浦东新王牌 寒假课程 高三物理考点追踪训练-气体

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1、 1 高考物理考点追踪训练（高考物理考点追踪训练（10）气体气体 一、一、 考点目标要求考点目标要求 内容 知识点 学习水平 说明 气 体 和 内 能 气体的状态参量 A 气体的等温变化 玻意耳定律 B 只涉及质量不变的 单一气体 气体的等体积变化 查理定律 B 用 DIS 研究温度不变时，一点质 量的气体压强与体积的关系 （学生实验） B 热力学温标 A 理想气体状态方程 C 只涉及质量不变的 单一气体 分子 阿伏伽德罗常数 A 用单分子油膜估测分子的大小 （学生实验） B 分子速率的统计分布规律 A 分子的动能 分子的势能 内能 A 能的转化和能量守恒定律 B 只要求定性讨论各种 能量之间

2、的转化和守 恒， 不要求定量计算。 能量转化的方向性 A 二、方法指导二、方法指导 试题考查的主要问题有： （1）气体状态参量 P、V、T 的确定 （2）气体实验定律与力学有关问题的综合题 （3）理想气体状态方程及与力学有关问题的综合题 （4）理想气体的图像及其意义 （5）针对气体状态变化规律的实验设计与实验应用 难点：对气体压强 P 的确定，以及具体解题中对压强单位的适当选取，对试题中所述的物 理情景（过程）的正确分析和理解。 对于气体和力学的综合题，应先确定研究对象，再进行受力分析，然后根据力平衡或牛 顿第二定律列方程解决压强问题。 对于气缸、活塞情景问题，研究对象多数是隔离活塞受力分析，

3、也有时隔离气缸或对整 体进行受力分析；若出现大、小面积不同的活塞时，应列出力的平衡方程而不是压强平衡方 程， 并且不要忘记两侧大气压力是不同的， 另外它们的移动过程往往导致两个不同的气态参 量变化过程。 对于一个活塞（或一段汞柱）把气缸（或玻璃管）内的气体分割成两部分的问题，要对 两部分气体分别根据气态变化规律列出气态方程， 再找出它们压强或体积的联系， 解方程组。 2 三、考点试题分析三、考点试题分析 1.现有一根粗细均匀长约 40 厘米， 两端开口的玻璃管， 内有一小段水柱， 一个弹簧秤，一把毫米刻度尺，一小块橡皮泥，一个足够高的玻璃容器，内盛有冰和水的混合物，选用合适的器材， 设计一个实

4、验， 估测当时的室内温度，要求： （1） 在右边方框中画出实验示意图；（2）写出要测定的物理量 ，写出可直接应用的物理量 ，（3） 写出计算室温的表达式 。 2.如图所示，粗细均匀，两端开口的 U 形管竖直放置，管的内径很小，水平部分 BC 长14厘米， 一空气柱将管内水银分隔成左右两段， 大气压强相当于高为76厘米水银柱的压强。 （1）当空气柱温度为2730T开，长为80I厘米时，BC 管内左边水银柱长 2 厘米，AB管内水银柱长也是 2 厘米，则右边水银柱总长是多少？ （2）当空气柱温度升高到多少时，左边的水银恰好全部进入竖直管 AB 内？ （3）当空气柱温度为 490 开时，两竖直管内水

5、银柱上表面高度各为多少？ 3.某同学用同一个注射器做了两次验证波意耳定律的实验， 操作完全正确。根据实验数据却在 P-V 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）两次实验中空气质量不同 （B）两次实验中温度不同 （C）两次实验中保持空气质量、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质量、温度相同，但所取的气体体积的数据不同。 3 4.如图所示， 一定量气体放在体积为V0的容器中， 室温为 T0300K 有一光滑导热活塞 C（不占体积）将 容器分成 A、B 两室，B 室的体积是 A 室的两倍，A 室容 器上连接有一 U 形管 （U 形管内气体的体

6、积忽略不计） ， 两边水银柱高度差为 76cm， 右室容器中连接有一阀门 K， 可与大气相通。 （外界大气压等于 76cm 汞柱）求： （1）将阀门 K 打开后，A 室的体积变成多少？ （2）打开阀门 K 后将容器内的气体从 300 K 分别加热到 400 K 和 540 K，U 形管内两 边水银面的高度差各为多少？ 5.下列各图中，表示压强，表示体积，表示热力学温度，表示摄氏温度，各图 中正确描述一定质量理想气体等压变化规律的是 （ ） 6.有一组同学对温度计进行专题研究他们通过查阅资料 得知 17 世纪时伽利略曾设计过一个温度计，其结构为：一麦秆粗细的 玻璃管，一端与一鸡蛋大小的玻璃泡相连

7、，另一端竖直插在水槽中，并使 玻璃管内吸入一段水柱根据管中水柱高度的变化可测出相应的温度 为了研究“伽利略温度计”，同学们按照资料中的描述自制了如图所示 的测温装置，图中为一小塑料瓶，为一吸管，通过软木塞与连通， 管的下端竖直插在大水槽中，使管内外水面有一高度差然后进行实验研究： （1）在不同温度下分别测出对应的水柱高度，记录的实验数据如下表所示 温度/ 17 19 21 23 25 27 / 30.0 24.9 19.7 14.6 9.4 4.2 5.1 根据表中数据计算相邻两次测量水柱的高度差，并填入表内的空格由此可得结论： 当温度升高时，管内水柱高度将_（填：变大，变小，不变）； 水柱高

