2019版高考物理一輪復(fù)習(xí)-培優(yōu)計(jì)劃-高考必考題突破講座12氣體實(shí)驗(yàn)定律的解題策略突破訓(xùn)練

2019版高考物理一輪復(fù)習(xí)培優(yōu)計(jì)劃高考必考題突破講座（12）氣體實(shí)驗(yàn)定律的解題策略突破訓(xùn)練1．(多選)一定質(zhì)量理想氣體的狀態(tài)經(jīng)歷了如圖所示的a→b、b→c、c→d、d→a四個(gè)過程，其中bc的延長(zhǎng)線通過原點(diǎn)，cd垂直于ab且與水平軸平行，da與bc平行．則氣體體積在(AB)A．a(chǎn)→b過程中不斷增加 B．b→c過程中保持不變C．c→d過程中不斷增加 D．d→a過程中保持不變解析因?yàn)閎c的延長(zhǎng)線通過原點(diǎn)，所以bc是等容線，即氣體體積在b→c過程中保持不變，選項(xiàng)B正確；ab是等溫線，壓強(qiáng)減小則體積增大，選項(xiàng)A正確；cd是等壓線，溫度降低則體積減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；連接aO交cd于e，則ae是等容線，即Va＝Ve，因?yàn)閂d＜Ve，所以Vd＜Ve，所以d→a過程中體積不是保持不變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．2．(2018·江蘇鎮(zhèn)江模擬)容積為2L的燒瓶，在壓強(qiáng)為1.0×105Pa時(shí)，用塞子塞住，此時(shí)溫度為27℃；當(dāng)把它加熱到127℃時(shí)，塞子被打開了，稍過一會(huì)兒，重新把塞子塞好，停止加熱并使它逐漸降溫到27℃，求：(1)塞子打開前的最大壓強(qiáng)；(2)27℃時(shí)剩余空氣的壓強(qiáng)．解析塞子打開前，瓶?jī)?nèi)氣體的狀態(tài)變化為等容變化．塞子打開后，瓶?jī)?nèi)有部分氣體會(huì)逸出，此后應(yīng)選擇瓶中剩余氣體為研究對(duì)象，再利用查理定律求解．(1)塞子打開前，選瓶中氣體為研究對(duì)象初態(tài)p1＝1.0×105Pa，T1＝(273＋27)K＝300K．末態(tài)p2＝？，T2＝(273＋127)K＝400K．由查理定律可得p2＝eq\f(T2p1,T1)＝eq\f(400,300)×1.0×105Pa≈1.33×105Pa．(2)重新將塞子塞緊后，選瓶中剩余氣體為研究對(duì)象初態(tài)p1′＝1.0×105Pa，T1′＝400K．末態(tài)p2′＝？，T2′＝300K．由查理定律可得p2′＝eq\f(T2′p1′,T1′)＝eq\f(300,400)×1.0×105＝0.75×105Pa．答案(1)1.33×105Pa(2)0.75×105Pa3．一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在豎直放置的圓柱形汽缸內(nèi)，汽缸壁導(dǎo)熱良好，活塞可沿汽缸壁無摩擦地滑動(dòng)．開始時(shí)氣體壓強(qiáng)為p，活塞下表面相對(duì)于汽缸底部的高度為h，外界的溫度為T0.現(xiàn)取質(zhì)量為m的沙子緩慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完時(shí)，活塞下降了eq\f(h,4).若此后外界的溫度變?yōu)門，求重新達(dá)到平衡后氣體的體積．已知外界大氣的壓強(qiáng)始終保持不變，重力加速度大小為g．解析設(shè)汽缸的橫截面積為S，沙子倒在活塞上后，對(duì)氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)為Δp，由玻意耳定律得phS＝(p＋Δp)(h－eq\f(1,4)h)S， ①解得Δp＝eq\f(1,3)p， ②外界的溫度變?yōu)門后，設(shè)活塞距底面的高度為h′，根據(jù)蓋—呂薩克定律，得eq\f(h－\f(1,4)hS,T0)＝eq\f(h′S,T)， ③解得h′＝eq\f(3T,4T0)h， ④據(jù)題意可得Δp＝eq\f(mg,S)， ⑤氣體最后的體積V＝Sh′， ⑥聯(lián)立②④⑤⑥式得V＝eq\f(9mghT,4pT0)．答案eq\f(9mghT,4pT0)4．如圖所示，由U形管和細(xì)管連接的玻璃泡A、B和C浸泡在溫度均為0℃的水槽中，B的容積是A的3倍．閥門S將A和B兩部分隔開．