2021年高考物理一輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)42固體液體與氣體練習(xí)含解析

1、考點(diǎn)42固體、液體與氣體題組一基礎(chǔ)小題1(多選)下列說(shuō)法正確的是()a將一塊晶體敲碎后，得到的小顆粒是非晶體b固體可以分為晶體和非晶體兩類(lèi)，有些晶體在不同方向上有不同的光學(xué)性質(zhì)c由同種元素構(gòu)成的固體，可能會(huì)由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體d在合適的條件下，某些晶體可以轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷w，某些非晶體也可以轉(zhuǎn)變?yōu)榫we在熔化過(guò)程中，晶體要吸收熱量，但溫度保持不變，內(nèi)能也保持不變答案bcd解析將一塊晶體敲碎后，得到的顆粒仍然是晶體，a錯(cuò)誤；單晶體由于空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，在不同的方向上可能有不同的光學(xué)性質(zhì)，b正確；由同種元素構(gòu)成的固體，例如碳元素，由于原子排列方式不同，可能構(gòu)成石墨，也可能構(gòu)成金剛石，c正確

2、；在合適的條件下，某些晶體可以轉(zhuǎn)變成非晶體，某些非晶體也可以轉(zhuǎn)變?yōu)榫w。例如天然水晶是晶體，熔化后再凝固成的石英玻璃就是非晶體，d正確；在熔化過(guò)程中，晶體吸收熱量，但是溫度保持不變，所以分子平均動(dòng)能保持不變，吸收的熱量用來(lái)增加分子勢(shì)能，故內(nèi)能要增加，e錯(cuò)誤。2(多選)對(duì)下列幾種固體物質(zhì)的認(rèn)識(shí)，正確的有()a食鹽熔化過(guò)程中，溫度保持不變，說(shuō)明食鹽是晶體b燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面，熔化的蜂蠟呈橢圓形，說(shuō)明蜂蠟是晶體c天然石英表現(xiàn)為各向異性，是由于該物質(zhì)的微粒在空間的排列不規(guī)則d石墨和金剛石的物理性質(zhì)不同，是由于組成它們的物質(zhì)微粒排列結(jié)構(gòu)不同答案ad解析晶體都具有固定的熔點(diǎn)，a正確；熔

3、化的蜂蠟呈橢圓形說(shuō)明云母是晶體，b錯(cuò)誤；天然石英表現(xiàn)為各向異性，是由于該物質(zhì)的微粒在空間的排列規(guī)則，c錯(cuò)誤；石墨和金剛石的物質(zhì)微粒排列結(jié)構(gòu)不同，導(dǎo)致了它們的物理性質(zhì)不同，d正確。3(多選)關(guān)于表面張力，下列說(shuō)法正確的是()a液體表面層的分子間的距離比較大b液體表面層的分子間的距離比較小c表面張力的產(chǎn)生，是由于表面層中分子間的引力大于斥力d表面張力的方向與液面相切，與分界線(xiàn)相平行e葉面上的露珠呈球形，是表面張力使液體表面收縮的結(jié)果答案ace解析液體的表面層像一個(gè)張緊的橡皮膜，這是因?yàn)楸砻鎸拥姆肿娱g距比內(nèi)部要大，使表面層分子間的引力大于斥力，而產(chǎn)生表面張力。表面張力的方向與液面相切，與分界線(xiàn)垂直。

4、表面張力使液體表面收縮到最小，因此葉面上的露珠呈球形。故a、c、e正確。4(多選)下列說(shuō)法正確的是()a懸浮在水中的花粉的布朗運(yùn)動(dòng)反映了花粉分子的熱運(yùn)動(dòng)b空中的小雨滴呈球形是水的表面張力作用的結(jié)果c彩色液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性的特點(diǎn)d高原地區(qū)水的沸點(diǎn)較低，這是高原地區(qū)溫度較低的緣故e干濕泡濕度計(jì)的濕泡顯示的溫度低于干泡顯示的溫度，這是濕泡外紗布中的水蒸發(fā)吸熱的結(jié)果答案bce解析懸浮在水中花粉的布朗運(yùn)動(dòng)，反映的是水分子的熱運(yùn)動(dòng)，a錯(cuò)誤；水的表面張力使空中的小雨滴呈球形，b正確；液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性，液晶顯示器正是利用了這個(gè)特點(diǎn)，c正確；高原地區(qū)大氣壓較低，故水的沸點(diǎn)較低，

