高考物理一轮复习课时练习 第15章第3练　气体的性质（含详解）

这是一份高考物理一轮复习课时练习 第15章第3练　气体的性质（含详解），共7页。试卷主要包含了9L，4 K或－38等内容，欢迎下载使用。

1.(2024·江苏南京市开学考)如图，容器P和容器Q通过阀门K连接，P的容积是Q的2倍。P中盛有氧气，气压为4p0，Q中为真空，打开阀门，氧气进入容器Q，设整个过程中气体温度不变，氧气视为理想气体，稳定后，检测容器P的气压表示数为( )
A.eq \f(4,3)p0 B.eq \f(8,3)p0 C．3p0 D.eq \f(14,3)p0
2．(2023·辽宁卷·5)“空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置，可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。“空气充电宝”某个工作过程中，一定质量理想气体的p－T图像如图所示。该过程对应的p－V图像可能是( )
3．(2023·湖北武汉市模拟)某实验小组用图甲所示装置研究烧瓶内封闭气体的体积一定时压强与温度的关系，初始时封闭气体的摄氏温度为t0，往容器内加热水，可以改变封闭气体的温度t，用Δt(Δt＝t－t0)表示封闭气体升高的摄氏温度，p表示温度为t时封闭气体的压强，则图乙中可能正确的图线是( )
A．① B．② C．③ D．④
4．(多选)某科学小组利用一根粗细均匀、长度为1 m的玻璃管，和一个导热的柱形金属容器连接在一起，做成了一个简易温度计，如图所示。玻璃管水平固定在木板上，管内放入一可自由滑动的圆柱体蜡块(长度可以忽略)，摩擦不计。玻璃管左端A开口，玻璃管右端B处用细软管与金属容器连接，接口处均密封良好，当温度为27 ℃时，蜡块刚好在玻璃管的正中间。以下说法正确的是( )
A．该温度计的刻度是不均匀的
B．如果测量时外界压强增大则对应的温度测量值偏低
C．该温度计的测温范围与金属容器的体积无关
D．该温度计的测温范围随金属容器的体积增大而减小
5．(2023·江苏南京市二模)如图甲所示，一个导热汽缸水平放置，内部封闭着热力学温度为T0的理想气体，活塞横截面积为S，活塞与汽缸底部距离为L，大气压强为p0，重力加速度为g，活塞与汽缸之间摩擦忽略不计。先保持温度不变，将汽缸缓慢转动90°(如图乙)，活塞与汽缸底部距离变为0.9L。再对气体缓慢加热，活塞离汽缸底部距离变为1.2L(如图丙)，求：
(1)活塞的质量m；
(2)气体加热后的热力学温度T。
6．(2023·河北张家口市三模)校园运动会开幕式上释放了一组氦气球，氦气球缓慢上升，到达一定高度后膨胀破裂。若刚释放时氦气球内外的压强差为25 mmHg，即将破裂时氦气球的体积为刚释放时的1.2倍，内外的压强差为30 mmHg。大气压强p随离地高度h的变化如图甲所示，大气温度t随离地高度h的变化如图乙所示，氦气球导热良好。则氦气球破裂时的离地高度约为( )
A．2 000 m B．1 800 m
C．1 600 m D．1 400 m
7.(2023·广东深圳市期末)工人浇筑混凝土墙壁时，内部形成了一块气密性良好充满空气的空腔(空腔体积不变)，墙壁导热性能良好。
(1)空腔内气体的温度变化范围为－33 ℃～47 ℃，求空腔内气体的最小压强与最大压强之比；
(2)填充空腔前，需要测出空腔的容积。在墙上钻一个小孔，用细管将空腔和一个带有气压传感器的汽缸连通，形成密闭空间。当汽缸内气体体积为1 L时，传感器的示数为1.0 atm。将活塞缓慢下压，汽缸内气体体积为0.7 L时，传感器的示数为1.2 atm。求该空腔的容积。
8.(2023·安徽安庆市联考)粗细均匀的“U”形玻璃管竖直放置，左端封闭右端开口，右侧足够长，左端用水银封闭一定质量的理想气体，如图所示。封闭空气柱的长度L1＝15 cm，两管水银面高度差h＝5 cm，环境温度t＝27 ℃，大气压强p0＝75 cmHg。
(1)将左右两玻璃管缓慢平放在水平桌面后，求封闭空气柱的长度L2；
(2)若环境温度缓慢下降，当玻璃管两侧水银面相平时，求环境温度。(计算结果保留小数点后一位)
9．(2023·湖北卷·13)如图所示，竖直放置在水平桌面上的左右两汽缸粗细均匀，内壁光滑，横截面积分别为S、2S，由体积可忽略的细管在底部连通。两汽缸中各有一轻质活塞将一定质量的理想气体封闭，左侧汽缸底部与活塞用轻质细弹簧相连。初始时，两汽缸内封闭气柱的高度均为H，弹簧长度恰好为原长。现往右侧活塞上表面缓慢添加一定质量的沙子，直至右侧活塞下降eq \f(1,3)H，左侧活塞上升eq \f(1,2)H。已知大气压强为p0，重力加速度大小为g，汽缸足够长，汽缸内气体温度始终不变，弹簧始终在弹性限度内。求：
