高考物理一輪復習課時練習 第15章第3練　氣體的性質（含詳解）

1.(2024·江蘇南京市開學考)如圖，容器P和容器Q通過閥門K連接，P的容積是Q的2倍。P中盛有氧氣，氣壓為4p0，Q中為真空，打開閥門，氧氣進入容器Q，設整個過程中氣體溫度不變，氧氣視為理想氣體，穩(wěn)定后，檢測容器P的氣壓表示數為()A.eq\f(4,3)p0B.eq\f(8,3)p0C．3p0D.eq\f(14,3)p02．(2023·遼寧卷·5)“空氣充電寶”是一種通過壓縮空氣實現儲能的裝置，可在用電低谷時儲存能量、用電高峰時釋放能量?！翱諝獬潆妼殹蹦硞€工作過程中，一定質量理想氣體的p－T圖像如圖所示。該過程對應的p－V圖像可能是()3．(2023·湖北武漢市模擬)某實驗小組用圖甲所示裝置研究燒瓶內封閉氣體的體積一定時壓強與溫度的關系，初始時封閉氣體的攝氏溫度為t0，往容器內加熱水，可以改變封閉氣體的溫度t，用Δt(Δt＝t－t0)表示封閉氣體升高的攝氏溫度，p表示溫度為t時封閉氣體的壓強，則圖乙中可能正確的圖線是()A．①B．②C．③D．④4．(多選)某科學小組利用一根粗細均勻、長度為1m的玻璃管，和一個導熱的柱形金屬容器連接在一起，做成了一個簡易溫度計，如圖所示。玻璃管水平固定在木板上，管內放入一可自由滑動的圓柱體蠟塊(長度可以忽略)，摩擦不計。玻璃管左端A開口，玻璃管右端B處用細軟管與金屬容器連接，接口處均密封良好，當溫度為27℃時，蠟塊剛好在玻璃管的正中間。以下說法正確的是()A．該溫度計的刻度是不均勻的B．如果測量時外界壓強增大則對應的溫度測量值偏低C．該溫度計的測溫范圍與金屬容器的體積無關D．該溫度計的測溫范圍隨金屬容器的體積增大而減小5．(2023·江蘇南京市二模)如圖甲所示，一個導熱汽缸水平放置，內部封閉著熱力學溫度為T0的理想氣體，活塞橫截面積為S，活塞與汽缸底部距離為L，大氣壓強為p0，重力加速度為g，活塞與汽缸之間摩擦忽略不計。先保持溫度不變，將汽缸緩慢轉動90°(如圖乙)，活塞與汽缸底部距離變?yōu)?.9L。再對氣體緩慢加熱，活塞離汽缸底部距離變?yōu)?.2L(如圖丙)，求：(1)活塞的質量m；(2)氣體加熱后的熱力學溫度T。6．(2023·河北張家口市三模)校園運動會開幕式上釋放了一組氦氣球，氦氣球緩慢上升，到達一定高度后膨脹破裂。若剛釋放時氦氣球內外的壓強差為25mmHg，即將破裂時氦氣球的體積為剛釋放時的1.2倍，內外的壓強差為30mmHg。大氣壓強p隨離地高度h的變化如圖甲所示，大氣溫度t隨離地高度h的變化如圖乙所示，氦氣球導熱良好。則氦氣球破裂時的離地高度約為()A．2000m B．1800mC．1600m D．1400m7.(2023·廣東深圳市期末)工人澆筑混凝土墻壁時，內部形成了一塊氣密性良好充滿空氣的空腔(空腔體積不變)，墻壁導熱性能良好。(1)空腔內氣體的溫度變化范圍為－33℃～47℃，求空腔內氣體的最小壓強與最大壓強之比；(2)填充空腔前，需要測出空腔的容積。在墻上鉆一個小孔，用細管將空腔和一個帶有氣壓傳感器的汽缸連通，形成密閉空間。當汽缸內氣體體積為1L時，傳感器的示數為1.0atm。將活塞緩慢下壓，汽缸內氣體體積為0.7L時，傳感器的示數為1.2atm。求該空腔的容積。8.(2023·安徽安慶市聯考)粗細均勻的“U”形玻璃管豎直放置，左端封閉右端開口，右側足夠長，左端用水銀封閉一定質量的理想氣體，如圖所示。封閉空氣柱的長度L1＝15cm，兩管水銀面高度差h＝5cm，環(huán)境溫度t＝27℃，大氣壓強p0＝75cmHg。(1)將左右兩玻璃管緩慢平放在水平桌面后，求封閉空氣柱的長度L2；(2)若環(huán)境溫度緩慢下降，當玻璃管兩側水銀面相平時，求環(huán)境溫度。(計算結果保留小數點后一位)9．(2023·湖北卷·13)如圖所示，豎直放置在水平桌面上的左右兩汽缸粗細均勻，內壁光滑，橫截面積分別為S、2S，由體積可忽略的細管在底部連通。兩汽缸中各有一輕質活塞將一定質量的理想氣體封閉，左側汽缸底部與活塞用輕質細彈簧相連。初始時，兩汽缸內封閉氣柱的高度均為H，彈簧長度恰好為原長。現往右側活塞上表面緩慢添加一定質量的沙子，直至右側活塞下降eq\f(1,3)H，左側活塞上升eq\f(1,2)H。已知大氣壓強為p0，重力加速度大小為g，汽缸足夠長，汽缸內氣體溫度始終不變，彈簧始終在彈性限度內。