5、d錯(cuò)誤；因?yàn)榧啿贾械乃舭l(fā)吸熱，則同樣環(huán)境下濕泡顯示的溫度比干泡顯示的溫度低，e正確。5(多選)把極細(xì)的玻璃管分別插入水中和水銀中，如圖所示，正確表示毛細(xì)現(xiàn)象的是 ()答案ac解析因?yàn)樗芙?rùn)玻璃，而水銀不能浸潤(rùn)玻璃，所以a、c正確，b、d錯(cuò)誤。6(多選)下列關(guān)于液體表面現(xiàn)象的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()a把縫衣針小心地放在水面上，縫衣針可以把水面壓彎而不沉沒(méi)，這是因?yàn)榭p衣針受到的重力太小，又受到水的浮力的作用b在處于失重狀態(tài)的宇宙飛船中，一大滴水銀會(huì)呈球狀，這是因?yàn)橐后w表面分子間有相互吸引力c玻璃管的裂口放在火上燒熔，它的尖端就變圓，這是因?yàn)槿刍牟Ａг诒砻鎻埩Φ淖饔孟拢砻嬉湛s到最小d漂浮在熱菜湯

6、表面上的油滴，從上面觀(guān)察呈圓形，這是因?yàn)橛偷问歉飨蛲缘拇鸢竌d解析液體表面分子間距較大，分子力表現(xiàn)為引力，分子引力使液體的體積有收縮到最小的趨勢(shì)，故b、c正確，a、d中的現(xiàn)象都是由于液體表面張力的作用，所以a、d錯(cuò)誤。7(多選)如圖所示是水的飽和汽壓與溫度關(guān)系的圖線(xiàn)，請(qǐng)結(jié)合飽和汽與飽和汽壓的知識(shí)判斷，下列說(shuō)法正確的是()a水的飽和汽壓隨溫度的變化而變化，溫度升高，飽和汽壓增大b在一定溫度下，飽和汽的分子數(shù)密度是不變的c當(dāng)水處于飽和汽狀態(tài)時(shí)，水會(huì)停止蒸發(fā)現(xiàn)象d在實(shí)際問(wèn)題中，飽和汽壓包括水蒸氣的氣壓和空氣中其他各種氣體的氣壓答案ab解析當(dāng)液體處于飽和汽狀態(tài)時(shí)，蒸發(fā)與液化現(xiàn)象達(dá)到了一種動(dòng)態(tài)平衡，蒸

7、發(fā)現(xiàn)象不會(huì)停止，c錯(cuò)誤；在實(shí)際問(wèn)題中，水面上方含有水分子和空氣中的其他分子，飽和汽壓只是水蒸氣的氣壓，d錯(cuò)誤。8下列說(shuō)法正確的是()a液體表面張力的方向與液面垂直并指向液體內(nèi)部b單晶體有固定的熔點(diǎn)，多晶體沒(méi)有固定的熔點(diǎn)c通常金屬在各個(gè)方向的物理性質(zhì)都相同，所以金屬是非晶體d液晶具有液體的流動(dòng)性，同時(shí)具有晶體的各向異性特征答案d解析液體表面張力的方向始終與液面相切，與分界線(xiàn)垂直，a錯(cuò)誤；單晶體和多晶體都有固定的熔點(diǎn)，b錯(cuò)誤；金屬材料雖然顯示各向同性，但具有固定的熔點(diǎn)，為晶體，c錯(cuò)誤；液晶的名稱(chēng)由來(lái)就是由于它具有流動(dòng)性和各向異性，d正確。9(多選)下列說(shuō)法正確的是()a相對(duì)濕度與同溫度水的飽和汽壓

8、無(wú)關(guān)b松香在熔化過(guò)程中溫度不變，分子平均動(dòng)能不變c若一個(gè)系統(tǒng)與另一個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，則兩系統(tǒng)溫度一定相同d若一定質(zhì)量的理想氣體被壓縮且吸收熱量，則壓強(qiáng)一定增大e液體的表面張力是由于液體表面層分子間距離略大于平衡距離答案cde解析在一定溫度下的相對(duì)濕度為實(shí)際水蒸氣壓強(qiáng)與該溫度下水的飽和汽壓的比值，a錯(cuò)誤；松香是非晶體，熔化時(shí)邊吸熱邊升溫，分子平均動(dòng)能增大，b錯(cuò)誤；若兩個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，則兩系統(tǒng)溫度一定相同，c正確；若一定質(zhì)量的理想氣體被壓縮且吸收熱量，即氣體的體積減小、溫度升高，由c可知?dú)怏w的壓強(qiáng)一定增大，d正確；液體表面張力的形成是由于液體表面層分子間距離大于液體分子間的平衡距離，e正確。10