(1)最终汽缸内气体的压强；
(2)弹簧的劲度系数和添加的沙子质量。
第3练 气体的性质
1．B [对容器中的所有氧气，根据玻意耳定律有4p0V＝p(V＋eq \f(V,2))，
解得p＝eq \f(8,3)p0，故选B。]
2．B [根据eq \f(pV,T)＝C，可得p＝eq \f(C,V)T，从a到b，气体压强不变，温度升高，则体积变大；从b到c，气体压强减小，温度降低，因c点与原点连线的斜率小于b点与原点连线的斜率，c状态的体积大于b状态的体积，故选B。]
3．A [烧瓶内封闭气体的体积一定，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，可见p－Δt图像为一次函数，斜率为eq \f(p0,T0)，截距为p0，均为正值，故正确的图线是①，故选A。]
4．BD [因温度变化时被封的气体进行等压变化，设温度为27 ℃时封闭气体的体积为V1，由题意可知eq \f(V1,T1)＝eq \f(V2,T2)＝eq \f(ΔV,ΔT)，则ΔT＝eq \f(T1,V1)ΔV，可知ΔT∝ΔV＝S·Δl，玻璃管粗细均匀，所以温度计的刻度是均匀的，故A错误；从热胀冷缩的原理我们知道，温度计的刻度左侧高右侧低，在某压强下完成刻度后，如果外界压强增大，蜡块将右移，所以对应测量温度偏低，故B正确；根据ΔV＝eq \f(ΔT,T1)V1可以看出金属容器的体积越大，变化相同温度管中气体体积变化量也越大，由于玻璃管长度一定，所以该温度计的测温范围随金属容器的体积增大而减小，故C错误，D正确。]
5．(1)eq \f(p0S,9g) (2)eq \f(4,3)T0
解析 (1)根据题意，由平衡条件可知，汽缸水平放置时，内部气体压强为p1＝p0，体积为V1＝SL
汽缸竖直时，内部气体压强为p2＝p0＋eq \f(mg,S)，体积为V2＝0.9SL
由玻意耳定律有p1V1＝p2V2
解得m＝eq \f(p0S,9g)
(2)根据题意可知，气体加热过程经历等压变化，由盖—吕萨克定律有eq \f(0.9SL,T0)＝eq \f(1.2SL,T)，解得T＝eq \f(4,3)T0。
6．A [在地面时，气体的压强
p1＝760 mmHg＋25 mmHg
＝785 mmHg
温度为T1＝300 K
设在地面时，氦气球体积为V，则在高度h时，
气体的压强p2＝(760－eq \f(h,12))mmHg＋30 mmHg＝(790－eq \f(h,12)) mmHg
温度为T2＝(300－eq \f(7h,1 000))K，体积为V2＝1.2V，根据理想气体状态方程可得eq \f(p1V,T1)＝eq \f(p2V2,T2)
联立解得h≈2 000 m，故选A。]
7．(1)eq \f(3,4) (2)0.8 L
解析 (1)以空腔内的气体为研究对象，最低温度时，压强为p1，T1＝240 K；最高温度时，压强为p2，T2＝320 K；根据查理定律可知eq \f(p1,p2)＝eq \f(T1,T2)，解得eq \f(p1,p2)＝eq \f(3,4)
(2)设空腔的容积为V0，汽缸的容积为V，以整个系统内的气体为研究对象，则未下压活塞时气体的压强p3＝1.0 atm，体积V1＝V0＋V，V＝1 L
活塞下压后气体的压强p4＝1.2 atm，
体积V2＝V0＋V′，V′＝0.7 L
根据玻意耳定律p3V1＝p4V2，
解得V0＝0.8 L。
8．(1)16 cm (2)234.4 K或－38.6 ℃
解析 (1)设玻璃管的横截面积为S，根据题意可知，玻璃管竖直放置时有
p1＝p0＋h＝80 cmHg，
V1＝L1S＝15S
玻璃管平放在水平桌面时有p2＝p0＝75 cmHg，V2＝L2S，由玻意耳定律有p1V1＝p2V2，解得L2＝16 cm。
(2)根据题意可知，两液面相平时有p3＝75 cmHg，V3＝12.5S，由理想气体状态方程有eq \f(p1V1,T1)＝eq \f(p3V3,T3)
解得T3≈234.4 K，即t3＝－38.6 ℃。
9．(1)eq \f(18,17)p0 (2)eq \f(2p0S,17H) eq \f(2p0S,17g)
解析 (1)对左右汽缸内所封的气体，
初态压强p1＝p0
体积V1＝SH＋2SH＝3SH
末态压强p2，体积
V2＝S·eq \f(3,2)H＋eq \f(2,3)H·2S＝eq \f(17,6)SH
根据玻意耳定律可得p1V1＝p2V2
解得p2＝eq \f(18,17)p0
(2)对右边活塞受力分析可知
mg＋p0·2S＝p2·2S，
解得m＝eq \f(2p0S,17g)
对左侧活塞受力分析可知
p0S＋k·eq \f(1,2)H＝p2S，解得k＝eq \f(2p0S,17H)。