A內(nèi)為真空，B和C內(nèi)都充有氣體．U形管內(nèi)左邊水銀柱比右邊的低60mm.打開閥門S，整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定后，U形管內(nèi)左右水銀柱高度相等．假設(shè)U形管和細(xì)管中的氣體體積遠(yuǎn)小于玻璃泡的容積．(1)求玻璃泡C中氣體的壓強(qiáng)(以mmHg為單位)；(2)將右側(cè)水槽的水從0℃加熱到一定溫度時(shí)，U形管內(nèi)左右水銀柱高度差又為60mm，求加熱后右側(cè)水槽的水溫．解析(1)在打開閥門S前，兩水槽水溫均為T0＝273K．設(shè)玻璃泡B中氣體的壓強(qiáng)為p1，體積為V1＝VB，玻璃泡C中氣體的壓強(qiáng)為pC，依題意有p1＝pC＋Δp， ①式中Δp＝60mmHg.打開閥門S后，兩水槽水溫仍為T0，設(shè)玻璃泡B中氣體的壓強(qiáng)為pB，依題意，有p2＝pB＝pC， ②玻璃泡A和B中氣體的體積V2＝VA＋VB， ③根據(jù)玻意耳定律得p1V1＝p2V2， ④聯(lián)立①②③④式，并代入已知數(shù)據(jù)得pC＝eq\f(VB,VA)Δp＝180mmHg. ⑤(2)當(dāng)右側(cè)水槽的水溫加熱至T′時(shí)，U形管左右水銀柱高度差為Δp玻璃泡C中氣體的壓強(qiáng)p′C＝pB＋Δp， ⑥玻璃泡C的氣體體積不變，根據(jù)查理定律得eq\f(pC,T0)＝eq\f(p′C,T′)， ⑦聯(lián)立②⑤⑥⑦式，并代入題給數(shù)據(jù)得T′＝364K．答案(1)180mmHg(2)364K5．(2018·江西南昌模擬)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體密封在體積為V0的容器中，室溫為T0＝300K，有一光滑導(dǎo)熱活塞C(不占體積)將容器分成A、B兩室，B室的體積是A室的兩倍，A室容器連接有一U形管(U形管內(nèi)氣體的體積忽略不計(jì))，兩邊水銀柱高度差為76cm，B室容器連接有一閥門K，可與大氣相通．(外界大氣壓強(qiáng)P0＝76cmHg)(1)將閥門K打開后，A室的體積變成多大？(2)在(1)的情況下，將容器加熱到500K，U形管內(nèi)兩邊水銀面的高度差為多少？解析(1)打開閥門，A室內(nèi)氣體壓強(qiáng)最終會(huì)與外界相同，氣體做等溫變化．pA1＝(76＋76)cmHg，體積VA1＝eq\f(1,3)V0，pA2＝76cmHg，由玻意耳定律得pA1VA1＝pA2VA2，代入數(shù)據(jù)解得VA2＝eq\f(2,3)V0．(2)從T0＝300K升高到T，體積恰好變?yōu)閂0，該過程氣體做等壓變化，由蓋—呂薩克定律得eq\f(VA2,T0)＝eq\f(V0,T)，解得T＝450K．T1＝500K＞450K，故從T＝450K升高到T1＝500K，壓強(qiáng)變?yōu)閜A3，該過程氣體做等容變化，由查理定律得eq\f(pA2,T)＝eq\f(pA3,T1)，代入數(shù)據(jù)解得pA3＝eq\f(10,9)p0，Δp＝eq\f(1,9)p0＝8.4cmHg，加熱到500K時(shí)，水銀面高度差為8.4cm．答案(1)eq\f(2,3)V0(2)8.4cm6．(2017·山東濟(jì)南模擬)如圖甲所示是一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的V－T圖象．已知?dú)怏w在狀態(tài)A時(shí)的壓強(qiáng)是1.5×105Pa(1)寫出從A到B過程中壓強(qiáng)變化的情形，并根據(jù)圖象提供的信息，計(jì)算圖中TA的值；(2)請(qǐng)?jiān)趫D乙坐標(biāo)系中，作出由狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的p－T圖線，并在圖線相應(yīng)位置上標(biāo)出字母A、B、C.如果需要計(jì)算才能確定有關(guān)坐標(biāo)值，請(qǐng)寫出計(jì)算過程．解析(1)由圖甲可以看出，A與B的連線的延長(zhǎng)線過原點(diǎn)O，所以從A到B是一個(gè)等壓變化過程，即pA＝pB．根據(jù)蓋—呂薩克定律可得eq\f(VA,TA)＝eq\f(VB,TB)，所以TA＝eq\f(VATB,VB)＝eq\f(0.4×300,0.6)K＝200K．(2)由圖甲可以