9、(多選)下列說(shuō)法正確的是()a液面上的蒸汽達(dá)到飽和時(shí)就不會(huì)有液體分子從液面飛出b質(zhì)量相等的80 的液態(tài)萘和80 的固態(tài)萘相比，具有不同的分子勢(shì)能c單晶體的某些物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向異性，多晶體和非晶體的物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性d液體表面層分子的勢(shì)能比液體內(nèi)部分子的勢(shì)能大e理想氣體等溫膨脹時(shí)從單一熱源吸收的熱量可以全部用來(lái)對(duì)外做功，這一過(guò)程違反了熱力學(xué)第二定律答案bcd解析蒸汽達(dá)到飽和是一種動(dòng)態(tài)平衡，同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)出液體的分子數(shù)量相等，不是沒(méi)有液體分子從液面飛出，a錯(cuò)誤。內(nèi)能是物體內(nèi)所有的分子動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和，80 的固態(tài)萘吸熱熔化成80 的液態(tài)萘，內(nèi)能增大，而溫度不變，分子動(dòng)能總和不變，則分子勢(shì)能

10、必增大，b正確。多晶體由于各個(gè)小晶粒的排列雜亂無(wú)章，整體顯示各向同性，c正確。液體內(nèi)部分子間距約為平衡距離，分子勢(shì)能接近于最低值，液體表面層分子間的距離比液體內(nèi)部的分子間距大一些，所以分子間的勢(shì)能較大，d正確。熱力學(xué)第二定律表示熱機(jī)不能從單一熱源吸收熱量全部用來(lái)對(duì)外做功而不造成其他影響，而理想氣體等溫膨脹時(shí)，吸收的熱量雖然全部用于對(duì)外做功了，但造成了其他的影響(如必須有外力使氣體膨脹，否則就必須存在低溫?zé)嵩捶艧醽?lái)保證等溫過(guò)程)，所以并不能說(shuō)這個(gè)過(guò)程違反了熱力學(xué)第二定律，e錯(cuò)誤。11一定質(zhì)量的理想氣體，狀態(tài)變化由a到b到c，其pt圖中直線(xiàn)ab平行于p坐標(biāo)軸，直線(xiàn)bc通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，三狀態(tài)的體積分別

11、為va、vb、vc，則根據(jù)圖象可以判定()avavb bvavbcvbvc dvbvc答案d解析根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有c，其中ab過(guò)程氣體溫度不變，壓強(qiáng)減小，則體積增大，故vavb，a、b錯(cuò)誤；bc過(guò)程pt圖線(xiàn)的延長(zhǎng)線(xiàn)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，可知為等容過(guò)程，即vbvc，c錯(cuò)誤，d正確。12一定質(zhì)量理想氣體的狀態(tài)變化如圖所示，則該氣體()a狀態(tài)b的壓強(qiáng)大于狀態(tài)c的壓強(qiáng)b狀態(tài)a的壓強(qiáng)大于狀態(tài)b的壓強(qiáng)c從狀態(tài)c到狀態(tài)d，體積減小d從狀態(tài)a到狀態(tài)c，溫度不變答案a解析分別過(guò)a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)作出等壓變化線(xiàn)，如圖所示。在vt圖象中，等壓線(xiàn)的斜率越大，壓強(qiáng)越小，所以papdpcg)向右做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(見(jiàn)圖乙)，求

12、穩(wěn)定后的氣柱長(zhǎng)度。答案(1)(2)解析(1)當(dāng)氣體溫度變化時(shí)，其壓強(qiáng)不變，初狀態(tài)：體積為v1ls，溫度為t1末狀態(tài)：體積為v2l2s，溫度為t2根據(jù)蓋呂薩克定律，有：，聯(lián)立解得：l2。(2)設(shè)當(dāng)玻璃管豎直時(shí)，氣體壓強(qiáng)為p1，對(duì)水銀柱有：p1sp0smg，設(shè)當(dāng)玻璃管水平運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣體壓強(qiáng)為p3，對(duì)水銀柱有：p3sp0sma，根據(jù)玻意耳定律，有：p1lsp3l3s，聯(lián)立解得：l3。20. 如圖所示，左端封閉、內(nèi)徑相同的u形細(xì)玻璃管豎直放置，左管中封閉有長(zhǎng)為l20 cm、溫度為t27 的空氣柱，兩管水銀面相平，水銀柱足夠長(zhǎng)。已知大氣壓強(qiáng)為p075 cmhg。若將圖中的閥門(mén)k打開(kāi)，緩慢流出部分水銀，然后

