2018届高考物理二轮复习气体专题卷(全国通用)

计算题

1．（2018开封质检）孔明灯是一种古老的汉族手工艺品，在古代多做军事用途。现代人放孔明灯多作为祈福之用。如图，,孔明灯的质量m =0.2kg 、体积恒为V =1m 3，空气初温t 0=27 ℃,大气压强p 0=1.013×105Pa ，该条件下空气密度ρ0=1.2kg/m 3。重力加速度g=10m/s 2。对灯内气体缓慢加热，,直到灯刚能浮起时，,求： ①灯内气体密度ρ；

②灯内气体温度t 。

.

2.（2018四川资阳二诊）在一个横截面积为S =10cm 2的圆柱形容器中，有一个质量不计的活塞用弹簧和底部相连，容器中密闭有一定质量的理想气体，当温度为t 1=27°C 时，弹簧恰好处于原长，此时外部压强为p 0=1.0×105Pa ，活塞和底面相距L =20cm ，在活塞上放一质量为m 1=20kg 的物体，活塞静止时下降10cm ，温度仍为27℃，不计活塞与容器壁的摩擦，弹簧的形变在弹性限度范围内，g =10m/s 2，求：

（i ）弹簧的劲度系数k ；

（ii ）如果把活塞内气体加热到t 2=57℃并保持不变，为使活塞静止时位置距容器底面距离仍为10cm ，活塞上应再加物体的质量m 2。

（ii ）升高温度的过程中气体的体积保持不变，设温度升高后的压强为p 2，则：

11273T t =+

……………………④ 22273T t =+ ……………………⑤ 由查理定律：1212p p T T = ……………………⑥

要活塞仍然保持静止，则：2102m g m g p S p S kx ++=+ …………⑦

联解④⑤⑥⑦得：m 2=2kg ……………………⑧

3. （2018广东惠州调研）如图所示为“⊥”型上端开口的玻璃管，管内有一部分水银封住密闭气体，上管足够长，图中粗细部分的截面积为S 1＝2S 2＝2 cm 2、h 1=h 2=12cm 。封闭气体初始温度为t 1=57℃，气体长度为L ＝22 cm ，外界大气压强p 0=76cmHg 。求：

①若缓慢升高封闭气体温度，当所有水银全部压入细管内时封闭气体的压强；

②封闭气体温度至少升高到多少方可将所有水银全部压入细管内。

【名师解析】①设所有水银全部压入细管内时水银柱的长度为H ，封闭气体的压强为p ，则有： h 1S 1+ h 2S 2＝HS 2，

解得：H =36cm

p=p 0+ρgH =76cmHg +36cmHg =112cmHg

②气体初状态：p 1=p 0+ρg （h 1+h 2）=76cmHg +24cmHg =100cmHg

V 1＝LS 1＝22×2cm 3=44cm 3，T 1=57℃+273K=330K

所有水银刚好全部压入细管内时：p 2=p =112cmHg ，V 2＝（L+h 1）S 1＝（22+12）×2cm 3=68cm 3 由理想气体状态方程知：111

p V T =222p V T 代入数据解得：T 2=571.2K 。

4.（2018河南安阳一模） 2017年4月20日天舟一号货运飞船在文昌航天发射中心由长征七号遥二运载火箭成功发射升空。为适应太空环境，航天员都要穿上具有生命保障系统的航天服，在太空，航天服内部的气体体积膨胀为在地面上时的2倍。已知航天服内气体的温度不变，航天服可视为封闭系统，在地面上航天服内气压为p 0。

（i ）计算在太空时航天服内气体压强，并从微观角度解释压强变化的原因；

（ii ）若开启航天服封闭系统向航天服内充气，使航天服内的气压变为0.6p 0，求需补充压强为p 0的等温气体体积为原来地面上时的多少倍。

（ii ）设需补充压强为p 0的等温气体体积为nV 1，压强p 3＝0.6p 0

取总气体为研究对象，有p 0（V 1＋nV 1）＝p 3V 2

解得：n ＝0.2

5．一定质量的理想气体从状态A 变化到状态B 再变化到状态C ，其p —V 图象如图所示．已知该气体在状态A 时的温度为27℃，求：

(1) 该气体在状态B 和C 时的温度分别为多少K?

(2) 该气体从状态A 经B 再到C 的全过程中是吸热还是放热？传递的热量是多少？

【名师解析】（1） 对一定质量的理想气体由图象可知，A→B 为等容变化，由查理定律得

p A T A ＝p B T B

代入数据得T B ＝600 K

A→C 由理想气体状态方程得

p A V A T A ＝p C V C T C

代入数据得 T C ＝300 K 6（2018云南曲靖一模）如图所示为一均匀薄壁U 形管，左管上端封闭，右管开口且足够长，管的横截面积为S ，内装有密度为 的液体。右管内有一质量为m 的活塞搁在固定卡口上，卡口与左管上端等高，活塞与管壁间无摩擦且不漏气。温度为T 0时，左、右管内液面等高，两管内空气柱长度均为L ，压强均为大气压强p 0，重力加速度为g.现使左、右两管温度同时缓慢升高，在活塞刚离开卡口上升前，左右两管液面保持不动，求：

①右管活塞刚离开卡口上升时，右管封闭气体的压强p 1；

②温度升高到T 1为多少时，右管活塞开始离开卡口上升；

③温度升高到T 2为多少时，两管液面高度差为L.

③左管内气体，22032mg L L p p gL S

ρ==++， （2分） 应用理想气体状态方程02202

p LS p L S T T ??= （1分） 得 02003()2T mg T p gL p S

ρ=++. （1分） 7．（10分）（2018相阳教育检测）底部封闭的圆柱形气缸内有一个质量为m ＝20kg 的薄活塞（厚度不计），活塞与底部间封闭一定质量的理想气体，距离底部高h =50cm 处有卡档可以限制活塞的运动。已知气缸内横截面积S =0.01m 2，气体温度为t 0=27℃时活塞离气缸底部的高度是h 1=40cm ，大气压强P 0=1.0×105Pa ，重力加速度取10m/s 2，不计活塞与气缸间的摩擦。求：

（ⅰ）在活塞上加质量为40kg 的重物，最后静止时活塞离底部的高度h 2；

（ⅱ）撤去重物，再将缸内气体温度缓慢升高到t =177℃，最后缸内气体的压强P 。

【名师解析】

（ⅰ）开始时密闭气体压强

p 1＝0mg p s

+= 1.2p 0 ………………………………① 加上重物后密闭气体压强

p 2＝03mg p s

+= 1.6p 0 …………………………………………② 由玻意耳定律p 1V 1＝p 2V 2得

1.2p 0 ×40＝1.6p 0×h 2 ……………………………………③

得h 2＝30cm ………………………………………………④ 由查理定律得31x 3

P P T T =代入数据 031.2375450

P P =……………………⑧ 得p 3＝1.44p 0 ＝1.44×105Pa