12期）2020年全國(guó)大市名校高三期末一模物理試題全解全析匯編12期）里想氣體1、（2020?河北省衡水金卷高三上學(xué)期期末） 如圖所示，開口向上的氣缸 C靜置于水平桌面上，用一橫截面積S=50cm2的輕質(zhì)活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，輕繩一端系在活塞上，另一端跨過兩個(gè)定滑輪連著勁度系數(shù)k=2800N/m的豎直輕彈簧A,彈簧A下端拴接一質(zhì)量m=14kg的物塊B。開始時(shí)，氣缸內(nèi)氣體的溫度ti=27C,活塞到氣缸底的距離Li=120cm,彈簧恰好處于原長(zhǎng)狀態(tài)。已知外界大氣壓強(qiáng)恒為 p0=1.0X彳Pa,重力加速度g=10m/s2,一切摩擦均不計(jì)，熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系式為 T=t+273K,現(xiàn)使氣缸內(nèi)氣體緩慢冷卻，求：C1（當(dāng)物塊B剛要離開桌面時(shí)氣缸內(nèi)封閉氣體的溫度為多少攝氏度?C2%體的溫度冷卻到—93。0寸物塊B離桌面的高度H。A-4【答案】C1G66C；C2OH=15cmC【解析】。1（物塊B剛要離開桌面時(shí)，彈簧的拉力滿足kx1mg解得mgx1 0.05mk物塊B剛要離開桌面時(shí)，活塞受力平衡，有

p1s p0Skx1解得TOC\o"1-5"\h\z_ 4_p17.210Pa由理想氣體狀態(tài)方程有\(zhòng)o"CurrentDocument"P0L1SpiLiXiS

Ti T解得T2=207K,t2=-66CC2cl溫度降至-66C之后，若繼續(xù)降溫，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不變，根據(jù)蓋?呂薩克定律得\o"CurrentDocument"L1x1S L1 x1Hs解得H=15cm2、（2020?廣東省七校聯(lián)合體高三第二次聯(lián)考） 如圖所示，內(nèi)徑相同的兩U形玻璃管豎直放置在空氣中，中間用細(xì)軟管相連，左側(cè)U形管頂端封閉，右側(cè)U形管開口，用水銀將部分氣體 A封閉在左側(cè)U形管內(nèi)，細(xì)軟管內(nèi)還有一部分氣體.已知環(huán)境溫度恒為27C,大氣壓強(qiáng)為76cmHg，穩(wěn)定時(shí)，A部分氣體長(zhǎng)度為20cm,管內(nèi)各液面高度差分別為h管內(nèi)各液面高度差分別為h110cmch212cmc①求A部分氣體的壓強(qiáng);②現(xiàn)僅給A部分氣體加熱，當(dāng)管內(nèi)氣體溫度升高了 50?C時(shí)，A部分氣體長(zhǎng)度為21cm,求時(shí)右側(cè)U形管液面局度差h2c【答案】（1）p154cmHg（2）h2'8cm【解析】①設(shè)左側(cè)A部分氣體壓強(qiáng)為P1,軟管內(nèi)氣體壓強(qiáng)為P2,由圖中液面的高度關(guān)系可知，P0 P2 h2cp2 Pi hi ,解得 P1 P0 hi h2 54cmHgc','②由理想氣體狀態(tài)方程有衛(wèi)」BV1C解得pi'60cmHgc

Ti T由于空氣柱長(zhǎng)度增加 1cm,則水銀柱向右側(cè)移動(dòng) 1cm,因此液面高度差 h1' 8cmCp' F0 h/ h2' C解得h2'8cmc3、（2020?貴州省六盤山育才中學(xué)高三第五次月考） 如圖所示，向一個(gè)空的鋁制飲料罐 （即易拉罐）中插入一根透明吸管，接口用蠟密封，在吸管內(nèi)引入一小段油柱 （長(zhǎng)度可以忽略）.如果不計(jì)大氣壓的變化，這就是一個(gè)簡(jiǎn)易的氣溫計(jì).已知鋁罐的容積是 360cm3,吸管內(nèi)部粗細(xì)均勻，橫截面積為 0.2cm2,吸管的有效長(zhǎng)度為20cm,當(dāng)溫度為25W,油柱離管口10cm.（i）估算這個(gè)氣溫計(jì)的測(cè)量范圍；（ii）證明吸管上標(biāo)刻溫度值時(shí)，刻度線一定均勻分布 ^【答案】C1C23.4C-26.60CC2）略【解析】-呂薩克定律得:（1）封閉氣體做等壓變化，當(dāng)液體到達(dá)飲料管的最下端時(shí)，氣體的溫度最低，由蓋

-呂薩克定律得:得:360V1=V2TTT3600.210298296.4K封閉氣體做等壓變化，當(dāng)液體到達(dá)飲料管的最上端時(shí)，氣體的溫度最高，由蓋匕=V得:360V1=V2TTT3600.210298296.4K封閉氣體做等壓變化，當(dāng)液體到達(dá)飲料管的最上端時(shí)，氣體的溫度最高，由蓋匕=VTi T3得:tV3T3600.220T3=—T1 298299.6KV1 3600.120此溫度計(jì)的測(cè)量范圍為 23.4oG26.6oC23.4oC-呂薩克定律得26.6oC(2)根據(jù)蓋-呂薩克定律V1=V2V1V2 V VT1T2T1T2 T tV1,當(dāng)溫度變化 t時(shí)油柱移動(dòng)的設(shè)吸管內(nèi)部的橫截面積為S,內(nèi)部在25c時(shí)的熱力學(xué)溫度為Ti,體積為距離為V1,當(dāng)溫度變化 t時(shí)油柱移動(dòng)的V1「IS

