2022届高考备考物理二轮专题练习——气体状态方程

这是一份2022届高考备考物理二轮专题练习——气体状态方程，共7页。试卷主要包含了如图，粗细均匀的弯曲玻璃管A，如图所示，两端开口等内容，欢迎下载使用。
气体状态方程例1、如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再由B变化到C．已知状态A的温度为300K．①求气体在状态B的温度；②由状态B变化到状态C的过程中，气体是吸热还是放热？简要说明理由．   变式题1、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。      例2、如图13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1 atm、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保持存原位置不动。不计活塞与器壁间的摩擦，周围大气压强为l atm==105Pa当推力 时，求：①活塞N向右移动的距离是多少cm?②B气缸中的气体升温到多少℃?      变式题2、如图16中A、B气缸的长度和截面积均为30 cm和20 cm2，C是气缸内可无摩擦滑动体积不计的活塞，D为阀门。整个装置均由导热材料制成。起初阀门关闭，A内有压强pA=2．0×105Pa的氮气，B内有压强pB=1．0×105Pa的氧气。阀门打开后，活塞C向右移动，最后达到平衡。（假定氧气和氮气均为理想气体，环境温度不变，连接气缸的管道体积可忽略）求：    ①活塞C移动的距离及平衡后B中气体的压强；②简要说明活塞C移动过程中A中气体足吸热还是放热。     变式题3、内壁光滑的导热气缸开口向上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着体积为2．73×10-3m3的理想气体，活塞面积为2．00×10-4m2。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。然后将气缸移出水槽，缓慢加热，使气体体积重新变为2．73×10-3m3（大气压强P0=1.00×105Pa，g=10 m／s2）求： ①所加沙子的质量； ②气缸内气体最终的温度。     例3、如图，一根上端开口、下端封闭的细长均匀玻璃管竖直放置，管长1m，内有一不漏气的活塞，用力抵住活塞，保持系统静止．此时玻璃管的下部封有长l1＝20cm，压强P1＝120cmHg的空气柱，中间有一段长h＝15cm的水银柱，上部空气柱的长度l2＝17cm．现缓慢向上移动活塞使水银柱上升4cm，求活塞向上移动的距离．       变式题4、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）     变式题5、如图所示，两端开口、粗细均匀的足够长玻璃管插在大水银槽中，管的上部有一定长度的水银，两段空气柱被封闭在左右两侧的竖直管中．开启上部连通左右水银的阀门A，当温度为300 K平衡时水银的位置如图，其中左侧空气柱长度L1=50cm，左侧空气柱底部的水银面与水银槽液面高度差为h2=5cm，左右两侧顶部的水银面的高度差为h1=5cm，大气压为75 cmHg。求：    ①右管内气柱的长度L2，    ②关闭阀门A，当温度升至405 K时，左侧竖直管内气柱的长度L3．     例4、如图所示，放置在水平地面上一个高为40cm、质量为35kg的金属容器内密闭一些空气，容器侧壁正中央有一阀门，阀门细管直径不计．活塞质量为10kg，横截面积为60cm2．现打开阀门，让活塞下降直至静止．不计摩擦，不考虑气体温度的变化，大气压强为1.0×105Pa ．活塞经过细管时加速度恰为g．求：（1）活塞静止时距容器底部的高度；（2）活塞静止后关闭阀门，对活塞施加竖直向上的拉力，是否能将金属容器缓缓提离地面？（通过计算说明）       变式题6、高空试验火箭起飞前，仪器舱内气体的压强P0 ＝1atm，温度t＝27℃．在火箭竖直上升的过程中，加速度的大小等于重力加速度g，仪器舱内水银气压计的读数为p＝0.6P0 ，已知仪器舱是密封的，那么，该过程中舱里的温度是多少？      例5、一位消防员在火灾现场的房屋内发现一个容积为V0的废弃的氧气罐(视为容积不变)、经检测，内部封闭气体压强为1.2P0，为了消除安全隐患，消防队员拟用下面两种处理方案：①冷却法：经科学冷却，使罐内气体变成27 ℃、一个标准大气压P0，求气体温度降低了多少摄氏度？②放气法：保持罐内气体温度不变，缓慢地放出一部分气体，使气体压强回落到P0，求氧气罐内剩余气体的质量与原来总质量的比值。      例6、图中系统由左右连个侧壁绝热、底部、截面均为S的容器组成。左容器足够高，上端敞开，右容器上端由导热材料封闭。两个容器的下端由可忽略容积的细管连通。容器内两个绝热的活塞A、B下方封有氮气，B上方封有氢气。大气的压强p0，温度为T0=273K，连个活塞因自身重量对下方气体产生的附加压强均为0.1 p0。系统平衡时，各气体柱的高度如图所示。现将系统的底部浸入恒温热水槽中，再次平衡时A上升了一定的高度。用外力将A缓慢推回第一次平衡时的位置并固定，第三次达到平衡后，氢气柱高度为0.8h。氮气和氢气均可视为理想气体。求（i）第二次平衡时氮气的体积；（ii）水的温度。      变式题7、如图所示，两个可导热的气缸竖直放置，它们的底部都由一细管连通（忽略细管的容积）。两气缸各有一个活塞，质量分别为m1和m2，活塞与气缸无摩擦。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）⑴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（假定环境温度始终保持为T0）。⑵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了热量？（假定在气体状态变化过程中，两物块均不会碰到气缸顶部）。