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2018届高考物理（气体计算专题训练）1．【体验高考·2017年全国Ⅲ卷】（1）（5分）如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到状态a。下列说法正确的是_______________（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）。A．在过程ab中气体的内能增加B．在过程ca中外界对气体做功C．在过程ab中气体对外界做功D．在过程bc中气体从外界吸收热量E．在过程ca中气体从外界吸收热量（2）（10分）一种测量稀薄气体压强的仪器如图（a）所示，玻璃泡M的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管K1和K2。K1长为l，顶端封闭，K2上端与待测气体连通；M下端经橡皮软管与充有水银的容器R连通。开始测量时，M与K2相通；逐渐提升R，直到K2中水银面与K1顶端等高，此时水银已进入K1，且K1中水银面比顶端低h，如图（b）所示。设测量过程中温度、与K2相通的待测气体的压强均保持不变。已知K1和K2的内径均为d，M的容积为V0，水银的密度为ρ，重力加速度大小为g。求：（i）待测气体的压强；（ii）该仪器能够测量的最大压强。2．【体验高考·2017年全国Ⅰ卷】（10分）如图，容积均为V的汽缸A、B下端有细管（容积可忽略）连通，阀门K2位于细管的中部，A、B的顶部各有一阀门K1、K3，B中有一可自由滑动的活塞（质量、体积均可忽略）。初始时，三个阀门均打开，活塞在B的底部；关闭K2、K3，通过K1给汽缸充气，使A中气体的压强达到大气压0p的3倍后关闭K1。已知室温为27℃，汽缸导热。（i）打开K2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强；（ii）接着打开K3，求稳定时活塞的位置；（iii）再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20℃，求此时活塞下方气体的压强。3．【体验高考·2017年全国Ⅱ卷】（10分）（2）一热气球体积为V，内部充有温度为aT的热空气，气球外冷空气的温度为bT.已知空气在1个大气压、温度为0T时的密度为0,该气球内、外的气压始终都为1个大气压，重力加速度大小为g.（i）求该热气球所受浮力的大小；（ii）求该热气球内空气所受的重力；（iii）设充气前热气球的质量为0m，求充气后它还能托起的最大质量．1．小方同学在做托里拆利实验时，由于操作不慎，玻璃管漏进了一些空气。当大气压强为76cmHg时，管内外水银面高度差为60cm，管内被封闭的空气柱长度是30cm，如图所示．问：①此时管内空气的压强是多少cmHg；②现保持下端水银槽不动，将玻璃管向下插入10cm，则此时的空气柱长度是多少．（设此时玻璃管还未触到水银槽底，不考虑水银槽液面的变化，且整个过程温度不变）2．如图所示，有一光滑的导热性能良好的活塞C将容器分成A、B两室，A室体积为V0，B室的体积是A室的两倍，A、B两室分别放有一定质量的理想气体．A室上连有一U形管（U形管内气体的体积忽略不计），当两边水银柱高度为19cm时，两室气体的温度均为1300KT．若气体的温度缓慢变化，当U形管两边水银柱等高时，（外界大气压等于76cmHg）求：①此时气体的温度为多少？(*)②在这个过程中B气体的内能如何变化？从外界吸热还是放热？（不需说明理由）3．如图所示，一气缸内由光滑的活塞封闭着一定量的气体，平放在水平面上。已知活塞的质量为m，活塞的横截面积为S，大气压强为0P，重力加速度g，整个装置静止时，活塞距气缸底部的距离为h，假设气缸壁的导热性能很好，环境的温度保持不变。①若用外力向右拉气缸，让整个装置向右做加速度为a的匀加速直线运动，当活塞和气缸达到相对静止时，求此时密闭气体的压强1p.