13、關(guān)閉閥門(mén)k，右管水銀面下降了h35 cm。求：(1)左管水銀面下降的高度；(2)對(duì)左管封閉氣體加熱，使左右兩管水銀面相平時(shí)的溫度。答案(1)10 cm(2)637.5 k解析(1)設(shè)左管水銀面下降的高度為h，水銀密度為，則左、右管水銀的高度差為hh，左管空氣柱的壓強(qiáng)為p0g(hh)由玻意耳定律可知：p0lsp0g(hh)(lh)s解得：h10 cm。(2)由末狀態(tài)左右兩管水銀面相平可知，左管氣體的壓強(qiáng)為p0，體積為s由理想氣體狀態(tài)方程可知：解得：t637.5 k。21容器內(nèi)裝有1 kg的氧氣，開(kāi)始時(shí)，氧氣壓強(qiáng)為1.0106 pa，溫度為57 ，因?yàn)槁猓?jīng)過(guò)一段時(shí)間后，容器內(nèi)氧氣壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的

14、，溫度降為27 ，求漏掉多少千克氧氣？答案0.34 kg解析由題意知，氣體質(zhì)量m1 kg，壓強(qiáng)p11.0106 pa，溫度t1(27357) k330 k經(jīng)一段時(shí)間后溫度降為t2(27327) k300 k，p2p11.0106 pa6.0105 pa設(shè)容器的體積為v，以全部氣體為研究對(duì)象，由理想氣體狀態(tài)方程得：代入數(shù)據(jù)解得：vv所以漏掉的氧氣質(zhì)量為：mm1 kg0.34 kg。22如圖是一種氣壓保溫瓶的結(jié)構(gòu)示意圖。其中出水管很細(xì)，體積可忽略不計(jì)，出水管口與瓶膽口齊平，用手按下按壓器時(shí)，氣室上方的小孔被堵塞，使瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)增大，水在氣壓作用下從出水管口流出。最初瓶?jī)?nèi)水面低于出水管口10 cm，

15、此時(shí)瓶?jī)?nèi)氣體(含氣室)的體積為2.0102 cm3，已知水的密度為1.0103 kg/m3，按壓器的自重不計(jì)，大氣壓強(qiáng)p01.01105 pa，取g10 m/s2。求：(1)要使水從出水管口流出，瓶?jī)?nèi)水面上方的氣體壓強(qiáng)的最小值；(2)當(dāng)瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)為1.16105 pa時(shí)，瓶?jī)?nèi)氣體體積的壓縮量。(忽略瓶?jī)?nèi)氣體的溫度變化)答案(1)1.02105 pa(2)25.9 cm3解析(1)由題意知，當(dāng)水恰好從出水管口流出時(shí)，瓶?jī)?nèi)水面上方的氣體壓強(qiáng)最小。此時(shí)瓶?jī)?nèi)、外氣體壓強(qiáng)以及瓶?jī)?nèi)水面的壓強(qiáng)存在以下關(guān)系：p內(nèi)p0p水p0gh水代入數(shù)據(jù)得p內(nèi)1.02105 pa。(2)當(dāng)瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)為p1.16105 p

16、a時(shí)，設(shè)瓶?jī)?nèi)氣體的體積為v，由玻意耳定律得p0v0pv，壓縮量為vv0v，已知瓶?jī)?nèi)原有氣體體積v02.0102 cm3，解得v25.9 cm3。題組二高考大題23(2019江蘇高考)由于水的表面張力，荷葉上的小水滴總是球形的。在小水滴表面層中，水分子之間的相互作用總體上表現(xiàn)為_(kāi)(選填“引力”或“斥力”)。分子勢(shì)能ep和分子間距離r的關(guān)系圖象如圖所示，能總體上反映小水滴表面層中水分子ep的是圖中_(選填“a”“b”或“c”)的位置。答案引力c解析水滴呈球形，使水滴表面層具有收縮的趨勢(shì)，因此水滴表面層中，水分子之間的作用力總體上表現(xiàn)為引力；水分子之間，引力和斥力相等時(shí)，分子間距離rr0，分子勢(shì)能最

17、?。划?dāng)分子間表現(xiàn)為引力時(shí)，分子間距離rr0，因此，能總體上反映小水滴表面層中水分子ep的是圖1中c的位置。24(2019全國(guó)卷)如pv圖所示，1、2、3三個(gè)點(diǎn)代表某容器中一定量理想氣體的三個(gè)不同狀態(tài)，對(duì)應(yīng)的溫度分別是t1、t2、t3。用n1、n2、n3分別表示這三個(gè)狀態(tài)下氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)撞擊容器壁上單位面積的平均次數(shù)，則n1_n2，t1_t3，n2_n3。(填“大于”“小于”或“等于”)答案大于等于大于解析根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有，可知t1t2，t2t2，所以狀態(tài)1時(shí)氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能大，熱運(yùn)動(dòng)的平均速率大，體積相等，分子數(shù)密度相等，故分子在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)單位面積容器壁的平均碰撞次數(shù)多，

