【答案】:A
【解析】:若玻璃管内水柱上升,气体体积减小,外界大气的变化可能是温度降低,压强增大,选项A正确。
【考点定位】此题考查气体的状态变化及其相关知识。
2.(2012·福建理综)空气压缩机的储气罐中储有1.0atm的空气6.0L,,现再充入1.0 atm的空气9.0L。设充气过程为等温过程,空气可看作理想气体,则充气后储气罐中气体压强为_____。(填选项前的字母)
A.2.5 atm B.2.0 atm C.1.5 atm D.1.0 atm
2.【答案】:A
【解析】:由波意耳定律,p1(V+V’)= p2V,解得充气后储气罐中气体压强为p2=2.5 atm,选项A正确。
3 (2012·江苏物理)如题12A-2 图所示,一定质量的理想气体从状态A 经等压过程到状态B。 此过程中,气体压强p =1.0×105 Pa,吸收的热量Q =7.0×102J,求此过程中气体内能的增量。.
3【答案】△U =5.0×102J。
【解析】等压变化,=,
对外做的功W =p(VB -VA )
根据热力学第一定律△U=Q-W
解得△U =5.0×102J。
【考点定位】此题考查热力学第一定律、气体做功等。
4(9分)(2012·新课标理综)如图,由U形管和细管连接的玻璃泡A、B和C浸泡在温度均为0°C的水槽中,B的容积是A的3倍。阀门S将A和B两部分隔开。A内为真空,B和C内都充有气体。U形管内左边水银柱比右边的低60mm。打开阀门S,整个系统稳定后,U形管内左右水银柱高度相等。假设U形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积。
(i)求玻璃泡C中气体的压强(以mmHg为单位)
(ii)将右侧水槽的水从0°C加热到一定温度时,U形管内左右水银柱高度差又为60mm,求加热后右侧水槽的水温。
4.【解析】(i)在打开阀门S前,两水槽水温均为T0=273K。设玻璃泡B中气体的压强为p1,体积为VB,玻璃泡C中气体的压强为pC,依题意有

式中Δp=60mmHg,打开阀门S后,两水槽水温仍为T0,设玻璃泡B中气体的压强为pB。依题意,有

玻璃泡A和B中气体的体积为
V2=VA+VB ③
根据玻意耳定律得
p1VB=pBV2 ④
联立①②③④式,并代入题给数据得
pC=△p=180mmHg ⑤
(ii)当右侧水槽的水温加热至时,U形管左右水银柱高度差为Δp。玻璃泡C中气体的压强为

