2021届高考物理最新模拟100考点1.15 关联气体的计算问题（提高篇）（解析版）.doc

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1、2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练（选修3-3、3-4）第一部分热学（选修3-3）专题1.15关联气体的计算问题（提高篇）1(10分)（2019广东广州天河区二模）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104cm3、压强均为10P5a、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105Pa，当推力F=×103N时，求：①活塞N向右移动的距离是多少?②B气

2、缸中的气体升温到多少?【名师解析】（10分）解：①当活塞N停下后，A中气体压强（1分）对A中气体：由玻意耳定律有（3分）得活塞N运动前后A的长度分别为（1分）故活塞N移动的距离（1分）②对B中气体：（1分）由查理定律（2分）t=127℃（1分）2.（2019南昌模拟）两个底面积均为S的圆柱形导热容器直立放置，下端由细管连通。左容器上端敞开，右容器上端封闭。容器内气缸中各有一个质量不同，厚度可忽略活塞活塞A、B下方和B上方均封有同种理想气体。已知容器内气体温度始终不变，重力加速度大小为g，外界大气压强为p0，活塞A的质量为m，系统平衡时，各气体柱的高度如图所示(h已知)，现假设活塞B发生缓慢漏

3、气，致使B最终与容器底面接触，此时活塞A下降了0.2h。求：①未漏气时活塞B下方气体的压强；②活塞B的质量。【命题意图】本题考查平衡条件、玻意耳定律及其相关知识点。【解题思路】（2）（i）设平衡时，在A与B之间的气体压强分别为p1，由力的平衡条件有①（2分）解得：（2分）（ii）设平衡时，B上方的气体压强为p2，则②（1分）漏气发生后，设整个封闭气体体积为，压强为，由力的平衡条件有③（1分）④（1分）由玻意耳定律得⑤（2分）解得：3.（2019安徽芜湖期末）如图所示，横截面积为10cm2的圆柱形气缸内有a、b两个质量忽略不计的活塞，两个活塞把气缸内的气体分为A、B两部分，A部分和B部分气柱的

4、长度都为15cm。活塞a可以导热，气缸和活塞b是绝热的。与活塞b相连的轻弹簧劲度系数为100N/m。初始状态A、B两部分气体的温度均为27℃，活塞a刚好与气缸口平齐，弹簧为原长。若在活塞a上放上一个5kg的重物，则活塞a下降一段距离后静止。然后通过B内的电热丝（图中未画出）对B部分气体进行缓慢加热，使活塞a上升到与气缸口再次平齐的位置，则此时B部分气体的温度为多少？（已知外界大气压强为p0＝1×105Pa，重力加速度大小g＝10m/s2，不计活塞与气缸间的摩擦，不计弹簧及电热丝的体积）【名师解析】对于A部分气体，初态PA＝1×105Pa，VA＝l1S末态根据玻意耳定律PAVA＝P′AV′A解

5、得l′1＝10cm若使活塞A返回原处，B部分气体末状态时气柱长为l′2＝20cm，此时弹簧要伸长5cm对活塞B有P′AS+k·Δl＝P′BS解得P′B＝1.55×105Pa，V′B＝l2S根据理想气体状态方程解得T′B＝620K4.（2019冲刺模拟）(2)(10分)如图所示，两个可导热的汽缸竖直放置，它们的底部由一细管连通(忽略细管的容积)。两汽缸各有一活塞，质量分别为m1和m2，活塞与汽缸壁无摩擦。活塞的下方为理想气体，上方为真空。当气体处于平衡状态时，两活塞位于同一高度h。(已知m1＝3m，m2＝2m)(i)在两活塞上同时各放一质量为m的物块，求气体再次达到平衡后两活塞的高度差(假设环

6、境的温度始终保持为T0)。(ii)在达到上一问的终态后，环境温度由T0缓慢上升到T，试问在这个过程中，气体对活塞做了多少功？气体是吸收还是放出热量？(假定在气体状态变化过程中，两物块均不会碰到汽缸顶部)【名师解析】(1)设左、右活塞的横截面积分别为S′和S，由于气体处于平衡状态，故两活塞对气体的压强相等，即：由此得在两个活塞上各加一质量为m的物块后，因，所以右活塞降至汽缸底部，所有气体都在左汽缸中在初态，气体的压强为，体积为在末态，气体的压强为，体积为(hʹ为左活塞的高度)[来源:Z_xx_k.Com]由玻意耳定律得：由上式解得即两活塞的高度差为。(2)当温度由T0上升至T时，气体的压强始终

7、为。设h′ʹ是温度达到T时左活塞的高度，由盖—吕萨克定律得气体对活塞做的功在此过程中气体吸收热量。5．(2016上海四区模拟)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14cm，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76cmHg的压强。（1）当空气柱温度为T1=273K，长为l1=8cm时，BC管内左边水银柱长2cm，AB管内水银柱长也是2cm，则右边水银柱总长是