十年上海物理高考题分类汇编-分子动理论气体的性质

第六单元分子动理论气体的性质1．（2000）如图所示，粗细均匀，两端开口的U形管竖直放置，管的内径很小，水平部分BC长14厘米，一空气柱将管内水银分隔成左右两段，大气压强相当于高为76厘米水银柱的压强。（1）当空气柱温度为2730T开，长为80I厘米时，BC管内左边水银柱长2厘米，AB管内水银柱长也是2厘米，则右边水银柱总长是多少？（2）当空气柱温度升高到多少时，左边的水银恰好全部进入竖直管AB内？（3）当空气柱温度为490开时，两竖直管内水银柱上表面高度各为多少？2．（2001）如图所示，一定量气体放在体积为V0的容器中，室温为T0＝300K有一光滑导热活塞C（不占体积）将容器分成A、B两室，B室的体积是A室的两倍，A室容器上连接有一U形管（U形管内气体的体积忽略不计），两边水银柱高度差为76cm，右室容器中连接有一阀门K，可与大气相通。（外界大气压等于76cm汞柱）求：（1）将阀门K打开后，A室的体积变成多少？（2）打开阀门K后将容器内的气体从300K分别加热到400K和540K，U形管内两边水银面的高度差各为多少？3．(2002)下列各图中，ｐ表示压强，Ｖ表示体积，Ｔ表示热力学温度，ｔ表示摄氏温度，各图中正确描述一定质量理想气体等压变化规律的是4．（2002）上端开口的圆柱形气缸竖直放置，截面积为0．2ｍ２的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体Ａ封闭在气缸内．温度为300Ｋ时，活塞离气缸底部的高度为0．6ｍ；将气体加热到330Ｋ时，活塞上升了0．05ｍ，不计摩擦力及固体体积的变化，求物体Ａ的体积．5．(2003)某登山爱好者在攀登珠穆朗玛峰的过程中，发现他携带的手表表面玻璃发生了爆裂。这种手表是密封的，出厂时给出的参数为：27℃时表内气体压强为1×105Pa；在内外压强差超过6×104Pa时，手表表面玻璃可能爆裂。已知当时手表处的气温为-13℃，则手表表面玻璃爆裂时表内气体压强的大小为__________Pa；已知外界大气压强随高度变化而变化，高度每上升12m，大气压强降低133Pa。设海平面大气压为1×105Pa，则登山运动员此时的海拔高度约为_________m。6.（2003）如图所示，1、2、3为p-V图中一定量理想气体的三个状态，该理想气体由状态1经过程1-3-2到达状态2，试利用气体实验定律证明：7．(2004)利用扫描隧道显微镜(STM)可以得到物质表面原子排列的图象，从而可以研究物质的构成规律，下面的照片是一些晶体材料表面的STM图象，通过观察、比较，可以看到这些材料都是由原子在空间排列而构成，具有一定的结构特征。则构成这些材料的原子在物质表面排列的共同特点是(1)_____________________________________________________________________；(2)_____________________________________________________________________。8．(2004)如图所示，一端封闭、粗细均匀的薄壁玻璃管开口向下坚直插在装有水银的水银槽内，管内封闭有一定质量的空气，水银槽的截面积上下相同，是玻璃管截面积的5倍。开始时管内空气长度为6cm，管内外水银面高度差为50cm。将玻璃管沿竖直方向缓慢上移(管口末离开槽中水银)，使管内外水银面高度差变成60cm。(大气压相当于75cmHg)，求：(1)此时管内空气柱的长度；(2)水银槽内水银面下降的高度。9．（2005）内壁光滑的导热气缸竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭压强为1.0×105Pa、体积为2.0×10-3m3的理想气体．现在活塞上方缓缓倒上沙子，使封闭气体的体积变为原来的一半，然后将气缸移出水槽，缓慢加热，使气体温度变为127℃．（1）求气缸内气体的最终体积；（2）在p-V图上画出整个过程中气缸内气体的状态变化．