2020高考物理大二轮复习专题强化练:(十九) 气体实验定律、理想气体状态方程 Word版含解析.docx
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1、专题强化练(十九)气体实验定律、理想气体状态方程(满分:60分时间:30分钟)(共6小题,每题10分,共60分)1.(考点1)(2019山东泰安二模)某兴趣小组设计了如图所示的便携式水银气压计,粗细均匀的细U形管竖直放置,左管密封,上方为真空,右管开口,两管均标有刻度,根据左右两管中水银面高度差便可直接得到大气压的数值。某次因使用不当,导致有气泡进入左管顶部,此时两水银液面高度差只有750 mm,左侧水银面到管顶的距离为80 mm。为修正上述测得的大气压值,将右管直接连接在压强恒为678 mmHg的气压仓上,此时,气压计两水银液面高度差为670 mm,不考虑过程中的温度变化。求:(1)大气压的
2、准确数值;(2)若断开气压仓,将U形管开口向上倾斜放在与水平面成30角的实验架上,则水银是否会溢出?并简述理由。解析(1)设大气压的准确值为p0,对于混入左管中的气体,初态时p1=p0-750 mmHg,V1=80S接在恒压仓上后,管中左右液面差由750 mm减为670 mm,则p2=678 mmHg-670 mmHg=8 mmHg,V2=120S由玻意耳定律:p1V1=p2V2代入数值,解得p0=762 mmHg。(2)开口向上倾斜放置时,液体产生的压强变小,被封气体压强增大,由玻意耳定律知,气体体积进一步缩小,所以水银不会溢出。答案(1)762 mmHg(2)水银不会溢出倾斜放置时,液体产
3、生的压强变小,被封气体压强增大,体积进一步缩小,所以水银不会溢出2.(考点1)(2019湖北天门二模)横截面积处处相同的U形玻璃管竖直放置左端封闭,右端开口。初始时,右端管内用h1=4 cm的水银柱封闭一段长为L1=9 cm的空气柱A,左端管内用水银封闭有长为L2=14 cm的空气柱B,这段水银柱液面高度差为h2=8 cm,如图甲所示。已知大气压强p0=76.0 cmHg,环境温度不变。(1)求初始时空气柱B的压强(以cmHg为单位);(2)若将玻璃管缓慢旋转180,使U形管竖直倒置(水银未混合、未溢出),如图乙所示。当管中水银静止时,求水银柱液面高度差h3。解析(1)初始时,空气柱A的压强为
4、pA=p0+gh1而pB+gh2=pA联立解得气体B的压强为pB=72 cmHg。(2)U形管倒置后,空气柱A的压强为pA=p0-gh1空气柱B的压强为pB=pA+gh3空气柱B的长度L2=L2+h2-h32由玻意耳定律可得pBL2=pBL2联立解得h3=12 cm。答案(1)72 cmHg(2)12 cm3.(考点2)(2019湖南湘潭三模)如图所示,一质量为M的汽缸竖直“悬吊”,汽缸内有横截面积为S的活塞与汽缸壁无摩擦且不漏气。活塞和汽缸内封闭有一定质量的理想气体,轻质细线的一端固定在活塞上,另一端固定在天花板上。已知大气压强为p0,气体的温度为T0,活塞到汽缸底部的距离为d,汽缸与活塞均
5、具有良好的导热性。求:(1)外界温度降低为T时,活塞到汽缸底部的距离;(2)若把细线剪断,保持气体的温度不变,且不计空气阻力,在汽缸未落地前活塞到汽缸底部的距离。解析(1)外界温度降低前,封闭气体体积V1=dS,温度为:T1=T0外界温度降低后,封闭气体体积V2=dS,温度为:T2=T气体等压变化,根据盖吕萨克定律得:V1T1=V2T2代入数据解得:d=TT0d。(2)以汽缸为研究对象,开始受力分析如图所示,由受力平衡得:Mg+p1S=p0S剪断细线后,汽缸与活塞、气体做自由落体运动处于完全失重,气体压强为:p2=p0细线剪断前封闭气体体积为:V1=dS细线剪断后气体体积为:V3=dS气体发生
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