高考物理练习题库39(理想气体状态方程及应用)

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1。下列说法中正确的是( ）。【1】

(A）理想气体是严格遵守气体实验定律的气体模型

（B）理想气体的分子间除了互相碰撞外,无其他相互作用

（C）实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下,可当成理想气体

（D)在应用理想气体状态方程时,p、V、T都必须采用国际单位制中的单位 答案:ABC

pVC2.一定质量的理想气体的状态参量T(恒量）。关于此恒量，下列说法中正确的是（ )。【1】

（A）摩尔数相同的任何气体,此恒量都相同 (B）质量相同的任何气体,此恒量都相同

（C）只要是同种气体，不论质量是否相同，此恒量都相同 (D)以上说法都不正确 答案：A

3.对于一定质量的理想气体,下列说法中正确的是（ ).(1997年上海高考试题）【l】 （A）压强增大，体积增大,分子的平均动能一定增大 (B）压强减小,体积减小，分子的平均动能一定增大 （C)压强减小,体积增大,分子的平均动能一定增大 （D）压强增大，体积减小,分子的平均动能一定增大 答案:A

4.已知离地面越高时大气压强越小,温度也愈低.现有一气球由地面向上缓慢升起,则大气压强与温度对此气球体积的影响是( )。【1.5】

(A)大气压强减小有助于气球体积增大，温度降低有助于气球体积增大 （B)大气压强减小有助于气球体积变小，温度降低有助于气球体积减小 (C）大气压强减小有助于气球体积增大，温度降低有助于气球体积减小 (D)大气压强减小有助于气球体积变小,温度降低有助于气球体积增大 答案：C

5.为了控制温室效应,各国科学家提出了不少方法和设想。有人根据液态CO2密度大于海水密度的事实，设想将CO2液化后，送入深海海底,以减小大气中CO2的浓度.为使CO2液化，最有效的措施是（ ).【1。5】 （A）减压、升温 （B)增压、升温 （C）减压、降温 （D)增压、降温

答案：D

6.一定质量的理想气体处于平衡状态Ⅰ。现设法使其温度降低而压强升高,达到平 衡状态Ⅱ，则( )。(1999年全国高考试题)【2】 (A)状态Ⅰ时气体的密度比状态Ⅱ时的大

（B）状态Ⅰ时分子的平均动能比状态Ⅱ时的大 (C）状态Ⅰ时分子间的平均距离比状态Ⅱ时的大

（D）状态Ⅰ时每个分子的动能都比状态Ⅱ时的分子平均动能大 答案：BC

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7。湖底温度为7℃，有一球形气泡从湖底升到水面（气体质量恒定)时，其直径扩大为 原来的2倍，已知水面温度为27℃，大气压强p0=75cmHg,则湖水深度约为 ( )。【3】 (A)25m (B)45m (C）55m (D）65m 答案:D

8.一定质量的理想气体处于某一初始状态，现要使它的温度经过状态变化后,回到初 始状态的温度,下列过程中可以实现的是（ ）.(1991年上海高考试题）【3】 （A）先保持压强不变而使体积膨胀,接着保持体积不变而减小压强 (B)先保持压强不变而使体积减小，接着保持体积不变而减小压强 (C)先保持体积不变而增大压强，接着保持压强不变而使体积膨胀 (D)先保持体积不变而减小压强，接着保持压强不变而使体积减小 答案:A

9.一定质量的理想气体由状态A变化到状态B,已知TB＞TA,则下 列判断中正确的是( ）.【3】

（A)如果气体的体积膨胀,则气体的内能可能不变 （B)如果气体的体积膨胀,则气体的压强可能增大 (C)如果气体的压强减小,则气体的体积一定增大

（D)无论气体的压强、体积怎样变化，气体的内能一定增加 答案:BCD

10.如图所示，质量不计的活塞把一定质量的理想气体封闭在上端开口的直立圆筒形汽缸中,活塞上堆放细砂,活塞处于静止状态。现在对气体缓慢加热,同时不断取走细砂，使活塞缓慢上升，直到细砂全部取走，则在此过程中 （ ).【4】

