湖南常德芷兰学校2019-2020年高二第二学期专题复习：人教版选修3-3第八章气体计算题选练

气体计算题选练

【看看高考考什么】

1.【19全国Ⅰ】（1）（5分）某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理想气体。初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界。现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与外界相同。此时，容器中空气的温度__________（填“高于”“低于”或“等于”）外界温度，容器中空气的密度__________（填“大于”“小于”或“等于”）外界空气的密度。

（2）（10分）热等静压设备广泛用于材料加工中。该设备工作时，先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中，然后炉腔升温，利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料加工处理，改善其性能。一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为0.13 m3，炉腔抽真空后，在室温下用压缩机将10瓶氩气压入到炉腔中。已知每瓶氩气的容积为3.2×10-2 m3，使用前瓶中气体压强为1.5×107 Pa，使用后瓶中剩余气体压强为2.0×106 Pa；室温温度为27 ℃。氩气可视为理想气体。

（i）求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强；

（ii）将压入氩气后的炉腔加热到1 227 ℃，求此时炉腔中气体的压强。

2.【19全国Ⅱ】（1）（5分）如p-V图所示，1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态，对应的温度分别是T1、T2、T3。用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数，则N1______N2，T1______T3，N2______N3。（填“大于”“小于”或“等于”）

（2）（10分）如图，一容器由横截面积分别为2S和S的两个汽缸连通而成，容器平放在地面上，汽缸内壁光滑。整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分，分别充有氢气、空气和氮气。平衡时，氮气的压强和体积分别为p0和V0，氢气的体积为2V0，空气的压强为p。现缓慢地将中部的空气全部抽出，抽气过

程中氢气和氮气的温度保持不变，活塞没

有到达两汽缸的连接处，求：

（i）抽气前氢气的压强；

（ii）抽气后氢气的压强和体积。

3.【19全国Ш】（1）（5分）用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是____________________________________________ _________。实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，可以_______ _________________________________。为得到油酸分子的直径，还需测量的物理量是_____ ______________________________。

（2）（10分）如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管

内有一段高度为2.0 cm的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为2.0 cm。若将细管倒置，水银柱下表面恰好位于管口处，且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同。已知大气压强为76 cmHg，环境温度为296 K。

（i）求细管的长度；

（i）若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止，求此时密封气体的温度。

气体计算题选练

【夯实基础】

4.物理选修3-3课本P20：水银气压计混入了一个气泡，上升到水银柱的上方，使水银柱的上方不再是真空。当实际大气压相当于768mm高的水银产生的压强时，这个水银气压计的读数只750mm，此时管中的水银面到管顶的距离为80mm。当这个气压计的读数为740mm 水银柱时，实际的大气压相当于多高水银柱产生的压强？设温度保持不变

5.某同学自己设计制作了一个温度计，其构造如图所示，玻璃泡A内封有一定质量的气体，与A相连的细玻璃管插人水银槽中，管内水银面的高度即可反映A内气体温度，如在B 管上刻度，即可直接读出．设B管体积忽略不计．

(1)在标准大气压下在B管上进行刻度，已知当t＝27 ℃时的刻度线在管内水银柱高度16 cm处，则t＝0 ℃时的刻度线在x为多少厘米处？

(2)当大气压为75 cm汞柱时，利用该装置测量温度时若所得读数仍为27 ℃，求此时实际温度．

气体计算题选练

【能力提升-单气体液柱类】

6.如图所示，粗细均匀的U形管封闭，管中被水银封闭的空气柱长度l＝40 cm，当管口竖直向下，温度为27 ℃，水平管及竖直管中水银柱恰好都是15 cm，则当空气柱温度至少升高到多高时，水银可全部进入右侧管中？(右侧管足够长，大气压强为75 cmHg)

7.如图所示，在一辆静止的小车上，竖直固定着两端开口、内径均匀的U形管，U形管的竖直部分与水平部分的长度均为L，管内装有水银，两管内水银面距管口均为L/2。现将U形管的左端封闭，并让小车水平向右做匀加速直线运动，运动过程中U形管两管内水银面的高度差恰好为L/4。已知重力加速度为g，水银的密度为ρ，大气压强为p0=ρgL，环境温度保

持不变，求

（Ⅰ） 左管中封闭气体的压强p ；

（Ⅱ）小车的加速度a 。

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【能力提升-单气体活塞类】

8.如图所示，在竖直放置，内壁光滑，截面积不等的绝热气缸里，活塞A 的截面积S A =10cm 2，质量不计的活塞B 的截面积S B =20cm 2，两活塞用轻细绳连接，在缸内气温t 1=227℃，压强p 1=1.1×105Pa 时，两活塞保持静止，此时两活塞离气缸接缝处距离都是L=10cm ，大气压强p 0=1.0×105Pa 保持不变，取2

10/g m s ，试求：

℃A活塞的质量；

℃现改变缸内气温，当活塞A、B间轻细绳拉力为零时，汽缸内气体的温度t2；

℃继续将缸内温度由t2缓慢下降到t3=-23℃过程中，计算A移动的距离．

9.如图，一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞．已知大活塞的质量为m1＝2.50 kg，横截面积为S1＝80.0 cm2；小活塞的质量为m2＝1.50 kg，横截面积为S2＝40.0 cm2；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为l＝40.0 cm；汽缸外大气的

压强为p＝1.00×105 Pa，温度为T＝303 K．初始时大活塞与大圆筒底部相距l

2，两活塞间封闭气体的温度为T1＝495 K．现汽缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移．忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦，重力加速度大小g取10 m/s2.求：

(1)在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，汽缸内封闭气体的温度；

(2)缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强．