（大气压强为1.0×105Pa）p(×105Pa)V(×10-3m3)01.02.03.01.002.03.0h1ABh2h310．(2006)如图所示，竖直放置的弯曲管A端开口，B端封闭，密度为ρ的液体将两段空气封闭在管内，管内液面高度差分别为h1、h2和h3，则B端气体的压强为（已知大气压强为p0）（A）p0－ρg（h1＋h2－h3）．（B）p0－ρg（h1＋h3）．（C）p0－ρg（h1＋h3－h2）．（D）p0－ρg（h1＋h2）．11．(2006)一轻活塞将一定质量的理想气体封闭在水平固定放置的气缸内，开始时气体体积为V0，温度为27℃．在活塞上施加压力，将气体体积压缩到023V，温度升高到57℃．设大气压强p0＝l.0×105Pa，活塞与气缸壁摩擦不计．（1）求此时气体的压强；（2）保持温度不变，缓慢减小施加在活塞上的压力使气体体积恢复到V0，求此时气体的压强．12．（2006）一轻活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，初始时气体体积为3.0×10-3m3．用DIS实验系统测得此时气体的温度和压强分别为300K和1.0×105Pa．推动活塞压缩气体，测得气体的温度和压强分别为320K和1.0×105Pa，活塞与气缸壁摩擦不计．(1）求此时气体的体积；（2）保持温度不变，缓慢改变作用在活塞上的力，使气体压强变为8.0×104Pa，求此时气体的体积．13．(2007)如图所示，一定质量的空气被水银封闭在静置于竖直平面的U型玻璃管内，右管上端开口且足够长，右管内水银面比左管内水银面高h，能使h变大的原因是（A）环境温度升高。（B）大气压强升高。（C）沿管壁向右管内加水银。（D）U型玻璃管自由下落。h14．（2007）如图所示，水平放置的汽缸内壁光滑，活塞厚度不计，在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动，B左面汽缸的容积为V0，A、B之间的容积为0.1V0。开始时活塞在B处，缸内气体的压强为0.9p0（p0为大气压强），温度为297K，现缓慢加热汽缸内气体，直至399.3K。求：（1）活塞刚离开B处时的温度TB；（2）缸内气体最后的压强p；（3）在右图中画出整个过程的p-V图线。15．（2008）体积为V的油滴，滴在平静的水面上，扩展成面积为S的单分子油膜，则该油滴的分子直径约为___________。已知阿伏伽德罗常数为NA，油的摩尔质量为M，则一个油分子的质量为___________。16．（2008）如图所示，两端开口的弯管，左管插入水银槽中，右管有一段高为h的水银柱，中间封有一段空气。则（）（A）弯管左管内外水银面的高度差为h（B）若把弯管向上移动少许，则管内气体体积增大（C）若把弯管向下移动少许，右管内的水银柱沿管壁上升（D）若环境温度升高，右管内的水银柱沿管壁上升17．（2008）汽车行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故，太低又会造成耗油量上升。已知某型号轮胎能在－40C-90C正常工作，为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过3.5atm，最低胎压不低于1.6atm，那么，在t＝20C时给该轮胎充气，充气后的胎压在什么范围内比较合适（设轮胎的体积不变）BAV0p1.2p01.1p0p00.9p00.9V0V01.1V01.2V0Vh18．（2009）气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和，其大小与气体的状态有关，分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的（）（A）温度和体积（B）体积和压强（C）温度和压强（D）压强和温度19．（2009）如图为竖直放置的上细下粗的密闭细管，水银柱将气体分隔成A、B两部分，初始温度相同。使A、B升高相同温度达到稳定后，体积变化量为VA、VB，压强变化量为pA、pB，对液面压力的变化量为FA、FB，则（）（A）水银柱向上移动了一段距离（B）VA＜VB（C）pA＞pB（D）FA＝FB20．