第1章 分子动理气体实验定律
第5节 气体实验定律
专题强化练2 气体实验定律综合应
非选择题
1(2020山东实验中学高三模拟)图示水放置薄壁圆柱形容器壁光滑长L底面直径D右端中心处开圆孔定质量理想气体活塞封闭容器器壁导热良活塞容器壁滑动活塞质量厚度均计开始时气体温度300 K活塞容器底部相距23L现气体缓慢加热已知外界气压强p0求温度600 K时气体压强
2(2020安徽十校联盟高三线联合检测)图示粗细均匀U形玻璃左侧开口右侧口封闭水银封闭段气体右中封闭气柱高h18 cm左右液面高度差Δh4 cm右中水银柱长度4 cm气压等76 cmHg环境温度27 ℃
(1)封闭气体缓慢加热左中水银液面右端齐求气体应升高温度
(2)左中缓慢倒入水银右中气柱高度变h37 cm求倒入水银柱长度(分数表示)
3(2021福建厦门集美中学高二期中)竖直面径处处等直角形细玻璃A端封闭C端开口AB段处水状态AB段玻璃BC段玻璃长度均25 cm竖直BC灌满水银气体封闭水时封闭气体长度19 cm部分尺寸图示时气体温度T1300 K外界气压强p075 cmHg现缓慢加热封闭气体AB段水银恰排空求
(1)时气体温度T2
(2)气体温度缓慢降初始温度T1A端封闭气体长度L3长
4(2020山西运城高三4月模)图示U形玻璃细竖直放置水细U形玻璃细底部相连通部分细径相U形左端封长20 cm理想气体B右端开口气相通时U形玻璃左右两侧水银面恰相水银面距U形玻璃底部25 cm水细活塞封长10 cm理想气体A已知外界气压强75 cmHg忽略环境温度变化现活塞缓慢左拉B气柱长度25 cm求
(1)左右中水银面高度差
(2)理想气体A气柱长度少
5(2020山东青岛高三模拟)图示两质量均m横截面积均S密闭活塞开口竖直悬挂导热气缸理想气体分成ⅠⅡ两部分活塞A方悬挂重物整装置处静止状态时ⅠⅡ两部分气体高度均l0已知环境温度气压强p0均保持变满足5mgp0Sg重力加速度计切摩擦取走物体两活塞重新恢复衡活塞A升高度76l0求悬挂重物质量
6(2021安徽安庆高三期末)图某气压式喷壶容积2 L壶气压外界气压少高05×105 Pa壶水呈雾状喷出现壶注入15 L水拧紧壶盖壶气次体积50 mL压强外界气压相空气进壶外界气压强p010×105 Pa环境温度27 ℃壶出水细气体积计忽略壶水蒸发
(1)忽略气程中壶气温变化水呈雾状喷出求少需气次数
(2)某次气壶气压20×105 Pa阳光射壶气温升高15 ℃求时壶气压
7(2020河北衡水中学高三五调)图示T形活塞绝热气缸气体分隔成AB两部分活塞左右两侧横截面积分S1S2活塞气缸两端距离均L气缸abc三孔气连通现ab两孔细(容积计)连接已知气压强p0环境温度T0活塞缸壁间摩擦
(1)钉子活塞固定然缸气体缓慢加热T1求时缸气体压强
(2)气体温度T0拔掉钉子然改变缸气体温度发现活塞右缓慢移动ΔL距离(活塞移动程中会孔)气体温度升高降低变化少
答案全解全析
第1章 分子动理气体实验定律
第5节 气体实验定律
专题强化练2 气体实验定律综合应
非选择题
1答案 4p03
解析 初始时V02LS3T0300 K活塞移动时气体做等压变化活塞刚达右端时V1LS
盖—吕萨克定律知V0T0V1T1
解T1450 K
活塞滑右端气体做等容变化初状态T1450 Kp1p0末状态T2600 Kp2
查理定律p1T1p2T2
解p24p03
2答案 (1)195 K (2)947 cm
解析 (1)开始时封闭气体压强p1p0+4 cmHg80 cmHg
设封闭气体加热温度T2时左中水银液面右端齐时右中气柱高h212 cm时封闭气体压强p2p0+12 cmHg88 cmHg
设玻璃横截面积S根理想气体状态方程p1h1ST1p2h2ST2
解T2495 K
气体温度升高ΔTT2T1195 K
(2)设倒入水银柱长L cm封闭气体压强p3p0+(2+L) cmHg(78+L) cmHg
气体发生等温变化p1h1Sp3h3S
解L947 cm
倒入水银柱长947 cm
3答案 (1)3947 K (2)20 cm
解析 (1)cmHg压强单位设玻璃横截面积SAB段水银排空程中气体压强变
L119 cmL225 cmT1300 K
盖—吕萨克定律知SL1T1SL2T2
解T23947 K
(2)温度降初始温度时开始时状态相做等温变化设时BC中水银柱长L3A端封闭气体压强
p3(75+L3) cmHg
开始时气体压强p1(75+25) cmHg100 cmHg
玻意耳定律p3SL3p1SL1
代入数求L320 cm
4答案 (1)15 cm (2)125 cm
