高考物理试题《气体的状态方程》高频考点强化练习（2017年最新版） - 高考物理题库

高考物理试题《气体的状态方程》高频考点强化练习（2017年最新版）(十)

2017-09-23 23:44:32 来源:91考试网作者:www.91exam.org 【大中小】

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1、计算题【选修3-3选做题】
气缸长为L=1m（气缸的厚度可忽略不计），固定在水平面上，气缸中有横截面积为S=100cm2的光滑活塞，活塞封闭了一定质量的理想气体，当温度为t=27℃，大气压为p0=1×105Pa时，气柱长度为L0=0.4m。现缓慢拉动活塞，拉力最大值为F=500N，求：
（1）如果温度保持不变，能否将活塞从气缸中拉出？
（2）保持拉力最大值不变，气缸中气体温度至少为多少摄氏度时，才能将活塞从气缸中拉出？

参考答案：解：（1）设L有足够长，F达到最大值时活塞仍在气缸中，设此时气柱长L2，气体p2，根据活塞受力平衡，有：p2=p0-F/s=5×104pa
根据理想气体状态方程（T1=T2）有p1SL0=p2SL2
解得：L2=0.8m 所以，L2<L，所以不能将活塞拉出。
（2）保持F最大值不变，温度升高，活塞刚到缸口时，L3=1m，此时的压强为P2=P3，根据理想气体状态方程：
得：T3=375K
∴t3=102℃。

本题解析：

本题难度：一般

2、选择题如图所示，一内壁光滑的导热气缸，用活塞封闭一定?质量的空气，用细绳将整个装置悬挂起来．若周围环境温度保持不变，但大气压强降低．下述说法正确的是（　　）
A．封闭气体一定放出热量
B．封闭气体的分子平均动能一定减少
C．悬绳上的拉力一定增大
D．相等时间内碰撞容器内壁一定面积的分子数一定减少

参考答案：D

本题解析：

本题难度：简单

3、简答题为了测量大米的密度，某同学根据如图所示实验装置，设计实验步骤如下：
A．取适量的大米，用天平测出其质量，然后将大米装入注射器内；
B．缓慢推动活塞至某一位置，记录活塞所在位置的刻度Vl，通过压强传感器、数据采集器从计算机上读取此时气体的压强p1；
C．重复步骤B，记录活塞在另一位置的刻度V2和读取相应的气体压强p2；
D．根据记录的数据，算出大米的密度

序数
物理量

2
V（×10-3m3）
1.37
1.27
p（×106Pa）
1.60
1.78

（1）本实验根据______定律设计的．
（2）如果这些大米的质量为6.46×10-3kg，则大米的密度为______kg/m3（结果保留两位有效数字）
（3）为了减小实验误差，该同学决定采用图象法处理数据．为此实验步骤C改为______，且通过绘制V-______的图象，从所得直线和纵轴的交点可直接读取大米的体积．

参考答案：（1）气体在变化的过程中，气体的温度是不变的，所以气体做的是等温变化，所以本实验是根据玻意耳定律来设计的；
（2）设大米的体积的为V0，对于封闭的气体有，
初状态 P1=1.60×106Pa，V1=1.37×10-3-V0，
末状态 P2=1.78×106Pa，V2=1.27×10-3-V0，
由玻意耳定律可得，
P1V1=P2V2，
带入数据解得V0=3.8×10-3m3，
所以大米的密度为ρ=mV=1.7×103kg/m3，
（3）为了减小实验误差，可以采用图象法处理数据，
根据由玻意耳定律可得，
PV=K
即P（V-V0）=K，
所以V=V0+K1P，
所以可以通过绘制V-1P的图象，从所得直线和纵轴的交点可直接读取大米的体积．
故答案为：（1）玻意耳
（2）1.7×103
（3）重复步骤B，记录多个位置的刻度V和读取相应的气体压强p，1P．

本题解析：

本题难度：一般

4、计算题（1）（6分）如图所示，电路与一绝热密闭气缸相连，R为电阻丝，气缸内有一定质量的理想气体，外界大气压恒定。闭合电键后，绝热活塞K缓慢且无摩擦地向右移动，则下列说法正确的是__________（填入正确选项前的字母，选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）。

A．气体的内能增加
B．气体分子平均动能不变
C．电热丝放出的热量等于气体对外所做的功
D．气体的压强不变

E．气体分子单位时间内对器壁单位面积的撞击次数减少
（2）（9分）在一端封闭、内径均匀的直玻璃管内，有一段水银柱封闭一定质量的理想气体a。将管口向上竖直放置，若温度为T，达到平衡时，气柱a的长度为L ；将管口向下竖直放置，若温度为T1，达到平衡时，气柱a的长度为L1。然后将管平放在水平桌面上，此时温度为T2，在平衡时，气柱a的长度为L2。已知：T、T1、 T2、 L 、L1；大气压P0一直保持不变，不计玻璃管和水银的体积随温度的变化。求：L2

参考答案：（1）ADE。
（2）设管的横截面积为S，设水银柱在竖直放置时产生的压强为Ph
根据理想气体状态方程有：?（3分）
可得：?（2分）
根据理想气体状态方程又有： ?（3分）
得： ?（1分）

本题解析：这两个小题考查的是一定质量的理想气体的热力学过程，第一小题根据理想气体的温度升高，由于压强不变，气体系统吸热膨胀对外做功，内能增加，体积增大，气体分子单位时间内对器壁单位面积的撞击次数减少，ADE正确；第二小题理想气体状态方程解出压强进而解出气柱长度。

本题难度：一般

5、简答题在“用DIS研究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验中：
（1）气体的体积可直接从注射器上读出，气体的压强是用______传感器通过计算机系统得到的．
（2）下列各项要求中，属于本实验必须要做到的是______（多选）
A．在等温条件下操作B．注射器的密封性良好
C．弄清所封闭气体的质量D．气体的压强和体积必须用国际单位
（3）对测得的实验数据进行处理时，发现各组同学计算的气体压强P与体积V的乘积值不完全相等，其主要原因是由于封闭气体的______不同．

参考答案：（1）用DIS研究做实验时，气体的压强是用压强传感器通过计算机系统得到的．
? （2）A、B本实验的条件是：温度不变、气体质量一定，所以要在等温条件下操作，注射器密封性要好．故AB正确．
　　? C、本实验研究质量一定的气体压强与体积的关系，不需要测量气体的质量．故C错误．
? ?D、本实验研究气体的压强和体积的比例关系，单位无需统一为国际单位．故D错误
故选AB
? （3）根据气态方程PV=nRT，RT相同，PV不同，是由于摩尔数不同，空气的质量不同．
本题答案是：（1）压强（2）AB（3）质量

本题解析：

本题难度：一般

A bit in the morning is better than nothing all day. 上午有一点收获,总比全天无收获好.

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