18、即n1n2；對(duì)于狀態(tài)2、3，由于t2t3，所以狀態(tài)2時(shí)分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率小，每個(gè)分子單位時(shí)間內(nèi)對(duì)器壁的平均撞擊力小，而壓強(qiáng)等于單位時(shí)間撞擊到器壁單位面積上的分子數(shù)n與單位時(shí)間每個(gè)分子對(duì)器壁的平均撞擊力的乘積，即pn，而p2p3，2n3。25(2018江蘇高考)一定量的氧氣貯存在密封容器中，在t1和t2溫度下其分子速率分布的情況見(jiàn)下表。則t1_(選填“大于”“小于”或“等于”)t2。若約10%的氧氣從容器中泄漏，泄漏前后容器內(nèi)溫度均為t1，則在泄漏后的容器中，速率處于400500 m/s區(qū)間的氧氣分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比_(選填“大于”“小于”或“等于”)18.6%。各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子

19、數(shù)的百分比/%溫度t1溫度t2100以下0.71.41002005.48.120030011.917.030040017.421.440050018.620.450060016.715.160070012.99.27008007.94.58009004.62.0900以上3.90.9答案大于等于解析分子速率分布與溫度有關(guān)，溫度升高，分子的平均速率增大，速率大的分子數(shù)所占比例增加，速率小的分子數(shù)所占比例減小，所以t1大于t2；泄漏前后容器內(nèi)溫度不變，則在泄漏后的容器中，速率處于400500 m/s區(qū)間的氧氣分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比不變，仍為18.6%。26(2019全國(guó)卷)如圖，一粗細(xì)均勻的細(xì)管

20、開(kāi)口向上豎直放置，管內(nèi)有一段高度為2.0 cm的水銀柱，水銀柱下密封了一定量的理想氣體，水銀柱上表面到管口的距離為2.0 cm。若將細(xì)管倒置，水銀柱下表面恰好位于管口處，且無(wú)水銀滴落，管內(nèi)氣體溫度與環(huán)境溫度相同。已知大氣壓強(qiáng)為76 cmhg，環(huán)境溫度為296 k。(1)求細(xì)管的長(zhǎng)度；(2)若在倒置前，緩慢加熱管內(nèi)被密封的氣體，直到水銀柱的上表面恰好與管口平齊為止，求此時(shí)密封氣體的溫度。答案(1)41 cm(2)312 k解析(1)設(shè)細(xì)管的長(zhǎng)度為l，橫截面的面積為s，水銀柱高度為h；初始時(shí)，設(shè)水銀柱上表面到管口的距離為h1，被密封氣體的體積為v，壓強(qiáng)為p；細(xì)管倒置時(shí)，被密封氣體的體積為v1，壓強(qiáng)

21、為p1。由玻意耳定律有pvp1v1由力的平衡條件有psp0sghsp1sghsp0s式中，、g分別為水銀的密度和重力加速度的大小，p0為大氣壓強(qiáng)。由題意有vs(lh1h)v1s(lh)由式和題給數(shù)據(jù)得l41 cm(2)設(shè)氣體被加熱前后的溫度分別為t0和t，由蓋呂薩克定律有由式和題給數(shù)據(jù)得t312 k。27(2019全國(guó)卷)熱等靜壓設(shè)備廣泛應(yīng)用于材料加工中。該設(shè)備工作時(shí)，先在室溫下把惰性氣體用壓縮機(jī)壓入到一個(gè)預(yù)抽真空的爐腔中，然后爐腔升溫，利用高溫高氣壓環(huán)境對(duì)放入爐腔中的材料加工處理，改善其性能。一臺(tái)熱等靜壓設(shè)備的爐腔中某次放入固體材料后剩余的容積為0.13 m3，爐腔抽真空后，在室溫下用壓縮機(jī)

22、將10瓶氬氣壓入到爐腔中。已知每瓶氬氣的容積為3.2102 m3，使用前瓶中氣體壓強(qiáng)為1.5107 pa，使用后瓶中剩余氣體壓強(qiáng)為2.0106 pa；室溫溫度為27 。氬氣可視為理想氣體。(1)求壓入氬氣后爐腔中氣體在室溫下的壓強(qiáng)；(2)將壓入氬氣后的爐腔加熱到1227 ，求此時(shí)爐腔中氣體的壓強(qiáng)。答案(1)3.2107 pa(2)1.6108 pa解析(1)設(shè)初始時(shí)每瓶氣體的體積為v0，壓強(qiáng)為p0；使用后瓶中剩余氣體的壓強(qiáng)為p1。假設(shè)體積為v0、壓強(qiáng)為p0的氣體壓強(qiáng)變?yōu)閜1時(shí)，其體積膨脹為v1。由玻意耳定律有p0v0p1v1每瓶被壓入進(jìn)爐腔的氣體在室溫和壓強(qiáng)為p1條件下的體積為v1v1v0設(shè)1