玻璃泡C的气体体积不变,根据查理定理得

联立②⑤⑥⑦式,并代入题给数据得T’=364K ⑧

【考点定位】此题考查气体实验定律的应用。
5.(2012·山东理综)如图所示,粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U型管竖直放置,右端与大气相通,左端封闭气柱长l1=20cm(可视为理想气体),两管中水银面等高。先将右端与一低压舱(未画出)接通,稳定后右管水银面高出左管水银面h=10cm。(环境温度不变,大气压强p0=75cmHg)
①求稳定后低压舱内的压强(用“cmHg”做单位)
②此过程中左管内的气体对外界 (填“做正功”“做负功”“不做功”),气体将 (填“吸热”或放热“)。
14【答案】①p=50cmHg。②做正功;吸热
【解析】
①设U型管横截面积为S,右端与大气相通时左管中封闭气体压强为p1,右端与一低压舱接通后左管中封闭气体压强为p2,气柱长度为l2,稳定后低压舱内的压强为p。左管中封闭气体发生等温变化,根据玻意耳定律得
p1V1= p2V2 
p1= p0 
p2=p+ ph 
V1=l1S 
V2=l2S 
由几何关系得h=2(l2-l1)
联立上述各式,代入数据得p=50cmHg。
②做正功;吸热
【考点定位】此题考查玻意耳定律。
6.(6分)(2012·上海物理)右图为“研究一定质量气体在压强不变的条件下,体积变化与温度变化关系”的实验装置示意图。粗细均匀的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶,B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接,C管开口向上,一定质量的气体被水银封闭于烧瓶内。开始时,B、C内的水银面等高。
(1)若气体温度升高,为使瓶内气体的压强不变,应将C管____________(填:“向上”或“向下”)移动,直至____________;
(2)(单选)实验中多次改变气体温度,用Δt表示气体升高的摄氏温度,用Δh表示B管内水银面高度的改变量。根据测量数据作出的图线是 ( )
【答案】:(1)向下 B、C两管内水银面等高(2)A
【解析】:(1)若气体温度升高,气体体积增大,为使瓶内气体的压强不变,应将C管向下移动,直至B、C两管内水银面等高,,说明瓶内气体的压强仍然等于大气压。
(2)实验中多次改变气体温度,用Δt表示气体升高的摄氏温度,用Δh表示B管内水银面高度的改变量。由盖·吕萨克定律,V/T=Δh/Δt=恒量,根据测量数据作出的图线是 A。
【考点定位】此题考查“研究一定质量气体在压强不变的条件下,体积变化与温度变化关系”的实验和盖·吕萨克定律。
7.(13分)(2012·上海物理)如图,长L=100cm,粗细均匀的玻璃管一端封闭。水平放置时,长L0=50cm的空气柱被水银封住,水银柱长h=30cm。将玻璃管缓慢地转到开口向下的竖直位置,然后竖直插入水银槽,插入后有Δh=15cm的水银柱进入玻璃管。设整个过程中温度始终保持不变,大气压强p0=75cmHg。求:
(1)插入水银槽后管内气体的压强p;
(2)管口距水银槽液面的距离H。
【解析】:(1)设当管转至竖直位置时,水银恰好位于管口而未从管中漏出,管截面积为S。此时气柱长度L1=70cm。由玻意耳定律得,
p= p0=×75 cmHg =53.6cmHg。
由于p+ρgh=83.6 cmHg大于p0,因此必有水银从管中漏出。
设当管转至竖直位置时,管内水银柱长度为x,由玻意耳定律得,
p0SL0=(p0-ρgx)S(L-x),
代入数值解得x=25cm。
设插入水银槽后管内气柱长度为L’,由题设条件得,L’=L-(x+△h)=100cm-(25+15)cm=60cm。
由玻意耳定律得,插入后管内气体的压强p=p0=×75 cmHg =62.5cmHg。;
(2)设管内水银与槽内水银面间高度差为h’, h’=75cm-62.5cm=12.5cm。
管口距水银槽液面的距离H=L-L’-h’=100cm-60cm-12.5cm=27.5cm。
【考点定位】此题考查玻意耳定律及其相关知识。
8(2012·海南物理)如图,一气缸水平固定在静止的小车上,一质量为m、面积为S的活塞将一定量的气体封闭在气缸内,平衡时活塞与气缸底相距L。现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动,稳定时发现活塞相对于气缸移动了距离d。已知大气压强为p0,不计气缸和活塞间的摩擦,且小车运动时,大气对活塞的压强仍可视为p0,整个过程中温度保持不变。求小车的加速度的大小。
【答案】a=。
【解析】设小车加速度大小为a,稳定时气缸内气体的压强为p1,活塞受到气缸内外气体的压力分别为,f1=p1S,f0=p0S,
由牛顿第二定律得:f1- f0=ma,
小车静止时,在平衡情况下,气缸内气体的压强应为p0,由玻意耳定律得:p1 V1= p0 V
式中V=SL,V1=S(L-d),
联立解得:a=。
【考点定位】此题考查玻意耳定律和牛顿第二定律及其相关知识。
9(2011高考全国新课标)如图,一上端开口,下端封闭的细长玻璃管,下部有长l1=66cm的水银柱,中间封有长l2=6.6cm的空气柱,上部有长l3=44cm的水银柱,此时水银面恰好与管口平齐。已知大气压强为p0=70cmHg。如果使玻璃管绕低端在竖直平面内缓慢地转动一周,求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度。封入的气体可视为理想气体,在转动过程中没有发生漏气。
解析:设玻璃管开口向上时,空气柱压强为p1= p0+ ρgl3   ①  
式中,ρ和g分别表示水银的密度和重力加速度。
玻璃管开口响下时,原来上部的水银有一部分会流出,封闭端会有部分真空。设此时开口端剩下的水银柱长度为x,则p2= ρgl1 ,p2+ρgx = p0,  ②  
式中,p2管内空气柱的压强。由玻意耳定律得 p1(Sl2)= p2(Sh) ③
式中,h是此时空气柱的长度,S为玻璃管的横截面积。
由①②③式和题给条件得h=12cm  ④
从开始转动一周后,设空气柱的压强为p3,则p3= p0+ ρgx ⑤
由玻意耳定律得p1(Sl2)= p3(Sh’)  ⑥   
式中,h’是此时空气柱的长度。由①②③⑤⑥解得h’≈9.2cm ⑦
10(2011·海南物理)如图,容积为的容器内充有压缩空气。容器与水银压强计相连,压强计左右两管下部由软胶管相连。气阀关闭时,两管中水银面登高,左管中水银面上方到气阀之间空气的体积为。打开气阀,左管中水银下降;缓慢地向上提右管,使左管中水银面回到原来高度,此时右管与左管中水银面的高度差为h。已λ求气阀打开前容器中压缩空气的压强P1。
解析:由气体实验定律及其相关知识可得p1 V1 +p0 V2=( p0+ρgh)( V1+ V2),
解得p1= p0+ρgh(1+ V2 /V1)
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