②若将整个装置缓慢地逆时针旋转90，让整个装置静止在地面上，稳定后，求活塞相对气缸移动的距离d。4．如图所示，薄壁光滑导热良好的气缸放在光滑水平面上，当环境温度为10℃时，用横截面积为221010m﹣．的活塞封闭体积为332010m﹣．的理想气体，活塞另一端固定在墙上．外界大气压强为51010Pa．．①当环境温度为37℃时，气缸自由移动了多少距离？②如果环境温度保持在37℃，对气缸作用水平力，使缸内气体体积缓慢地恢复到原来数值，这时气缸受到的水平作用力多大？5．一个水平放置的汽缸，由两个截面积不同的圆筒连接而成。活塞A、B用一长为4L的刚性细杆连接，05mL．，可以在筒内无摩擦地左右滑动。A、B的截面积分别为2240cm20cmABSS，，A、B之间封闭着一定质量的理想气体，两活塞外侧（A的左方和B的右方）是压强为501010Pap．的大气。当汽缸内气体温度为T1＝525K时两活塞静止于如图所示的位置。①求此时气体的压强?②现使汽缸内气体的温度缓慢下降，当温度降为多少时活塞A恰好移到两圆筒连接处？6．在固定的气缸A和B中分别用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞面积之比:1:3ABSS，两活塞以穿过B底部的刚性细杆相连，可沿水平方向无摩擦滑动，两个气缸都不漏气。初始时活塞处于平衡状态，A、B中气体的体积均为V0，A、B中气体温度均为T0＝300K，A中气体压强016App．，0p是气缸外的大气压强。①求初始时B中气体的压强Bp；②现对A中气体加热，使其中气体的压强升到025App．，同时保持B中气体的温度不变，求活塞重新达到平衡状态时A中气体的温度AT。7．如图所示，A气缸截面积为500cm2，A、B两个气缸中装有体积均为10L、压强均为1atm、温度均为27℃的理想气体，中间用细管连接。细管中有一绝热活塞M，细管容积不计．现给左面的活塞N施加一个推力，使其缓慢向右移动，同时给B中气体加热，使此过程中A气缸中的气体温度保持不变，活塞M保持在原位置不动。不计活塞与器壁间的摩擦，周围大气压强为5110atmPa，当推力35103FN时，求：①活塞N向右移动的距离是多少厘米?②B气缸中的气体升温到多少摄氏度?8．如图所示，玻璃管A上端封闭，B上端开口且足够长，两管下端用橡皮管连接起来，A管上端被一段水银柱封闭了一段长为6cm的气体，外界大气压为75cmHg，左右两水银面高度差为5cm，温度为127t℃．①保持温度不变，上下移动B管，使A管中气体长度变为5cm，稳定后的压强为多少？②稳定后保持B不动，为了让A管中气体体积回复到6cm，则温度应变为多少？9．如图，一粗细均匀的U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上侧与大气相通，下端开口处开关K关闭，A侧空气柱的长度为100cml．，B侧水银面比A侧的高30cmh．，现将开关K打开，从U形管中放出部分水银，当两侧的高度差为110.0cmh时，将开关K关闭，已知大气压强0750cmHgP．。①求放出部分水银后A侧空气柱的长度②此后再向B侧注入水银，使A、B两侧的水银达到同一高度，求注入水银在管内的长度10．某氧气瓶的容积30LV，在使用过程中，氧气瓶中的压强由1100atmP下降到250atmP，且温度始终保持0℃。已知在标准状况1mol气体的体积224L．。求：使用掉的氧气分子数为多少？（阿伏加德罗常数为23-16010molAN．，结果保留两位有效数字）11．如图所示，可沿气缸壁自由活动的活塞将密封的圆筒形气缸分隔成A、B两部分，活塞与气缸顶部有一弹簧相连，当活塞位于气缸底部时弹簧恰好无形变，开始时B内充有一定质量的气体，A内真空，B部分高度为10.2mL，此时活塞受到的弹簧作用力与重力的大小相等，现将整个装置倒置，达到新的平衡后B部分的高度2L等于多少？设温度不变。12．