求：(1)最終汽缸內氣體的壓強；(2)彈簧的勁度系數和添加的沙子質量。第3練氣體的性質1．B[對容器中的所有氧氣，根據玻意耳定律有4p0V＝p(V＋eq\f(V,2))，解得p＝eq\f(8,3)p0，故選B。]2．B[根據eq\f(pV,T)＝C，可得p＝eq\f(C,V)T，從a到b，氣體壓強不變，溫度升高，則體積變大；從b到c，氣體壓強減小，溫度降低，因c點與原點連線的斜率小于b點與原點連線的斜率，c狀態(tài)的體積大于b狀態(tài)的體積，故選B。]3．A[燒瓶內封閉氣體的體積一定，由查理定律有eq\f(p0,T0)＝eq\f(p,T)＝eq\f(Δp,ΔT)，又ΔT＝Δt所以有Δp＝eq\f(p0,T0)Δt＝p－p0整理得p＝eq\f(p0,T0)Δt＋p0，可見p－Δt圖像為一次函數，斜率為eq\f(p0,T0)，截距為p0，均為正值，故正確的圖線是①，故選A。]4．BD[因溫度變化時被封的氣體進行等壓變化，設溫度為27℃時封閉氣體的體積為V1，由題意可知eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)＝eq\f(ΔV,ΔT)，則ΔT＝eq\f(T1,V1)ΔV，可知ΔT∝ΔV＝S·Δl，玻璃管粗細均勻，所以溫度計的刻度是均勻的，故A錯誤；從熱脹冷縮的原理我們知道，溫度計的刻度左側高右側低，在某壓強下完成刻度后，如果外界壓強增大，蠟塊將右移，所以對應測量溫度偏低，故B正確；根據ΔV＝eq\f(ΔT,T1)V1可以看出金屬容器的體積越大，變化相同溫度管中氣體體積變化量也越大，由于玻璃管長度一定，所以該溫度計的測溫范圍隨金屬容器的體積增大而減小，故C錯誤，D正確。]5．(1)eq\f(p0S,9g)(2)eq\f(4,3)T0解析(1)根據題意，由平衡條件可知，汽缸水平放置時，內部氣體壓強為p1＝p0，體積為V1＝SL汽缸豎直時，內部氣體壓強為p2＝p0＋eq\f(mg,S)，體積為V2＝0.9SL由玻意耳定律有p1V1＝p2V2解得m＝eq\f(p0S,9g)(2)根據題意可知，氣體加熱過程經歷等壓變化，由蓋—呂薩克定律有eq\f(0.9SL,T0)＝eq\f(1.2SL,T)，解得T＝eq\f(4,3)T0。6．A[在地面時，氣體的壓強p1＝760mmHg＋25mmHg＝785mmHg溫度為T1＝300K設在地面時，氦氣球體積為V，則在高度h時，氣體的壓強p2＝(760－eq\f(h,12))mmHg＋30mmHg＝(790－eq\f(h,12))mmHg溫度為T2＝(300－eq\f(7h,1000))K，體積為V2＝1.2V，根據理想氣體狀態(tài)方程可得eq\f(p1V,T1)＝eq\f(p2V2,T2)聯立解得h≈2000m，故選A。]7．(1)eq\f(3,4)(2)0.8L解析(1)以空腔內的氣體為研究對象，最低溫度時，壓強為p1，T1＝240K；最高溫度時，壓強為p2，T2＝320K；根據查理定律可知eq\f(p1,p2)＝eq\f(T1,T2)，解得eq\f(p1,p2)＝eq\f(3,4)(2)設空腔的容積為V0，汽缸的容積為V，以整個系統(tǒng)內的氣體為研究對象，則未下壓活塞時氣體的壓強p3＝1.0atm，體積V1＝V0＋V，V＝1L活塞下壓后氣體的壓強p4＝1.2atm，體積V2＝V0＋V′，V′＝0.7L根據玻意耳定律p3V1＝p4V2，解得V0＝0.8L。8．(1)16cm(2)234.4K或－38.6℃解析(1)設玻璃管的橫截面積為S，根據題意可知，玻璃管豎直放置時有p1＝p0＋h＝80cmHg，V1＝L1S＝15S玻璃管平放在水平桌面時有p2＝p0＝75cmHg，V2＝L2S，由玻意耳定律有p1V1＝p2V2，解得L2＝16cm。(2)根據題意可知，兩液面相平時有p3＝75cmHg，V3＝12.5S，由理想氣體狀態(tài)方程有eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p3V3,T3)解得T3≈234.4K，即t3＝－38.6℃。9．(1)eq\f(18,17)p0(2)eq\f(2p0S,17H)eq\f(2p0S,17g)解析(1)對左右汽缸內所封的氣體，初態(tài)壓強p1＝p0體積V1＝SH＋2SH＝3SH