23、0瓶氣體壓入爐腔后爐腔中氣體的壓強(qiáng)為p2，體積為v2。由玻意耳定律有p2v210p1v1聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得p23.2107 pa(2)設(shè)加熱前爐腔的溫度為t0，加熱后爐腔溫度為t1，氣體壓強(qiáng)為p3。由查理定律有聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得p31.6108 pa。28. (2018全國(guó)卷)在兩端封閉、粗細(xì)均勻的u形細(xì)玻璃管內(nèi)有一段水銀柱，水銀柱的兩端各封閉有一段空氣。當(dāng)u形管兩端豎直朝上時(shí)，左、右兩邊空氣柱的長(zhǎng)度分別為l118.0 cm和l212.0 cm，左邊氣體的壓強(qiáng)為12.0 cmhg?，F(xiàn)將u形管緩慢平放在水平桌面上，沒(méi)有氣體從管的一邊通過(guò)水銀逸入另一邊。求u形管平放時(shí)兩邊空氣柱的長(zhǎng)度。在整

24、個(gè)過(guò)程中，氣體溫度不變。答案22.5 cm7.5 cm解析設(shè)u形管兩端豎直朝上時(shí)，左、右兩邊氣體的壓強(qiáng)分別為p1和p2。u形管水平放置時(shí)，兩邊氣體壓強(qiáng)相等，設(shè)為p，此時(shí)原左、右兩邊氣體長(zhǎng)度分別變?yōu)閘1和l2。由力的平衡條件有p1p2g(l1l2)式中為水銀密度，g為重力加速度大小。由玻意耳定律有p1l1pl1p2l2pl2l1l1l2l2由式和題給條件得l122.5 cm；l27.5 cm。29(2019全國(guó)卷)如圖，一容器由橫截面積分別為2s和s的兩個(gè)汽缸連通而成，容器平放在水平地面上，汽缸內(nèi)壁光滑。整個(gè)容器被通過(guò)剛性桿連接的兩活塞分隔成三部分，分別充有氫氣、空氣和氮?dú)?。平衡時(shí)，氮?dú)獾膲簭?qiáng)和

25、體積分別為p0和v0，氫氣的體積為2v0，空氣的壓強(qiáng)為p?，F(xiàn)緩慢地將中部的空氣全部抽出，抽氣過(guò)程中氫氣和氮?dú)獾臏囟缺３植蛔?，活塞沒(méi)有到達(dá)兩汽缸的連接處，求：(1)抽氣前氫氣的壓強(qiáng)；(2)抽氣后氫氣的壓強(qiáng)和體積。答案(1)(p0p)(2)p0p解析(1)設(shè)抽氣前氫氣的壓強(qiáng)為p10，根據(jù)力的平衡條件得p102spsp2sp0s得p10(p0p)(2)設(shè)抽氣后氫氣的壓強(qiáng)和體積分別為p1和v1，氮?dú)獾膲簭?qiáng)和體積分別為p2和v2。根據(jù)力的平衡條件有p2sp12s由玻意耳定律得p1v1p102v0p2v2p0v0由于兩活塞用剛性桿連接，故v12v02(v0v2)聯(lián)立式解得p1p0pv1。30(2018全國(guó)

26、卷)如圖，一豎直放置的汽缸上端開(kāi)口，汽缸壁內(nèi)有卡口a和b，a、b間距為h，a距缸底的高度為h；活塞只能在a、b間移動(dòng)，其下方密封有一定質(zhì)量的理想氣體。已知活塞質(zhì)量為m，面積為s，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均絕熱，不計(jì)它們之間的摩擦。開(kāi)始時(shí)活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)，上、下方氣體壓強(qiáng)均為p0，溫度均為t0?，F(xiàn)用電熱絲緩慢加熱汽缸中的氣體，直至活塞剛好到達(dá)b處。求此時(shí)汽缸內(nèi)氣體的溫度以及在此過(guò)程中氣體對(duì)外所做的功。重力加速度大小為g。答案t0(p0smg)h解析開(kāi)始時(shí)活塞位于a處，加熱后，汽缸中的氣體先經(jīng)歷等容過(guò)程，直至活塞開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。設(shè)此時(shí)汽缸中氣體的溫度為t1，壓強(qiáng)為p1，根據(jù)查理定律有根據(jù)力的平衡條件有p