解析 (1)设玻璃横截面积S活塞缓慢左移动程中气体B做等温变化
初态压强pB175 cmHg体积VB120 cm×S
末态压强pB2体积VB225 cm×S
根玻意耳定律pB1VB1pB2VB2
解pB260 cmHg
左右中水银面高度差Δh(7560)cm15 cm
(2)活塞缓慢左拉程中气体A做等温变化
初态压强pA1(75+25)cmHg100 cmHg体积VA110 cm×S
末态压强pA2(75+5)cmHg80 cmHg体积VA2LA2S
根玻意耳定律pA1VA1pA2VA2
解理想气体A气柱长度LA2125 cm
5答案 2m
解析 设重物质量m＇气体Ⅰ分析初状态压强
p1p0(m+m＇)gS
末状态压强p1＇p0mgS45p0
玻意耳定律p1l0Sp1＇l1S
气体Ⅱ分析初状态p2p1mgS
末状态p2＇p1＇mgS35p0
玻意耳定律p2l0Sp2＇l2S
A活塞升高度Δl(l0l1)+(l0l2)76l0
联立解m＇2m
6答案 (1)5 (2)21×105 Pa
解析 (1)初始时壶气体体积
V20 L15 L05 L
水呈雾状喷出壶气压需达
p15×105 Pa
次气气体体积ΔV005 L设气次数n玻意耳定律
p0(V+nΔV)pV
代入数n5少需气5次
(2)初始时壶温度T1300 K气体压强p120×105 Pa阳光射壶温度升高T2315 K时壶气体压强设p2查理定律p1T1p2T2
代入数p221×105 Pa
7答案 (1)p0T1T0 (2)升高 (S1S2)ΔLT0(S1+S2)L
解析 (1)AB气体相通初状态压强p0钉子活塞固定气体体积变查理定律知p0T0p1T1
解p1p0T1T0
(2)设AB中气体压强p温度改变前活塞受力分析pS1pS2+p0(S1S2)AB中气体压强外界气压相等时活塞受力衡温度改变活塞受力衡活塞右移动移动ΔL活塞停止时活塞受力衡AB中气体压强等p0AB中气体做等压变化活塞右移动气体体积增气体压强变VTC(常量)知气体温度升高
(S1+S2)LT0S2(LΔL)+S1(L+ΔL)T
解TT0+(S1S2)ΔL(S1+S2)LT0
温度变化ΔT(S1S2)ΔLT0(S1+S2)L
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第5节 气体实验定律
专题强化练2 气体实验定律综合应
非选择题
1(2020山东实验中学高三模拟)图示水放置薄壁圆柱形容器壁光滑长L底面直径D右端中心处开圆孔定质量理想气体活塞封闭容器器壁导热良活塞容器壁滑动活塞质量厚度均计开始时气体温度300 K活塞容器底部相距23L现气体缓慢加热已知外界气压强p0求温度600 K时气体压强
2(2020安徽十校联盟高三线联合检测)图示粗细均匀U形玻璃左侧开口右侧口封闭水银封闭段气体右中封闭气柱高h18 cm左右液面高度差Δh4 cm右中水银柱长度4 cm气压等76 cmHg环境温度27 ℃
(1)封闭气体缓慢加热左中水银液面右端齐求气体应升高温度
(2)左中缓慢倒入水银右中气柱高度变h37 cm求倒入水银柱长度(分数表示)
3(2021福建厦门集美中学高二期中)竖直面径处处等直角形细玻璃A端封闭C端开口AB段处水状态AB段玻璃BC段玻璃长度均25 cm竖直BC灌满水银气体封闭水时封闭气体长度19 cm部分尺寸图示时气体温度T1300 K外界气压强p075 cmHg现缓慢加热封闭气体AB段水银恰排空求
(1)时气体温度T2
(2)气体温度缓慢降初始温度T1A端封闭气体长度L3长
4(2020山西运城高三4月模)图示U形玻璃细竖直放置水细U形玻璃细底部相连通部分细径相U形左端封长20 cm理想气体B右端开口气相通时U形玻璃左右两侧水银面恰相水银面距U形玻璃底部25 cm水细活塞封长10 cm理想气体A已知外界气压强75 cmHg忽略环境温度变化现活塞缓慢左拉B气柱长度25 cm求
(1)左右中水银面高度差
(2)理想气体A气柱长度少
5(2020山东青岛高三模拟)图示两质量均m横截面积均S密闭活塞开口竖直悬挂导热气缸理想气体分成ⅠⅡ两部分活塞A方悬挂重物整装置处静止状态时ⅠⅡ两部分气体高度均l0已知环境温度气压强p0均保持变满足5mgp0Sg重力加速度计切摩擦取走物体两活塞重新恢复衡活塞A升高度76l0求悬挂重物质量
6(2021安徽安庆高三期末)图某气压式喷壶容积2 L壶气压外界气压少高05×105 Pa壶水呈雾状喷出现壶注入15 L水拧紧壶盖壶气次体积50 mL压强外界气压相空气进壶外界气压强p010×105 Pa环境温度27 ℃壶出水细气体积计忽略壶水蒸发
