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2016-05-17
11.(2013•运城高二检测)一定质量的理想气体的状态变化过程的pV图象如图所示,
其中A是初状态,B、C是中间状态,A→B是等温变化,如将上述变化过程改用pT图象和VT图象表示,则下列各图象中正确的是
解析:在pV图象中,由A→B,气体经历的是等温过程,气体的体积增大,压强减小;由B→C,气体经历的是等容过程,根据查理定律pBTB=PCTC,pC>pB,则TC>TB,气体的压强增大,温度升高;由C→A,气体经历的是等压过程,根据盖—吕萨克定律VCTC=VATA,VC>VA,则TC>TA,气体的体积减小,温度降低.在选项A、B的图象中,由于B→C是等容过程,其图线应是经过坐标原点O(绝对零度)的直线,可见A错误,B正确;在选项C、D的图象中,表示B→C的等容过程的图线,应是平行于T轴的直线,表示C→A的等压过程的图线应是通过坐标原点O的直线,故C错误,D正确.
答案:BD
第Ⅱ卷(非选择题,共56分)
二、实验题(本题包括2小题,共12分)
12.某同学用同一个注射器做了两次验证玻意耳定律的实验,操作完全正确.根据实验数据却在pV图上画出了两条不同双曲线.造成这种情况的可能原因是________.
A.两次实验中空气的质量不同
B.两次实验中温度不同
C.两次实验中保持空气的质量、温度相同,但所取的气体压强的数据不同
D.两次实验中保持空气的质量、温度相同,但所取的气体体积的数据不同
解析:两次实验中空气的质量或温度不同都会出现两条不同的双曲线.若保持空气的质量、温度都相同,则pV图象是同一条双曲线,故A、B正确,C、D错误.
答案:AB
13.(2013•长春高二检测)为了测试某种安全阀在外界环境为一个大气压时,所能承受的最大内部压强,某同学自行设计制作了一个简易的测试装置.该装置是一个装有电加热器和温度传感器的可密闭容器.测试过程可分为如下操作步骤:
a.记录密闭容器内空气的初始温度t1;
b.当安全阀开始漏气时,记录容器内空气的温度t2;
c.用电加热器加热容器内的空气;
d.将待测安全阀安装在容器盖上;
e.盖紧装有安全阀的容器盖,将一定量的空气密闭在容器内.
(1)将每一步骤前的字母按正确的操作顺序填写:__________________.
(2)若测得的温度分别为t1=27 ℃、t2=87 ℃,已知大气压强为1.0×105 Pa,则测试结果是:这个安全阀能承受的最大内部压强是________.
解析:(1)将安全阀安装在容器盖上,然后密封空气,记录其初始温度t1,然后加热密封空气,待漏气时记录容器内空气的温度t2,故正确操作顺序为d、e、a、c、b.
(2)已知T1=300 K,T2=360 K,p0=1.0×105 Pa,由于密封空气的体积不变,由查理定律可得:p0T1=pT2,p=p0T2T1=1.0×105×360300 Pa=1.2×105 Pa.
答案:(1)d、e、a、c、b (2)1.2×105 Pa
三、计算题(本大题共4小题,共44分,要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的题要注明单位)
14.汽车行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故,太低又会造成耗油上升.已知某型号轮胎能在-40 ℃~90 ℃正常工作,为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过3.5 atm,最低胎压不低于1.6 atm,那么在t=20 ℃时给该轮胎充气,充气后的胎压在什么范围内比较合适?(设轮胎容积不变)
解析:由于轮胎容积不变,轮胎内气体做等容变化.
设在T0=293 K充气后的最小胎压为pmin,最大胎压为pmax.依题意,当T1=233 K时胎压为p1=1.6 atm.根据查理定律
p1T1=pminT0,即1.6233=pmin293
解得pmin=2.01 atm
当T2=363 K时胎压为p2=3.5 atm,根据查理定律
p2T2=pmaxT0,即3.5363=pmax293
解得pmax=2.83 atm.
答案:2.01 atm≤p≤2.83 atm
15.如图所示的是一个右端开口的圆筒形汽缸,活塞可以在汽缸内自由滑动.活塞将一定量的理想气体封闭在汽缸内,此时气体的温度为27 ℃.若给汽缸加热,使气体温度升高,让气体推动活塞从MN缓慢地移到M′N′.已知大气压强p0=1×105 Pa.求:
(1)当活塞到达M′N′后气体的温度;
(2)把活塞锁定在M′N′位置上,让气体的温度缓慢地变回到27 ℃,此时气体的压强是多少?画出此过程中气体压强p随温度T的变化图象.
解析:(1)此过程为等压变化过程
V2=2V1 T1=(273+27) K=300 K
由盖—吕萨克定律V1V2=T1T2
解得T2=2T1=600 K
(2)此过程为等容变化过程,由查理定律得
p2p3=T2T3
p2=p0 T3=300 K
解得p3=12p2=12p0=0.5×105 Pa
作图如图所示.
答案:(1)600 K (2)0.5×105 Pa;图见解析
16.(山东高考)如图,喷雾器内有10 L水,上部封闭有1 atm的空气2 L.关闭喷雾阀门,用打气筒向喷雾器内再充入1 atm的空气3 L(设外界环境温度一定,空气可看做理想气体).
当水面上方气体温度与外界温度相等时,求气体压强,并从微观上解释气体压强变化的原因.
解析:对喷雾器内原有空气和充入的空气组成的整体:设气体初态压强为p1,体积为V1;末态压强为p2,体积为V2,由玻意耳定律p1V1=p2V2 代入V1=2 L+3 L=5 L等数据得p2=2.5 atm.
微观解释:温度不变,分子平均动能不变,单位体积内分子数增加,所以压强增加.
答案:2.5 atm 解释见解析
17.(2012•高考课标全国理综)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 ℃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60 mm.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.
(1)求玻璃泡C中气体的压强(以mmHg为单位);
(2)将右侧水槽的水从0 ℃加热到一定温度时,U形管内左右水银柱高度差又为60 mm,求加热后右侧水槽的水温.
解析:(1)在打开阀门S前,两水槽水温均为T0=273 K.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
p1=pC+Δp ①
式中Δp=60 mmHg,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
pB=pC ②
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=VBVAΔp=180 mmHg. ⑤
(2)当右侧水槽的水温加热至T′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
pC′=pB+Δp ⑥
玻璃泡C的气体体积不变,根据查理定律得
pCT0=pC′T′ ⑦
联立②⑤⑥⑦式,并代入题给数据得
T′=364 K.
答案:(1)180 mmHg (2)364 K
最后,希望精品小编整理的高考物理气体专项练习题对您有所帮助,祝同学们学习进步。
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