27、1sp0smg聯(lián)立式可得t1t0此后，汽缸中的氣體經(jīng)歷等壓過(guò)程，直至活塞剛好到達(dá)b處，設(shè)此時(shí)汽缸中氣體的溫度為t2；活塞位于a處和b處時(shí)氣體的體積分別為v1和v2。根據(jù)蓋呂薩克定律有式中v1shv2s(hh)聯(lián)立式解得t2t0從開(kāi)始加熱到活塞到達(dá)b處的過(guò)程中，汽缸中的氣體對(duì)外做的功為w(p0smg)h。31(2018全國(guó)卷)如圖，容積為v的汽缸由導(dǎo)熱材料制成，面積為s的活塞將汽缸分成容積相等的上下兩部分，汽缸上部通過(guò)細(xì)管與裝有某種液體的容器相連，細(xì)管上有一閥門(mén)k。開(kāi)始時(shí)，k關(guān)閉，汽缸內(nèi)上下兩部分氣體的壓強(qiáng)均為p0?，F(xiàn)將k打開(kāi)，容器內(nèi)的液體緩慢地流入汽缸，當(dāng)流入的液體體積為時(shí)，將k關(guān)閉，活塞平衡

28、時(shí)其下方氣體的體積減小了。不計(jì)活塞的質(zhì)量和體積，外界溫度保持不變，重力加速度大小為g。求流入汽缸內(nèi)液體的質(zhì)量。答案解析設(shè)活塞再次平衡后，活塞上方氣體的體積為v1，壓強(qiáng)為p1；下方氣體的體積為v2，壓強(qiáng)為p2。在活塞下移的過(guò)程中，活塞上、下方氣體的溫度均保持不變，由玻意耳定律得p0p1v1p0p2v2由已知條件得v1vv2設(shè)活塞上方液體的質(zhì)量為m，由力的平衡條件得p2sp1smg聯(lián)立以上各式得m。32(2017全國(guó)卷)如圖，容積均為v的汽缸a、b下端有細(xì)管(容積可忽略)連通，閥門(mén)k2位于細(xì)管的中部，a、b的頂部各有一閥門(mén)k1、k3；b中有一可自由滑動(dòng)的活塞(質(zhì)量、體積均可忽略)。初始時(shí)，三個(gè)閥門(mén)

29、均打開(kāi)，活塞在b的底部；關(guān)閉k2、k3，通過(guò)k1給汽缸充氣，使a中氣體的壓強(qiáng)達(dá)到大氣壓p0的3倍后關(guān)閉k1。已知室溫為27 ，汽缸導(dǎo)熱。(1)打開(kāi)k2，求穩(wěn)定時(shí)活塞上方氣體的體積和壓強(qiáng)；(2)接著打開(kāi)k3，求穩(wěn)定時(shí)活塞的位置；(3)再緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體使其溫度升高20 ，求此時(shí)活塞下方氣體的壓強(qiáng)。答案(1)2p0(2)上升直到b的頂部(3)1.6p0解析(1)設(shè)打開(kāi)k2后，穩(wěn)定時(shí)活塞上方氣體的壓強(qiáng)為p1，體積為v1。依題意，被活塞分開(kāi)的兩部分氣體都經(jīng)歷等溫過(guò)程。由玻意耳定律得p0vp1v1(3p0)vp1(2vv1)聯(lián)立式得v1p12p0(2)打開(kāi)k3后，由式知，活塞必定上升。設(shè)在活塞下方氣體

30、與a中氣體的體積之和為v2(v22v)時(shí)，活塞下氣體壓強(qiáng)為p2。由玻意耳定律得(3p0)vp2v2由式得p2p0由式知，打開(kāi)k3后活塞上升直到b的頂部為止；此時(shí)壓強(qiáng)為p2p0。(3)設(shè)加熱后活塞下方氣體的壓強(qiáng)為p3，氣體溫度從t1300 k升高到t2320 k的等容過(guò)程中，由查理定律得將有關(guān)數(shù)據(jù)代入式得p31.6p0。33(2017全國(guó)卷)一熱氣球體積為v，內(nèi)部充有溫度為ta的熱空氣，氣球外冷空氣的溫度為tb。已知空氣在1個(gè)大氣壓、溫度為t0時(shí)的密度為0，該氣球內(nèi)、外的氣壓始終都為1個(gè)大氣壓，重力加速度大小為g。(1)求該熱氣球所受浮力的大??；(2)求該熱氣球內(nèi)空氣所受的重力；(3)設(shè)充氣前熱