8、度随温度的变化而_（填：均匀，不均匀）变化；试从理论上分 析并证明结论的正确性（提示：管内水柱产生的压强远远小于一个大气压）： _ 4 （2）通过实验，同学们发现用“伽利略温度计”来测温度，还存在一些不足之处，其 中主要的不足之处有： _；_ 7.上端开口的圆柱形气缸竖直放置，截面积为 02的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体封闭在气缸内温度为 300时，活塞离气缸底部的高度为 06；将气 体加热到 330时， 活塞上升了 0 05， 不计摩擦力及固体体积的变化， 求物体的体积 8.某登山爱好者在攀登珠穆朗玛峰的过程中，发现他携带的手表表面玻璃发生了爆裂。 这种手表是密封的，出厂时给出的

9、参数为：27时表内气体压强为 1105Pa；在内外压强差超过 6104Pa 时，手表表面玻璃可能爆裂。已知当时手表处的气温为-13，则手表表面玻璃爆裂时表内气体压强的大小为_Pa； 已知外界大气压强随高度变化而变化， 高度 每上升 12m，大气压强降低 133Pa。设海平面大气压为 1105Pa，则登山运动员此时的海拔高度约为_m。 9.有同学在做“研究温度不变时气体的压强跟体积的关系”实验时，用连接计算机的压强传感器直接测得注射器内气体的压强值。缓慢推动活塞，使注射器内空气柱从初始体积20.0ml 变为 12.0ml。实验共测了 5 次，每次体积值直接从注射器的刻度上读出并输入计算机，同时由

10、压强传感器测得对应体积的压强值。实验完成后，计算机屏幕上立刻显示出如下表中所示的实验结果。 序号 V （ml） P （105Pa） PV （105Pa ml） 1 20.0 1.0010 20.020 2 18.0 1.0952 19.714 3 16.0 1.2313 19.701 4 14.0 1.4030 19.642 5 12.0 1.6351 19.621 （1）仔细观察不难发现，pV（105Paml）一栏中的数值越来越小，造成这一现象的可能原因是 （ ） A实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力不断增大。 B实验时环境温度增大了。 C实验时外界大气压强发生了变化。 D实验时注射器内的空气

11、向外发生了泄漏。 （2）根据你在（1）中的选择，说明为了减小误差，应采取的措施是： 。 5 10.如图所示，1、2、3 为 pV 图中一定量理想气体的三个状态，该理想气体由状态 1经过程 132 到达状态 2。试利用气体实验定律证明：222111 TVp TVp11.一根长为约 30cm、管内载面积为 S=5.0106m2的玻璃管下端有一个球形小容器，管内有一段长约1cm的水银柱.现在需要用比较准确的方法测定球形小容器的容积V.可用的器 材有：刻度尺（量程 500mm） 、温度计（测量范围 0100） 、玻璃容器（高约 30cm，直径 约 10cm） 、足够多的沸水和冷水. （1）简要写出实验

12、步骤及需要测量的物理量； （2）说明如何根据所测得的物理量得出实验结果. 12.如图所示，一端封闭、粗细均匀的薄壁玻璃管开口向下竖直插在装有水银的水银槽 内，管内封闭有一定质量的空气，水银槽的截而积上下相同，是玻璃管截面积的 5 倍，开始 时管内空气柱长度为 6cm，管内外水银面高度差为 50cm.将玻璃管沿竖直方向缓慢上移（管 口未离开槽中水银） ， 使管内外水银而高度差变成 60cm. （大气压强相当于 75cmHg） 求： （1） 此时管内空气柱的长度； （2）水银槽内水银面下降的高度； 6 13.一同学用下图装置研究一定质量气体的 压强与体积的关系实验过程中温度保持不 变最初，U 形管

13、两臂中的水银面齐平，烧瓶 中无水当用注射器往烧瓶中注入水时，U 形 管两臂中的水银面出现高度差实验的部分数 据记录在右表 （1）根据表中数据，在右图中画出该实验 的 h1/V 关系图线 （2）实验时，大气压强 p0=_cmHg 14.内壁光滑的导热气缸竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭 压强为 1.0105Pa、体积为 2.0103m3的理想气体现在活塞上方缓缓倒上沙子，使封闭气体的体积变为原来的一半， 然后将气缸移出水槽， 缓慢加热， 使气体温度变为 127（1） 求气缸内气体的最终体积； （2）在 pv 图上画出整个过程中气缸内气体的状态变化 （大气压强为 1.0105

14、Pa） 15.如图所示，竖直放置的弯曲管 A 端开口，B 端封闭，密度为的液体将两段空气封闭在管内，管内液面高度差分别为 h1、h2和 h3，则 B 端气体的压强为（已知大气压强为 P0） （A）P0-g（h1h2-h3） （B）P0-g（h1h3） （C）P0-g（h1h3- h2） （D）P0-g（h1h2） 7 16.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 t127oC，t 287 oC，已知大气压强为 1.0X105pa，则测试结果是:这个安全阀能承受的最大内部压强是 . 17.一活塞将一定质量的理想气体封闭在水平固定放置的气缸内， 开始时气体体积为 V0，温度为 270C在活塞上施加压力，将气体体积压缩到 32V0，温度升高到 570C设大气压强p0l.0105p