高考物理 精做38 气体实验定律的计算大题精做 新人教版-新人教版高三全册物理试题.doc
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1、精做38 气体实验定律的计算1(2017新课标全国卷)如图,容积均为V的气缸A、B下端有细管(容积可忽略)连通,阀门K2位于细管的中部,A、B的顶部各有一阀门K1、K3;B中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略)。初始时,三个阀门均打开,活塞在B的底部;关闭K2、K3,通过K1给气缸充气,使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1。已知室温为27 ,气缸导热。(1)打开K2,求稳定时活塞上方气体的体积和压强;(2)接着打开K3,求稳定时活塞的位置;(3)再缓慢加热气缸内气体使其温度升高20 ,求此时活塞下方气体的压强。【答案】(1) 2p0 (2)气缸B顶部 (3)1.6p0(3)设加
2、热后活塞下方气体的压强为p2,气体温度从T1=300 K升高到T2=320 K由理想气体状态方程有解得p2=1.6p02(2017新课标全国卷)一热气球体积为V,内部充有温度为Ta的热空气,气球外冷空气的温度为Tb。已知空气在1个大气压、温度T0时的密度为0,该气球内、外的气压始终都为1个大气压,重力加速度大小为g。(1)求该热气球所受浮力的大小。(2)求该热气球内空气所受的重力。(3)设充气前热气球的质量为m0,求充气后它还能托起的最大质量。【答案】(1) (2) (3)【解析】(1)1个大气压下质量为m的空气,在温度T0时的体积在温度T时的体积由盖吕萨克定律有联立可得气球所受的浮力(2)气
3、球内热空气所受的重力(3)设该气球还能托起的最大质量为m,由平衡条件有F=m0g+G+mg解得3(2017新课标全国卷)一种测量稀薄气体压强的仪器如图(a)所示,玻璃泡M的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管K1和K2。K1长为l,顶端封闭,K2上端与待测气体连通;M下端经橡皮软管与充有水银的容器R连通。开始测量时,M与K2相通;逐渐提升R,直到K2中水银面与K1顶端等高,此时水银已进入K1,且K1中水银面比顶端低h,如图(b)所示。设测量过程中温度、与K2相通的待测气体的压强均保持不变。已知K1和K2的内径均为d,M的容积为V0,水银的密度为,重力加速度大小为g。求:(1)待测气体的压强;(2)
4、该仪器能够测量的最大压强。【答案】(1) (2)(2)h越大,越大由题可知,故当h=l时,该仪器能够测量的最大压强4(2016新课标全国卷)在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强,两压强差p与气泡半径r之间的关系为p=,其中=0.070 N/m。现让水下10 m处一半径为0.50 cm的气泡缓慢上升。已知大气压强p0=1.0105 Pa,水的密度=1.0103 kg/m3,重力加速度大小g=10 m/s2。(1)求在水下10 m处气泡内外的压强差。(2)忽略水温随水深的变化,在气泡上升到十分接近水面时,求气泡的半径与其原来半径之比的近似值。【答案】(1)28 Pa (2)1.26【解析
5、】(1)当气泡在水下h=10 m处时,气泡内外压强差p1=28 Pa(2)气泡在水下10 m处时,气泡内空气的压强p1=p0+gh+p1,气泡体积V1=气泡到达水面附近时,气泡内空气的压强p2=p0+p2,气泡体积V2=,且p2=气泡上升过程中温度不变,根据玻意耳定律有p1V1=p2V2联立可得故r2r1,有p2VB。(1)若A、B两部分气体同时升高相同的温度,水银柱将如何移动?某同学解答如下:设两部分气体压强不变,由,所以水银柱将向下移动。上述解答是否正确?若正确,请写出完整的解答;若不正确,请说明理由并给出正确的解答。(2)在上下两部分气体升高相同温度的过程中,水银柱位置发生变化,最后稳定
6、在新的平衡位置,A、B两部分气体始末状态压强的变化量分别为pA和pB,分析并比较二者的大小关系。【答案】(1)不正确,水银柱向上移动 (2)pA=pB(2)升温前,由平衡条件有pB=pA+pHg升温后,水银柱稳定时,由平衡条件有pB =pA+pHg两式相减可得pA=pB7如图所示,气缸内封闭一定质量的某种理想气体,活塞通过滑轮和一重物连接并保持平衡,已知活塞距缸口50 cm,活塞面积10 cm2,封闭气体的体积为1 500 cm3,温度为0 ,大气压强1.0105 Pa,活塞质量及一切摩擦不计。缓慢升高环境温度,使活塞刚好升到缸口,求:活塞刚好升到缸口时,气体的温度是多少摄氏度?【答案】91
7、【解析】封闭气体初态:,T1=273 K末态:缓慢升高环境温度,封闭气体等压变化由得,即t=91 8如图,内径均匀的弯曲玻璃管ABCDE两端开口,AB、CD段竖直,BC、DE段水平,AB=90 cm,BC=40 cm,CD=60 cm。在竖直段CD内有一长10 cm的水银柱,其上端距C点10 cm。在环境温度为300 K时,保持BC段水平,将玻璃管A端缓慢竖直向下插入大水银槽中,使A端在水银面下10 cm,已知大气压为75 cmHg,且保持不变。(1)环境温度缓慢升高,求温度升高到多少开时,水银柱下端刚刚接触D点;(2)环境温度在(1)问的基础上再缓慢升高,求温度升高到多少开时,水银柱刚好全部
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