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高考物理试题《气体的状态方程》在线测试(2018年最新版)(六)
2018-10-01 00:56:00
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1、计算题 把一根两端开口带有活塞的直管的下端浸入水中,活塞开始时刚好与水面平齐,现将活塞缓慢地提升到离水面H=15m高处,如图所示,求在这过程中外力做功为多少?(已知活塞面积S=1.0dm2,大气压户p0=1.0×105Pa,活塞的厚度和质量不计,取g=10m/s2)
参考答案:1.0×104(J)
本题解析: 【错解分析】错解:把活塞缓慢提升需做的功等于水柱上升增加的重力势能。因活塞上升H,故上升的水柱的高亦为H,其重心高为 ,而上升的水柱的质量m=P·S·H,则水柱的重力势能增加Ep=mgh=p·S·H· g,代入数据得 Ep=1.1×104J也就是说,外力需做功 W=Ep=1.1×104J 在大气压p0=1.0×105pa的情况下,水柱能上升的最大高度 =10(m),(即真空抽水机原理所讲,并且应忽略水蒸气气压的影响),而不是题目中提到的15m。 【正解】在把活塞提升最初的10m的过程中,外力做功等于水柱势能的增加,即
 在把活塞提升的后5m的过程中,外力做功就等于克服大气压力的做功,即: W2=p0S(H-h,)=5.0×103(J) 则在全过程中外力做功为W=W1+W2=1.0×104(J),即为正确答案。 【点评】解决物理问题的关键是要分析清楚题目所述的物理过程,这个“分析物理过程”就是所谓的审题。审题不应将注意力完全集中到已知数值上,而应重点分析问题描述的是怎样一个过程。如本题中虽然给出了活塞上移15m,但结合大气压强的知识,要分析真实的物理过程是水并未随之上升15m,而是只将水提升了10m。
本题难度:一般
2、选择题 一定量的理想气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程.其中bc的延长线通过原点,cd垂直于ab且与水平轴平行,da和bc平行.则气体体积在( ) A.ab过程中不断增加 B.bc过程中保持不变 C.cd过程中不断增加 D.da过程中保持不变
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参考答案:A、从P-T图象知道ab过程中,温度不变,压强减小,根据气体状态方程PVT=C,所以体积不断增加,故A正确. B、由于bc的延长线通过原点,根据气体状态方程PVT=C,所以从P-T图象知道bc过程中,体积保持不变,故B正确. C、从P-T图象知道cd过程中,温度减小,压强不变,根据气体状态方程PVT=C,所以体积不断减小,故C错误. D、连接Od,Oa,则Oa、Od都是定质量理想气体的等容线,根据气体状态方程PVT=C得:pT=CV, 依据p-T图中等容线的特点(斜率越大,气体体积越小),比较Od,Oa图线的斜率即可得出Va>Vd,所以da过程中体积增大.故D错误. 故选AB.
本题解析:
本题难度:一般
3、计算题 如图所示,大气压强为p0,气缸水平固定,开有小孔的薄隔板将其分为A、B两部分,光滑活塞可自由移动。初始时气缸内被封闭气体温度T,A、B两部分容积相同。加热气体,使A、B两部分体积之比为1∶2。
 (1)气体应加热到多少温度? (2)将活塞向左推动,把B部分气体全部压入A中,气体温度变为2T,求此时气体压强。
参考答案:(1) (2)p2=4p0…
本题解析:(1)AB体积之比1:2 设A的容积V,则初状态AB总体积2V,末状态总体积3V……2分 等压变化?……2分 得……2分 (2)由理想气体状态方程 ……4分 得p2=4p0……2分
本题难度:简单
4、选择题 对于一定量的理想气体,下列四个论述中正确的是 A.当分子热运动变剧烈时,压强必变大。 B.当分子热运动变剧烈时,压强可以不变。 C.当分子间的平均距离变大时,压强必变小。 D.当分子间的平均距离变大时,压强必变大。
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参考答案:B
本题解析:气体的压强与气体的分子数密度以及分子的平均动能两方面有关,当分子热运动变剧烈时,压强可以不变,选项A错误、B正确。当分子间的平均距离变大时,分子数密度变小,但平均动能如何变化是未知的,选项C、D均错误。
考点:本题考查理想气体的压强的决定因素。
本题难度:一般
5、计算题 (9分)如图所示,气缸放置在水平平台上,活塞质量为10 kg,横截面积为50 cm2,厚度为1 cm,气缸全长为21 cm,大气压强为1×105 Pa,当温度为7 ℃时,活塞封闭的气柱长10 cm,若将气缸倒过来放置时,活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通.(g取10 m/s2,不计活塞与气缸之间的摩擦,计算结果保留三位有效数字)
①将气缸倒过来放置,若温度上升到27 ℃,求此时气柱的长度.
②汽缸倒过来放置后,若逐渐升高温度,发现活塞刚好接触平台,求此时气体的温度.

参考答案:①16.1 cm?②100 °C
本题解析:以活塞为研究对象,汽缸未倒过来时,有p0S+mg=pS
汽缸倒过来后,有p′S+mg=p0S?温度为7 °C不变,有pSl0=p′Sl′
联立解得l′=
l0=15 cm?(3分)
①温度由7 °C升高到27 °C的过程中,封闭气体压强不变
由盖—吕萨克定律知
?
?解得l″≈16.1 cm?(3分)
②活塞刚好接触平台时,气体的温度为T ,?则
解得T≈373 K?故t=100 °C?(3分)
本题难度:一般