（2009）如图，粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口，管内有一段水银柱，右管内气体柱长为39cm，中管内水银面与管口A之间气体柱长为40cm。先将口B封闭，再将左管竖直插入水银槽中，设整个过程温度不变，稳定后右管内水银面比中管内水银面高2cm，求：（1）稳定后右管内的气体压强p；（2）左管A端插入水银槽的深度h。（大气压强p0＝76cmHg）BABA第六单元分子动理论气体的性质答案1．（1）U形管两端均开口，所以两竖直管内水银面高度应相同，即右边竖直管内水银柱高度为20h（厘米）○1右边水平管内水银柱长度为14－0t－2=4（厘米）右边水银柱总长是4+2=6（厘米）○2（2）左边的水银全部进入竖直管内时，两竖直管内水银面高度均为41h（厘米）○3此时，右边水平管内水银柱长度为2厘米，所以空气柱长为1l=14－2=12（厘米）○411100000)()(TlhPTlhp○54208781280273)()(00011001lhPlhPTT（开）○6（3）设温度为4902T开时，空气柱长为2l等压过程2211TITI○714420124901122TlTl（厘米）○8其中有2厘米进入左边竖直管内∴右管内水银面高度为41h（厘米）○9左管内水银上表面高度为6242h（厘米）○10评分标准：全题12分。（1）3分，正确得出结果○2，得3分，仅得出○1式，得1分。（2）5分，正确得出○4式，得2分，仅得出○3式，得1分，正确得出○6式，得3分，仅得出○5式，得2分。（3）4分，正确得出○8式，得2分，仅写出○7式，得1分，得出○9式、○10式，各1分。2．解：（1）开始时，PA0＝2大气压，VA0＝V0/3打开阀门，A室气体等温变化，pA＝l大气压，体积VApA0VA0＝pAVA①②（2）从T0＝300K升到T，体积为V0，压强为PA，等压过程③T1＝400K＜450K，pA1＝pA＝p0，水银柱的高度差为0从T＝450K升高到T2＝540K等容过程，④＝1.2大气压⑤T2＝540K时，水银高度差为15.2cm评分标准：全题12分．第（1）小题4分，第（2）小题8分．其中（1）得出①、②各得2分。（2）得出③式，得3分；结果正确，得三分。得出④、⑤式，各得1分；结果正确，得2分。3．ＡＣ4．设Ａ的体积为Ｖ，Ｔ１＝300Ｋ，Ｔ２＝330Ｋ，Ｓ＝0．2ｍ２，ｈ１＝0．6ｍ，ｈ2＝0．6＋0．05＝0．65ｍ，等压变化(ｈ１Ｓ－Ｖ／Ｔ１)＝(ｈ2Ｓ－Ｖ)／Ｔ2，（ｈ１Ｓ－Ｖ）Ｔ2＝（ｈ2Ｓ－Ｖ）Ｔ１，即Ｖ＝（（ｈ１Ｔ2－ｈ2Ｔ１）／（Ｔ2－Ｔ１））Ｓ＝（（0．6×330－0．65×300）／（330－300））×0．2＝0．02ｍ３．5．8.7×104，6613（数值在6550到6650范围内均可）6.设状态3的温度为T1－3为等压过程(1)3－2为等容过程(2)消去T即得(3)7．在确定方向上原子有规律地排列在不同方向上原子的排列规律一般不同原子排列具有一定对称性等8．（1）玻璃管内的空气作等温变化220110)()(lpgHplpgHp①120102lpgHppgHpl②)(10.006.060755075m③（2）设水银槽内水银面下降x，水银体积不变xSHS21④)(1221HHSSx⑤)(02.0)50.060.0(51m⑥9．（1）在活塞上方倒沙的过程中温度保持不变1100VpVp①由①式解得Pa100.2Pa100.1100.1100.255330101pVVp②在缓慢加热到127℃的过程中压强保持不变2201TVTV③由③式解得33331022m1047.1m100.1273127273VTTV④（2）如图所示评分标准：本题共10分．得出①式得3分，得出②式得1分，得出③式得3分，得出④式得1分；正确画出p—V图得2分（未表明过程方向扣1分）．p(×105Pa)V(×10-3m3)01.02.03.01.002.03.010．B11．（10分）（1）气体从状态I到状态II的变化符合