(A）气体压强增大,内能可能不变

(B）气体温度可能不变,气体对外做功

(C)气体的体积增大，压强减小，对外不做功 （D）气体对外做功,内能一定增加 答案：B

11如图所示，活塞将气缸分成甲、乙两气室,气缸、活塞(连同拉杆）是绝热的，且不漏气，以E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能,则在将拉杆缓慢向外拉的过程中 （ ).（2000年全国高考试题)【4】

（A）E甲不变，E乙减小 （B)E甲增大,E乙不变 (C）E甲增大，E乙减小 （D）E甲不变,E乙不变 答案:C

12.一钢筒内装有压缩空气，当打开阀门后气体迅速从筒内逸出，很快筒内气体的压 强与大气压强p0相同，然后立即关闭阀门。如果钢瓶外部环境保持温度不变,经 较长的时间后筒内的气体压强（ )。【4】 (A)等于p0 (B)大于p0 (C）小于p0 (D)无法判定 答案:B

13。如图所示，一支两端封闭的玻璃管倾斜放置,正中有一段水银柱，两端各封闭有一定质量的理想气体，下列情况中能使水银柱向a端移动的是（ ）。【5】 （A)沿顺时针方向缓慢转动玻璃管,使θ角变小 (B)保持θ角不变,使玻璃管加速上升 （C）使环境的温度升高

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（D)绕过b端的竖直轴转动

答案:ACD

14.如图所示为内径均匀的U形管,其内部盛有水银,封闭端内的温度为27℃时，两侧水银面的高度差为2cm.已知大气压强为环境温度变为________℃时，两侧水银面的高度相等.【5】 答案：-5。14

7

空气柱长12cm.p0=75cmHg,则当

15。氧气瓶内贮有氧气,在27℃时,其压强为1.2×10Pa。今用掉一部分氧气后,其压强变为

6

9.0×10Pa，温度降低为15℃,则所用掉的氧气占原瓶内氧气的百分比为___________。【6】 答案：21。9％

3-3

16。某白炽灯灯泡的容积为150cm，在0℃时内部残留气体的压强为1.0×10Pa,该灯泡内气体总分子数约为___________个（结果保留两位有效数字).【6】

13

答案：4.0×10

17。如图所示，一密闭容器内贮有一定质量的气体,不导热的光滑活塞将容器分隔成左右两部分。开始时,两部分气体的体积、温度和压强都相同,均为V0，T0和p0。将左边气体加热到某一温度，而右边仍保持原来温度，平衡时,测得右边气体的压强为p，求左边气体的温度T.（1990年上海高考试题)【8】

2p答案：(p

0-1)T0

18。请据图回答，经数小时后，U形管A、B两处的液面会出现下列情况(实验装置足以维持实验期间小白鼠的生命活动,瓶口密封，忽略水蒸气和温度变化对实验结果的影响）中的( ）。(2000年全国高考理科综合试题)【3】 (A）A处上升,B处下降 (B）A、B两处都下降 （C)A处下降。B处上升 (D）A、B两处都不变 答案：C

6

19.贮气筒内装有压缩气体,温度是27℃，压强是4×10Pa.如果从筒内放出一半质量的气体,并使筒内剩余的气体的温度降到12℃，这些剩余气体的压强是多少? 答案:1.9×105Pa

20。说到爆米花，相信许多人都吃过.传统的做法是这样的：师傅在铁罐子里装一些玉米，密封严实，在煤火上摇动,均匀加热，到了一定火候，把罐口对准长长的口袋,”砰”的一声,香脆可口的爆米花就做成了。仔细想一想,这里面包含了哪些物理知识?你能用所学的物理知识进行解释吗?【5】 答案:略

21.如图所示,某水银气压计的玻璃管顶端高出水银槽液面1m,因上部混入少量空气,使其示数不准。当气温为27℃,标准气压计示数为76cmHg时，该气压计示数为70cmHg。

(1)在相同气温下，若用该气压计测量气压，气压计示数为68cmHg,则实际气压为多少厘米水银柱？

(2）若在气温为—3℃时,用该气压汁测得气压，气压计示数仍为70cmHg，则实际气压为多少厘米水银柱？（1992年上海高考试题)【10】 答案:（1)73.6cmHg(2)75。4cmHg

