高考专题---与气体相关的实际问题-高考物理100考点---精校解析 Word版

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1、100考点最新模拟题千题精练14-9第十四部分热学九．与气体相关的实际问题1.（10分）（2018广州一模）某同学制作了一个简易温度计：如图，一根两端开口的玻璃管水平穿过玻璃瓶口处的橡皮塞，玻璃管内有一段长度可忽略的水银柱。当温度为T=280K时，水银柱刚好处在瓶口位置，此时该装置密封气体的体积V=480cm3。已知大气压强为p0=1.0×105Pa，玻璃管内部横截面积为S=0.4cm2，瓶口外玻璃管的长度为L=48cm。(i)求该温度计能测量的最高温度；(ii)假设水银柱从瓶口处缓慢移动到最右端的过程中，密封气体从外界吸收Q=7J热量，问在这

2、一过程中该气体的内能如何变化？变化了多少？【参考答案】(i)291.2K（或18.2℃）；(ii)内能增加5.08J2.(10分)如图所示为火灾报警器的原理图，竖直放置的玻璃试管中装入水银，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发出响声，在27℃时，下端封闭的空气柱长为L1＝20cm，水银柱上表面与导线端点的距离为L2＝10cm，管内水银柱的重量为10N，横截面积为1cm2，大气压强p0＝1.0×105Pa，问：(1)当温度达到多少时报警器会报警？(2)如果温度从27℃升到报警温度的过程中，封闭空气柱从外界吸收的热量为20J，则空气柱的内

3、能增加了多少？【参考答案】(1)177℃　(2)18J3．(10分)如图所示为气压式保温瓶的原理图，整个保温瓶的容积为V，现瓶中装有体积为V的水，瓶中水的温度为T1，管内外液面一样高，瓶中水面离出水口的高度为h，已知水的密度为ρ，大气压强为p0，不计管的体积，重力加速度为g.①若从顶部向下按活塞盖子，假设按压的过程缓慢进行，则瓶内空气压缩量至少为多少，才能将水压出？②若瓶的气密性非常好，则瓶中气体的温度降为T2时，管内外液面高度差为多少？【名师解析】①由于缓慢按压，因此瓶中气体发生的是等温变化开始时瓶子中气体的压强为p0，体积为V，按压至出水时

4、，瓶中气体的压强为p0＋ρgh，气体体积为V－ΔV，则有p0×V＝(p0＋ρgh)(V－ΔV)求得ΔV＝②若瓶的气密性非常好，则瓶中气体的温度降为T2的过程中，气体发生的是等容变化，设温度为T2时，管内外液面的高度差为H，则这时气体的压强为p0－ρgH则有＝求得H＝4．(10分)某同学家新买了一双门电冰箱，冷藏室容积107L，冷冻室容积118L，假设室内空气为理想气体．(绝对零度取－273℃)①若室内空气摩尔体积为22.5×10－3m3/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023mol－1，在家中冰箱不通电的情况下关闭冰箱密封门后，电冰箱的冷

5、藏室和冷冻室内大约共有多少个空气分子？②若室内温度为27℃，大气压强为1×105Pa，关闭冰箱密封门通电工作一段时间后，冷藏室内温度降为6℃，冷冻室内温度降为－9℃，此时冷藏室与冷冻室中空气的压强差为多大？③冰箱工作时把热量从温度较低的冰箱内部传到温度较高的冰箱外部，请分析说明这是否违背热力学第二定律．③不违背热力学第二定律，因为热量不是自发地由低温的冰箱内部向高温的冰箱外部传递的，且冰箱工作过程中要消耗电能．5.（2017全国III卷·33·2）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和。长为，顶端

6、封闭，上端与待测气体连通；下端经橡皮软管与充有水银的容器R连通。开始测量时，与相通；逐渐提升R，直到中水银面与顶端等高，此时水银已进入，且中水银面比顶端低h，如图（b）所示。设测量过程中温度、与相通的待测气体的压强均保持不变，已知和的内径均为d，的容积为，水银的密度为，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。【答案】（i）；（ii）设末状态时研究对象压强为，末状态时由理想气体状态方程有，②由连通器原理有：③联立以上方程可解出：（ii）随着的增加，单调递增，由题意有，当时是该仪器能够测量的最大压强，即，6.

7、（2017全国II卷·33·2）一热气球体积为V，内部充有温度为Ta的热空气，气球外冷空气的温度为Tb。已知空气在1个大气压、温度为T0时的密度为ρ0，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m0，求充气后它还能托起的最大质量。【参考答案】（i）（ii）（iii）气球所受的浮力为：⑤联立④⑤解得：⑥(ⅱ)气球内热空气所受的重力⑦联立④⑦解得⑧(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：mg=f-G-m0g⑨联立⑥⑧

8、⑨可得：7．(10分)用传统的打气筒给自行车打气时，不好判断是否已经打足了气．某研究性学习小组的同学经过思考，解决了这一问题．他们在传统打气筒基础上进