(1)忽略气程中壶气温变化水呈雾状喷出求少需气次数
(2)某次气壶气压20×105 Pa阳光射壶气温升高15 ℃求时壶气压
7(2020河北衡水中学高三五调)图示T形活塞绝热气缸气体分隔成AB两部分活塞左右两侧横截面积分S1S2活塞气缸两端距离均L气缸abc三孔气连通现ab两孔细(容积计)连接已知气压强p0环境温度T0活塞缸壁间摩擦
(1)钉子活塞固定然缸气体缓慢加热T1求时缸气体压强
(2)气体温度T0拔掉钉子然改变缸气体温度发现活塞右缓慢移动ΔL距离(活塞移动程中会孔)气体温度升高降低变化少
答案全解全析
第1章 分子动理气体实验定律
第5节 气体实验定律
专题强化练2 气体实验定律综合应
非选择题
1答案 4p03
解析 初始时V02LS3T0300 K活塞移动时气体做等压变化活塞刚达右端时V1LS
盖—吕萨克定律知V0T0V1T1
解T1450 K
活塞滑右端气体做等容变化初状态T1450 Kp1p0末状态T2600 Kp2
查理定律p1T1p2T2
解p24p03
2答案 (1)195 K (2)947 cm
解析 (1)开始时封闭气体压强p1p0+4 cmHg80 cmHg
设封闭气体加热温度T2时左中水银液面右端齐时右中气柱高h212 cm时封闭气体压强p2p0+12 cmHg88 cmHg
设玻璃横截面积S根理想气体状态方程p1h1ST1p2h2ST2
解T2495 K
气体温度升高ΔTT2T1195 K
(2)设倒入水银柱长L cm封闭气体压强p3p0+(2+L) cmHg(78+L) cmHg
气体发生等温变化p1h1Sp3h3S
解L947 cm
倒入水银柱长947 cm
3答案 (1)3947 K (2)20 cm
解析 (1)cmHg压强单位设玻璃横截面积SAB段水银排空程中气体压强变
L119 cmL225 cmT1300 K
盖—吕萨克定律知SL1T1SL2T2
解T23947 K
(2)温度降初始温度时开始时状态相做等温变化设时BC中水银柱长L3A端封闭气体压强
p3(75+L3) cmHg
开始时气体压强p1(75+25) cmHg100 cmHg
玻意耳定律p3SL3p1SL1
代入数求L320 cm
4答案 (1)15 cm (2)125 cm
解析 (1)设玻璃横截面积S活塞缓慢左移动程中气体B做等温变化
初态压强pB175 cmHg体积VB120 cm×S
末态压强pB2体积VB225 cm×S
根玻意耳定律pB1VB1pB2VB2
解pB260 cmHg
左右中水银面高度差Δh(7560)cm15 cm
(2)活塞缓慢左拉程中气体A做等温变化
初态压强pA1(75+25)cmHg100 cmHg体积VA110 cm×S
末态压强pA2(75+5)cmHg80 cmHg体积VA2LA2S
根玻意耳定律pA1VA1pA2VA2
解理想气体A气柱长度LA2125 cm
5答案 2m
解析 设重物质量m＇气体Ⅰ分析初状态压强
p1p0(m+m＇)gS
末状态压强p1＇p0mgS45p0
玻意耳定律p1l0Sp1＇l1S
气体Ⅱ分析初状态p2p1mgS
末状态p2＇p1＇mgS35p0
玻意耳定律p2l0Sp2＇l2S
A活塞升高度Δl(l0l1)+(l0l2)76l0
联立解m＇2m
6答案 (1)5 (2)21×105 Pa
解析 (1)初始时壶气体体积
V20 L15 L05 L
水呈雾状喷出壶气压需达
p15×105 Pa
次气气体体积ΔV005 L设气次数n玻意耳定律
p0(V+nΔV)pV
代入数n5少需气5次
(2)初始时壶温度T1300 K气体压强p120×105 Pa阳光射壶温度升高T2315 K时壶气体压强设p2查理定律p1T1p2T2
代入数p221×105 Pa
7答案 (1)p0T1T0 (2)升高 (S1S2)ΔLT0(S1+S2)L
解析 (1)AB气体相通初状态压强p0钉子活塞固定气体体积变查理定律知p0T0p1T1
解p1p0T1T0
(2)设AB中气体压强p温度改变前活塞受力分析pS1pS2+p0(S1S2)AB中气体压强外界气压相等时活塞受力衡温度改变活塞受力衡活塞右移动移动ΔL活塞停止时活塞受力衡AB中气体压强等p0AB中气体做等压变化活塞右移动气体体积增气体压强变VTC(常量)知气体温度升高
(S1+S2)LT0S2(LΔL)+S1(L+ΔL)T
解TT0+(S1S2)ΔL(S1+S2)LT0
温度变化ΔT(S1S2)ΔLT0(S1+S2)L
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