Ti—t即：T1sAt= AlV1

由上式可以看出，人與41成正比關(guān)系，所以吸管上標(biāo)刻溫度值時(shí)，刻度是均勻的【點(diǎn)睛】解決本題關(guān)鍵是掌握理想氣體狀態(tài)方程，及蓋 -呂薩克定律的應(yīng)用.注意熱力學(xué)溫標(biāo)與攝氏溫標(biāo)的區(qū)別與聯(lián)系.4、（2020?山西省八校高三上學(xué)期第一次聯(lián)考 如圖所示，導(dǎo)熱缸體質(zhì)量M=10kg,氣缸內(nèi)輕質(zhì)活塞被一勁度系數(shù)k=100N/cm的輕彈簧豎直懸掛于天花板上。輕質(zhì)活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體（氣體重力不計(jì)） ，環(huán)境溫度為Ti=300K時(shí)，被封氣柱長(zhǎng)度li30cm,缸口離天花板高度h=1cm,已知活塞與缸壁間無摩擦，活塞橫截面積S=ixi02m2,大氣壓強(qiáng)po=i.0x5Pa且保持不變，重力加速度 g=10m/s2.求：①環(huán)境溫度降到多少時(shí)缸口恰好接觸天花板；②溫度降到多少時(shí)天花板對(duì)缸體的壓力等于缸體重力（缸口與天花板接觸點(diǎn)不完全密閉） ?！敬鸢浮竣?90K；②248.9K。①在環(huán)境溫度下降到缸口恰好接觸天花板的過程中， 氣體壓強(qiáng)不變，彈簧的長(zhǎng)度不變，由蓋-呂薩克定律有:1111s(lih)S解得T2=290K②初態(tài)整體受力平衡，設(shè)彈簧伸長(zhǎng)量為 xi,則有kxi=Mg解得xi=1cm天花板對(duì)缸體的壓力等于缸體的重力時(shí)FN=MgFN+Mg=kx2X2=2cm△X=X1-X2初態(tài)缸體平衡，有piS+Mg=poS末態(tài)缸體平衡，有piSMgFN p0S根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程：PiliSPi(lihx)S工 T3解得T3=248.9K5、(2020?山西省臨汾市高三上學(xué)期高考模擬) 如圖所示，絕熱性能良好的汽缸開口向上，缸中用絕熱性能良好的活塞封閉一段氣體，氣柱的長(zhǎng)為 h,活塞與汽缸內(nèi)壁無摩擦且氣密性良好，活塞的質(zhì)量為 m,橫截面積為S,大氣壓強(qiáng)為P。，開始時(shí)缸中氣體的溫度為 T。，重力加速度為g.

②若只給缸中氣體緩慢加熱，當(dāng)氣體溫度為①若在汽缸上放一個(gè)質(zhì)量為m的物塊，再給缸中氣體加熱，使氣柱長(zhǎng)仍為 h,則加熱后氣體的溫度為多少②若只給缸中氣體緩慢加熱，當(dāng)氣體溫度為2To時(shí)，電熱絲產(chǎn)生的熱量為Q,則氣體的內(nèi)能增加多少?p0s2mg.【答案】①U -To②Qp0ShmghPoSmg【解析】①?zèng)]有放物塊量，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為 p兄鱉S放一個(gè)質(zhì)量為m的物塊后，缸丙氣體的壓強(qiáng)為P22mg

S放一個(gè)質(zhì)量為m的物塊后，缸丙氣體的壓強(qiáng)為P22mg

S則有:PToP2T2解得：丁2P0S2mgTBSmg0；2T2T0時(shí)，設(shè)活塞上升的高度為H,則有②若只給缸中氣體緩慢加熱，氣體發(fā)生等壓變化，當(dāng)氣體溫度為hS(Hh)STT 2To解得：H=h此過程氣體對(duì)外做功WPSH(P0mgShP0Shmgh

根據(jù)熱力學(xué)第一定律，氣體的內(nèi)能增加量為EQWQPoShmgh根據(jù)熱力學(xué)第一定律，氣體的內(nèi)能增加量為6、(2020?陜西省周至縣高三第二次模擬) 如圖，內(nèi)壁光滑的絕熱氣缸豎直放置，內(nèi)有厚度不計(jì)的絕熱活塞密封，活塞質(zhì)量m=10kg。初始時(shí)，整個(gè)裝置靜止且處于平衡狀態(tài)， 活塞與底部的距離為lo,溫度To=300K?，F(xiàn)用電阻絲(體積不計(jì))為氣體加熱，同時(shí)在活塞上添加細(xì)砂保持活塞的位置始終不變直到 T=600Ko已知大氣壓強(qiáng)Po=1xi0Pa,活塞截面積S=1.0x10m2,取g=10m/s2,求：(i)溫度為T時(shí)，氣體的壓強(qiáng)；(ii)活塞上添加