如图所示，透热的气缸内封有一定质量的理想气体，缸体质量200kgM，活塞质量10kgm，活塞面积2100cmS，活塞与气缸壁无摩擦且不漏气，此时，缸内气体的温度为27℃，活塞位于气缸正中，整个装置都静止，已知大气压恒为50110pap，重力加速度为2s10m/g，273KTt，求：①缸内气体的压强1p；②缸内气体的温度升高到多少摄氏度时，活塞恰好会静止在气缸缸口AB处？13．如图所示，长为31cm、内径均匀的细玻璃管开口向上竖直放置，管内水银柱的上端正好与管口齐平，封闭气体的长为10cm，外界大气压强不变．若把玻璃管在竖直平面内缓慢转至开口竖直向下，这时留在管内的水银柱长为15cm，然后再缓慢转回到开口竖直向上，求：①大气压强0p的值；②玻璃管重新回到开口竖直向上时空气柱的长度．14．在室温恒定的实验室内放置着如图所示的粗细均匀的L形管，管的两端封闭且管内充有水银，管的上端和左端分别封闭着长度均为015cmL的A、B两部分气体，竖直管内水银高度为20cmH，A部分气体的压强恰好等于大气压强。保持A部分气体温度不变，对B部分气体进行加热，到某一温度时，水银柱上升5cmh，已知大气压强为76cmHg，室温为300K，试求：①水银柱升高h时，A部分气体的压强；②水银柱升高h时，B部分气体的温度。（计算结果保留一位小数）参考答案【全国Ⅲ卷】（1）ABD（2）（i）22204()xgdhPVdlh；（ii）2204MgdlPV【解析】（i）水银面上升至M的下端使玻璃泡中的气体恰好被封住，设此时被封闭的气体的体积为V，压强等于待测气体的压强p。提升R，直到K2中水银面与K1顶端等高时，K1中的水银面比顶端低h；设此时封闭气体的压强为p1，体积为V1，则204dlVV①214dhV②由力平衡条件得1ppgh③整个过程为等温过程，由玻意耳定律得11pVpV④联立①②③④式得22204()gdhpVdlh⑤（ii）由题意知hl⑥联立⑤⑥式有2204gdlpV⑦该仪器能够测量的最大压强22max04gdlpV⑧【全国Ⅱ卷】【答案】（i）00bgVTT（ii）00agVTT（iii）00000baVTVTmTT【解析】（i）设1个大气压下质量为m的空气在温度T0时的体积为V0，密度为00mV①温度为T时的体积为VT，密度为：()TmTV②由盖吕萨克定律可得：00TVVTT③联立①②③解得：00()TTT④气球所受的浮力为：()bfTgV⑤联立④⑤解得：00bgVTfT⑥(ⅱ)气球内热空气所受的重力()aGTVg⑦联立④⑦解得00aTGVgT⑧(ⅲ)设该气球还能托起的最大质量为m，由力的平衡条件可知：0mgfGmg⑨联立⑥⑧⑨可得：00000baVTVTmmTT【全国Ⅰ卷】【解析】（i）设打开K2后，稳定时活塞上方气体的压强为1p，体积为1V。依题意，被活塞分开的两部分气体都经历等温过程。由玻意耳定律得011pVpV①，01(3)(2)pVpVV②，联立①②式得12VV③，102pp④。（ii）打开K3后，由④式知，活塞必定上升。设在活塞下方气体与A中气体的体积之和为2V（22VV）时，活塞下气体压强为2p由玻意耳定律得022(3)pVpV⑤由⑤式得2023VppV⑥，由⑥式知，打开K3后活塞上升直到B的顶部为止；此时p2为2032pp（iii）设加热后活塞下方气体的压强为3p，气体温度从1300TK升高到2320TK的等容过程中，由查理定律得3212ppTT⑦将有关数据代入⑦式得301.6pp⑧1．①16cmHg②24cm．【解析】试题分析：①此时管内空气的压强为：17660cmHg16cmHgP．②温度不变，管内气体发生等温变化．设此时的空气柱长度是xcm．由玻意尔定律有：1122PVPV，得：[]76801630xxSS，解得：24xcm考点：考查理想气体的状态方程．【名师点睛】会确定初末状态的参量，分析管内外压强之差是解题的关键．再运用玻意耳定律进行求解．2．①240KT②内能减少；外界对气体不做功，气体对外界放热．【解析】试题分析：①由题意知，气体的状态参量为：初状态对A气体：0AVV，1300ATTK，095cmHgApp