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22。如图所示,可沿气缸壁自由活动的活塞将密封的圆筒形气缸分分,活塞与气缸顶部有一弹簧相连，当活塞位于气缸底部时弹簧恰时B内充有一定量的气体,A内是真空。B部分高度为L1=0.10m.此弹簧作用力与重力的大小相等.现将整个装置倒置，达到新的平衡度L2等于多少?设温度不变。(1994年全国高考试题)＞＞p。151答案:0。2m

23。一个质量可不计的活塞将一定量的理想气体封闭在圆筒形气缸内,活塞上堆放着铁砂，如图所示.最初活塞的固定卡环上，气体柱的高度为H0,压强等于大气压强加热，当气体温度升高ΔT=60K时，活塞(及铁砂）开升，继续加热直到气柱高度为H1=15H0。此后,在维持温逐渐取走铁砂，直到铁砂全部取走时，气柱高度变为时气体的温度(不计活塞与气缸之间的摩擦).（1995午＞p.156【13】 答案：540K

24.如图所示，一个具有均匀横截面积的不导热的封闭活塞分成A、B两部分。A、B中充有同种理想气体，活右移动.开始时A、B的体积分别为VA=2V，VB=V，温度为均为p,活塞处于平衡状态.现用某种方法使活塞能导热两部分气体温度相同。两边的压强仍为p,求:

隔成A、B两部好无形变.开始时活塞受到的后B部分的高【12】

上端开口的直立搁置在气缸内壁p0.现对气体缓慢始离开卡环而上度不变的条件下H2=1。8H0，求此全国高考试题)＞

容器,被一不导热塞可无摩擦地左TA和TB,两边压强而发生移动,最后

VA(1)最终状态时,A、B两部分气体体积之比VB。

（2）最终状态时,A、B两部分气体的温度T′.（1998年上海高考试题)【13】

2T答案：（1)TBA3TATB（2）TA2TB

且足够长.管的横活塞搁在心定卡温度为T0时，左大气压强p0.现使

25.如图所示，均匀薄壁U形管，左管上端封闭,右管开口截面积为s,内装密度为P的液体，右管内有一质量为m的口上,卡口与左管上端等高,活塞与管壁间无摩擦且不漏气。右管内液面高度相等,两管内空气柱长变均为L，压强均为两边温度同时逐渐升高,问：

（1）温度升高到多少时,右管活塞开始离开卡口上升？ （2）温度升高到多少时，左管内液面下降h？（1999年上【14】

Tmgmg0T01(p2gh)Lh0p0S(2）pSS0答案:(1）

海高考试题）

26。如图951所示，在固定的气缸A和B中分别用活塞封闭有一定

质量的理想气体，活塞面积之比SA:SB=1:2。两活塞用穿过B的底部的刚性细杆相连，可沿水平方向无摩擦滑动，两个气缸都不漏气，初始时A、B中气体的体积皆为V0,温度皆为T0=300K。A中气体压强pA=1。5p0，p0是气缸外的大气压强.现对A加热,使其中气体的压强升到pA′=2.0p0，同时保持B中气体的温度小变，求此时A中气体温度TA′。(2000年北京春季高考试题）＞＞p。158【15】 答案:500K

27.如图所示,一定量气体放在体积为V0的容器中，室温为T0=300K，

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有一光滑导热活塞C(不占体积）将容器分成A、B两室，B室的体积是A室的2倍，A室容器上连接有一U形管（U形管内气体的体积忽略不计），两边水银柱高度差为76cm.右室容器中连接有一阀门K,可与大气相通(外界大气压等于76cmHg）.问: （1)将阀门K打开后,A室的体积变成多少？

(2)打开阀门K后,将容器内的气体从300K分别加热到400K和540K,U形管 内两边水银面的高度差各为多少?(2001年上海高考试题）【15】

2V0答案：(1)3(2)0,15.2cm

28。在密闭的啤酒瓶中，下方为溶有CO2的啤酒,上方为纯CO2气体，在20℃时,溶于啤酒中的

-3—3

CO2的质量为mA=1。050×10㎏，上方气体状态CO2的质量为mB=0.137×10㎏,压强为p0=1标准大气压。当温度升高到40℃时，啤酒中溶解的CO2的质量有所减少，变为mA′=mA-Δm，

mp A=0.06×1p0,啤酒的体积不因溶入CO2而变化,且不考B瓶中气体CO2的压强上升到p1.已知：m虑容器体积和啤酒体积随温度的变化。又知对同种气体,在体积不变的情况下p/T与m成正比.

