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1、【高考领航】2016届高考物理大一轮复习 气体实验定律 热力学定律的应用热点集训（十一）热点一气体实验规律三大气体实验定律和理想气体状态方程的应用，是每年高考热学中的重点1三大气体实验定律(1)玻意耳定律(等温变化)：p1V1p2V2或pVC(常数)(2)查理定律(等容变化)：或C(常数)(3)盖吕萨克定律(等压变化)：或C(常数)2基本解题思路(1)选取研究对象：它可以是由两个或多个物体组成的系统，也可以是全部气体和某一部分气体(状态变化时质量必须一定)(2)确定状态参量：找出状态变化前后的p、V、T数值或表达式(3)认识变化过程：除题设条件已指明外，常需通过研究对象跟周围环境的相互关系来确
2、定(4)列出相关方程1. 如右图所示，上端开口的圆柱形汽缸竖直放置，截面积为5103m2，一定质量的气体被质量为2.0 kg的光滑活塞封闭在汽缸内，其压强为_Pa.(大气压强取1.01105Pa，g取10 m/s2)若从初温27 开始加热气体，使活塞离汽缸底部的高度由0.50 m缓慢地变为0.51 m则此时气体的温度为_.解析：以活塞为研究对象，p1Pa0.04105 Pa，所以pp1p00.04105 Pa1.01105 Pa1.05105 Pa，由盖吕萨克定律得，即，所以t33 .答案：1.05105 332. 如图，长L100 cm，粗细均匀的玻璃管一端封闭水平放置时，长L050 cm的
3、空气柱被水银柱封住，水银柱长h30 cm.将玻璃管缓慢地转到开口向下的竖直位置，然后竖直插入水银槽，插入后有h15 cm的水银柱进入玻璃管设整个过程中温度始终保持不变，大气压强p075 cmHg.求：(1)插入水银槽后管内气体的压强p；(2)管口距水银槽液面的距离H.解析：(1)设当转到竖直位置时，水银位于管口而恰好未从管中流出，由玻意耳定律p53.6 cmHg，由于pgh83.6 cmHg，大于p0，水银必有流出设管内此时水银柱长为x，由玻意耳定律p0SL0(p0gx)S(Lx)，解得x25 cm，设插入槽内后管内空气柱长为L，LL(xh)60 cm，插入后压强p62.5 cmHg.(2)设
4、管内外水银面高度差为h，h75 cm62.5 cm12.5 cm，管口距槽内水银面距离HLLh27.5 cm.答案：(1)62.5 cmHg(2)27.5 cm3. 带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体气体开始处于状态A，由过程AB到达状态B，后又经过程BC到达状态C，如图所示设气体在状态A时的压强、体积和温度分别为pA、VA和TA.在状态B时的体积为VB.在状态C时的温度为TC.(1)求气体在状态B时的温度TB；(2)求气体在状态A的压强pA与状态C的压强pC之比解析：(1)由题图知，AB过程为等压变化由盖吕萨克定律有，解得TB(2)由题图知，BC过程为等容变化，由查理定律有AB过程为等压变
5、化，压强相等，有pApB由以上各式得.答案：(1)(2)4. 如图所示，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置玻璃管的下部封有长l125.0 cm的空气柱，中间有一段长l225.0 cm的水银柱，上部空气柱的长度l340.0 cm.已知大气压强为p075.0 cmHg.现将一活塞(图中未画出)从玻璃管开口处缓慢往下推，使管下部空气柱长度变为l120.0 cm.假设活塞下推过程中没有漏气，求活塞下推的距离解析：以cmHg为压强单位，在活塞下推前，玻璃管下部空气柱的压强为p1p0l2设活塞下推后，下部空气柱的压强为p1，由玻意耳定律得p1l1p1l1设活塞下推距离为l，则此时玻璃管上部空气柱的长
6、度为l3l3l1l1l设此时玻璃管上部空气柱的压强为p3，则p3p1l2由玻意耳定律得p0l3p3l3由至式及题给数据解得l15.0 cm答案：15.0 cm热点二热力学定律的应用热力学定律是高考的热点内容，特别是热力学第一定律，题型以选择形式为主，也有热力学定律与理想气体实验定律相结合的计算或填空题目重在考查应用定律定性分析做功，吸(放)热及内能的变化关系，应用时一定注意各符号的意义及正、负号的选取5. 景颇族的祖先发明的点火器如图所示，用牛角做套筒，木制推杆前端粘着艾绒猛推推杆，艾绒即可点燃对筒内封闭的气体，在此压缩过程中()A气体温度升高，压强不变B气体温度升高，压强变大C气体对外界做正
7、功，气体内能增加D外界对气体做正功，气体内能减少解析：选B.由理想气体状态方程可知温度升高，体积减小，则压强一定变大，A错误，B正确对于一定质量的理想气体，内能仅与温度有关，在猛推推杆的过程中，外界对气体做功，由于时间极短，认为气体与外界无热量交换，内能增加，温度升高，所以C、D错误6如图为某种椅子与其升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中()A外界对气体做功，气体内能增大B外界对气体做功，气体内能减小C气体对外界做功，气体内能增大D气体对外界做功，气体内能减小解析：选A.由于筒内气体不与外界发生热交换
8、，因此只有做功改变物体的内能，在M向下滑动的过程中，外界压缩气体对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体的内能增加7. 带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体气体开始处于状态a，然后经过过程ab达到状态b或经过过程ac达到状态c，b、c状态温度相同，如图所示设气体在状态b和状态c的压强分别为pb和pc，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac，则()Apbpc，QabQacBpbpc，QabQacCpbpc，QabQac Dpbpc，QabQac解析：选C.因为b、c温度相同，体积不同，由恒量可知，体积越大，压强越小，即b状态压强小由a到c体积不变，不对外做功，而由a到b体积增大，对外做
9、功，两个过程内能的增加量相同，由热力学第一定律可得QabQac，C正确8. 如图所示，一根两端开口、横截面积为S2 cm2足够长的玻璃管竖直插入水银槽中并固定(插入水银槽中的部分足够深)管中有一个质量不计的光滑活塞，活塞下封闭着长L21 cm的气柱，气体的温度为t17 ，外界大气压取p01.0105 Pa(相当于75 cm高的汞柱的压强)(1)若在活塞上放一个质量为m0.1 kg的砝码，保持气体的温度t1不变，则平衡后气柱为多长？(g10 m/s2)(2)若保持砝码的质量不变，对气体加热，使其温度升高到t277 ，此时气柱为多长？(3)若在(2)过程中，气体吸收的热量为10 J，则气体的内能增加多少？解析：(1)被封闭气体的初状态为p1p01.0105 PaV1LS42 cm3，T1280 K末状态压强p2p01.05105 PaV2L2S，T2T1280 K根据玻意耳定律，有p1V1p2V2，即p1Lp2L2得L2L20 cm.(2)对气体加热后，气体的压强不变，p3p2，V3L3S，T3350 K根据盖吕萨克定律，有，即得L3L225 cm.(3)气体对外做的功Wp2Shp2S(L3L2)1.05 J根据热力学第一定律得UWQ1.05 J10 J8.95 J答案：(1)20 cm(2)25 cm(3)8.95 J