31、氣球的質(zhì)量為m0，求充氣后它還能托起的最大質(zhì)量。答案(1)vg0(2)vg0(3)v0t0m0解析(1)設(shè)1個(gè)大氣壓下質(zhì)量為m的空氣在溫度為t0時(shí)的體積為v0，密度為0在溫度為t時(shí)的體積為vt，密度為(t)由蓋呂薩克定律得聯(lián)立式得(t)0氣球所受的浮力為f(tb)gv聯(lián)立式得fvg0(2)氣球內(nèi)熱空氣所受的重力為g(ta)vg聯(lián)立式得gvg0(3)設(shè)該氣球還能托起的最大質(zhì)量為m，由力的平衡條件得mgfgm0g聯(lián)立式得mv0t0m0。34(2017全國(guó)卷)一種測(cè)量稀薄氣體壓強(qiáng)的儀器如圖a所示，玻璃泡m的上端和下端分別連通兩豎直玻璃細(xì)管k1和k2。k1長(zhǎng)為l，頂端封閉，k2上端與待測(cè)氣體連通；m下

32、端經(jīng)橡皮軟管與充有水銀的容器r連通。開(kāi)始測(cè)量時(shí)，m與k2相通；逐漸提升r，直到k2中水銀面與k1頂端等高，此時(shí)水銀已進(jìn)入k1，且k1中水銀面比頂端低h，如圖b所示。設(shè)測(cè)量過(guò)程中溫度、與k2相通的待測(cè)氣體的壓強(qiáng)均保持不變。已知k1和k2的內(nèi)徑均為d，m的容積為v0，水銀的密度為，重力加速度大小為g。求：(1)待測(cè)氣體的壓強(qiáng)；(2)該儀器能夠測(cè)量的最大壓強(qiáng)。答案(1)(2)解析(1)水銀面上升至m的下端使玻璃泡中氣體恰好被封住，設(shè)此時(shí)被封閉的氣體的體積為v，壓強(qiáng)等于待測(cè)氣體的壓強(qiáng)p，提升r，直到k2中水銀面與k1頂端等高時(shí)，k1中水銀面比頂端低h；設(shè)此時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)為p1，體積為v1，則vv0d

33、2lv1d2h由力學(xué)平衡條件得p1pgh整個(gè)過(guò)程為等溫過(guò)程，由玻意耳定律得pvp1v1聯(lián)立式得p(2)由題意知hl聯(lián)立式有p該儀器能夠測(cè)量的最大壓強(qiáng)為pmax。35(2016全國(guó)卷)一u形玻璃管豎直放置，左端開(kāi)口，右端封閉，左端上部有一光滑的輕活塞。初始時(shí)，管內(nèi)汞柱及空氣柱長(zhǎng)度如圖所示。用力向下緩慢推活塞，直至管內(nèi)兩邊汞柱高度相等時(shí)為止。求此時(shí)右側(cè)管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)和活塞向下移動(dòng)的距離。已知玻璃管的橫截面積處處相同；在活塞向下移動(dòng)的過(guò)程中，沒(méi)有發(fā)生氣體泄漏；大氣壓強(qiáng)p075.0 cmhg。環(huán)境溫度不變。答案144 cmhg9.42 cm解析設(shè)初始時(shí)，右管中空氣柱的壓強(qiáng)為p1，長(zhǎng)度為l1；左管中空氣

34、柱的壓強(qiáng)為p2p0，長(zhǎng)度為l2?；钊幌峦苃后，右管中空氣柱的壓強(qiáng)p1，長(zhǎng)度為l1；左管中空氣柱的壓強(qiáng)為p2，長(zhǎng)度為l2。以cmhg為壓強(qiáng)單位。由題給條件得：p1p0(20.05.00) cmhgl1 cm12.5 cm對(duì)右管中空氣柱由玻意耳定律得：p1l1p1l1聯(lián)立式和題給條件得：p1144 cmhg依題意p2p1l24.00 cm cmh11.5 cmh對(duì)左管中空氣柱由玻意耳定律得：p2l2p2l2聯(lián)立式和題給條件得：h9.42 cm。36(2016全國(guó)卷)一氧氣瓶的容積為0.08 m3，開(kāi)始時(shí)瓶中氧氣的壓強(qiáng)為20個(gè)大氣壓。某實(shí)驗(yàn)室每天消耗1個(gè)大氣壓的氧氣0.36 m3。當(dāng)氧氣瓶中的壓強(qiáng)降低到2個(gè)大氣壓時(shí)，需重新充氣。若氧氣的溫度保持不變，求這瓶氧氣重新充氣前可供該實(shí)驗(yàn)室使用多少天。答案4天解析設(shè)氧氣開(kāi)始時(shí)的壓強(qiáng)為p1，體積為v1，壓