2026版创新设计高考总复习物理(人教基础版)课时跟踪练-专题强化二十五　应用气体实验定律解决两类模型问题.docxVIP

专题强化二十五应用气体实验定律解决两类模型问题

(分值:70分)

1.(15分)(2023·河北卷,13)如图,某实验小组为测量一个葫芦的容积,在葫芦开口处竖直插入一根两端开口、内部横截面积为0.1cm2的均匀透明长塑料管,密封好接口,用氮气排空内部气体,并用一小段水柱封闭氮气。外界温度为300K时,气柱长度l为10cm;当外界温度缓慢升高到310K时,气柱长度变为50cm。已知外界大气压恒为1.0×105Pa,水柱长度不计。

(1)(5分)求温度变化过程中氮气对外界做的功;

(2)(5分)求葫芦的容积;

(3)(5分)试估算被封闭氮气分子的个数(保留2位有效数字)。已知1mol氮气在1.0×105Pa、273K状态下的体积约为22.4L,阿伏加德罗常数NA取6.0×1023mol-1。

2.(15分)如图,两侧粗细均匀、横截面积相等的U形管竖直放置,左管上端开口且足够长,右管上端封闭。左管和右管中水银柱高h1=h2=5cm,两管中水银柱下表面距管底高均为H=21cm,右管水银柱上表面离管顶的距离h3=20cm。管底水平段的体积可忽略,气体温度保持不变,大气压强p0=75cmHg,重力加速度为g。

(1)(7分)现往左管中再缓慢注入h=25cm的水银柱,求稳定时右管水银柱上方气柱的长度;

(2)(8分)求稳定时两管中水银柱下表面的高度差。

3.(20分)如图所示,导热性能极好的汽缸静止于水平地面上,缸内用横截面积为S、质量为m的活塞封闭着一定质量的理想气体。在活塞上放一砝码,稳定后气体温度与环境温度相同,均为T1。当环境温度缓慢下降到T2时,活塞下降的高度为Δh;现取走砝码,稳定后活塞恰好上升Δh,已知外界大气压强保持不变,重力加速度为g,不计活塞与汽缸之间的摩擦,T1、T2均为热力学温度,求:

(1)(10分)气体温度为T1时,气柱的高度;

(2)(10分)砝码的质量。

4.(20分)如图,一竖直放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成,汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体,两活塞用一轻质弹簧连接,汽缸连接处有小卡销,活塞Ⅱ不能通过连接处。活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为2m、m,面积分别为2S、S,弹簧原长为l。初始时系统处于平衡状态,此时弹簧的伸长量为0.1l,活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等,两活塞间气体的温度为T0。已知活塞外大气压强为p0,忽略活塞与缸壁间的摩擦,汽缸无漏气,不计弹簧的体积。

(1)(10分)求弹簧的劲度系数;

(2)(10分)缓慢加热两活塞间的气体,求当活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时,活塞间气体的压强和温度。