试计算p1等于多少标准大气压（结果保留两位有效数宁).(2001年全国高考试题）【16】 答案:1.6atm

29.如图所示是低温测量中常用的一种温度计的示意图.温度计由下端的测温泡A、上端的压强计B和毛细管C构成。毛细管较长,由不导热的材料做成，两端分别与A和B相通.已知A的容积为VA、B的容积为VB毛细管的容积可忽略不计，整个温度计是密闭的。在室温下，温度计内气体的压强为p0,测温时,室温仍为T0,将A浸入待测物体达到热平衡后,B内气体的压强为p,根据以上已知的温度、压强和体积，请算出待测温度T.【15】

T0pp0Vp1B1pVA0 答案:

30.一定质量的理想气体被活塞封闭在圆筒形的金

属气缸内,如图所示。活塞的质量为30㎏,横截面

2

积为S=100cm,活塞与气缸底之间用一轻弹簧连接，活塞可沿气缸壁无摩擦滑动且不漏气。开始时使气缸水平放置，连接活塞和气缸底的弹簧处于自然长度l0=50cm.经测量，外界气温为t=27℃，大

5

气压强p0=1.0×10Pa,将气缸从水平位置缓慢地竖直立起,稳定后活塞下降了10cm，再对气缸内气体缓慢加热，活塞又上升了30cm,求:（1）弹簧的劲度系数k。（2)最后气缸内气体达到的温度。【16】 答案：（1）500N/m(2)588K

31。如图所示,一薄壁钢筒竖直放在水平桌面上,筒内有一与底面平行并可上下移

—23

动的活塞K，它将筒隔成A、B两部分，两部分的总容积V=8。31×10m。活塞导热性能良好,与筒壁无摩擦、不漏气,筒的顶部轻轻放上一质量与活塞K相等的铅盖，盖与筒的上端边缘接触良好（无漏气缝隙)。当筒内温度t=27℃时,活塞上方A中盛有nA=3.00mol的理想气体,下方B中盛有nB=0。400mol的理想气体,B中气体的体积占总容积的1/10.现对筒内气体缓慢加热,把一定的热量传给气体，当达到平衡时,B中气体的体积变为占总容积的1/9.问筒内的气体温度t′是多少？

5

已知筒外大气压强为p0=1.04×l0Pa，普通气体常量R=8。31J/(mol·K）。(第十四届全国中学生物理竞赛预赛试题）【22】

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答案：127℃

32.如图所示,在一内径均匀的绝热的环形管内，有三个薄金属片制成的活塞将管隔成三部分。活塞的导热性和封闭性良好，且可无摩擦地在圆环内运动.三部分中盛有同一种理想气体,容器平放在水平桌面上。起始时，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三部分气体的压强都是p0,温度分别是t1=-3℃,t2=47℃，

t3=27℃.三个活塞到圆环中心连线之间的夹角分别是α1=90°，α2=120°,a3=150°.

(1）求最后平衡时，三个活塞到圆环中心连线之间的夹角.

(2)已知一定质量的理想气体的内能的变化量与其温度的变化量成正比，试求达 到平衡时气体的温度和压强。(第九届全国中学生物理竞赛预赛试题）【25】 答案：（1）99°,112°，149°(2）298K，p0

33。如图所示，三个绝热的、容积相同的球状容器A、B、C,用带有阀门K1、K2的绝热细管连通，相邻两球球心的高度差h=1。0m。初始时,阀门是关闭的，A中装有1mol的氦(He)、B中装有1mol的氪(Kr)、C中装有1mol的氙(Xe），三者的温度和压强都相同。气体均可视为理想气体.现打开阀门K1、K2，三种气体互相混合，最终每一种气体在整个容器中均匀分布，三个容器中气体的温度相同。求气体温度的改变量。已知三种气体的摩尔质量分别为:μHe=4。

-3—3—3

003×10㎏/mol，μKr=83.8×10㎏/mol，μXe=131.3×10㎏/mol。在体积不变时，这三种气体中任何一种每摩尔温度升高1K,所吸收

3R的热量均为2，R为普适气体常量.（第十九届全国中学生物理竞赛预赛试题）【25】

2

答案：降低3.3×10K