2022届高考物理二轮复习卷：理想气体

更新时间：2022-02-28 浏览次数：76 类型：二轮复习

一、单选题

1. (2022·湖北模拟) 1783年11月21日，蒙特哥菲尔兄弟完成了人类第一次热气球旅行，如今乘热气球飞行已成为人们喜爱的一种航空体育运动。要让热气球升空，必须加热气球里的空气，使气球体积变大，以增加空气浮力。现有一总质量为6×10²kg热气球（不含球内空气），当加热其内空气，使其体积膨胀至3×10³m³后，恰好升空，此时空气浮力等于热气球的总重量（含球内的空气）。已知外界气温为22℃，空气密度为1.2kg/m³ ，气球内、外的空气都视为理想气体，且加热时球外空气的温度、压强不变。则热气球内的空气温度为（）

A . 81℃ B . 72℃ C . 57℃ D . 42℃

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2. (2022·奉贤模拟) 如图，一端封闭的玻璃管，开口向下竖直插在水银槽里，管内封有长度分别为L₁和L₂的两段气体。若把玻璃管缓慢向下插入少许，则管内气体的长度（）

A . L₁变大，L₂变大 B . L₁变小，L₂变小 C . L₁不变，L₂变小 D . L₁变小，L₂不变

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3. (2022·嘉定模拟) 一定质量的封闭气体，保持体积不变，当温度升高时，气体的压强会增大，从微观角度分析，这是因为（）

A . 气体分子的总数增加 B . 气体分子间的斥力增大 C . 所有气体分子的动能都增大 D . 气体分子对器壁的平均作用力增大

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二、多选题

4. (2022·内江模拟) 如图，是一定质量的理想气体，从A状态依次经过B、C和D状态后再回到状态A的示意图.其中，A→B和C→D为等温过程，B→C和D →A 为绝热过程.在该过程中，下列说法正确的是（）

A . A→B过程中，气体对外界做功，内能减少 B . B→C过程中，气体分子的平均动能减小 C . C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多 D . D→A过程中，气体分子的速率分布曲线不会发生变化 E . A→B过程中，气体从外界吸收热量

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三、实验探究题

5. (2022·金山模拟) “用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验：
1. （1）封闭气体的压强p用传感器测量，体积V由读出。
2. （2）除了保持注射器内封闭气体的质量不变之外，还应该保持封闭气体的不变，采取的主要措施是缓慢推动活塞和。
3. （3）图线a、b、c是三位同学根据实验数据分别得到的p-V图像。若a、b是不重合的两条双曲线，c与b相交，则（____）
  
  A . a、b不重合是由于b气体质量大 B . a、b不重合是由于b气体温度高 C . 产生c图线可能是容器密闭性不好 D . 产生c图线可能是推动活塞过于快速
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四、综合题

6. (2022高三下·长沙开学考) 如图，矩形容器容积为 $\text{[math]}$ ，容器内气体压强为 $\text{[math]}$ 。内有一薄壁气球，初始气球内气体体积为 $\text{[math]}$ ，气球表面由于弹力绷紧会产生向内的附加压强恒为 $\text{[math]}$ ，设 $\text{[math]}$ 。现通过开关 $\text{[math]}$ ，每次充入压强为 $\text{[math]}$ ，体积为 $\text{[math]}$ 的空气，要使气球的体积不能小于 $\text{[math]}$ ，则最多只能充气多少次？假设容器导热性能良好，内外温度始终保持不变，气体视为理想气体。

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7. (2022高三下·濮阳开学考) 如图所示，一带有小孔导热性能良好的气缸固定在水平地面上，通过横截面积为S=100cm²的活塞封闭了体积为V=1000cm³的理想气体，气体压强和外界大气压强相等，气体温度T₀=300K。活塞与水平平台上质量为m=40kg的物块A用水平轻杆连接。已知大气压强p₀=1.0×10⁵Pa，物块与平台间的动摩擦因数μ=0.5，最大静摩擦力和滑动摩擦力相等，重力加速度g取10m/s² ，不计其他阻力。
1. （1）若封闭小孔对气缸加热，要使系统保持静止，求气缸内气体的最高温度；
2. （2）若用打气筒通过小孔对气缸进行充气，每次充入压强为p₀=1.0×10⁵Pa、体积为V₀=50cm³的理想气体，要使系统保持静止，求最多充气次数。
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8. (2022高三下·安徽开学考) 如图，下端封闭、粗细均匀的玻璃管开口向上竖直放置，玻璃管长约1米，管内用h=25cm长的水银柱封闭了一段长l₁=20cm的空气柱。已知大气压强为p₀=75cmHg，玻璃管导热性能良好且周围环境温度保持不变，重力加速度为g。
1. （1）若将玻璃管缓慢倒转至开口向下，求玻璃管中空气柱长度l₂；
2. （2）若将玻璃管向下做加速度为0.8g的匀加速直线运动，求稳定时玻璃管中密封空气柱长度l₃。
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9. (2022·湖南模拟) 如图所示，A、B、C三段粗细相同且均匀、底部连通的玻璃管竖直放置，A管上端封闭，B管上端开口，C管中有活塞与管內壁气密性好，管内有水银，A管中水银液面比B管中水银液面低h=5cm，C管中水银液面比A管中水银液面低h=5cm，A管和C管中封闭气柱长均为8.5cm，大气压强为75cmHg，将活塞缓慢向下压，使A、B管中水银液面高度差变为10cm，求：（下列计算结果均保留两位有效数字）
1. （1） C管中水银液面下降的高度；
2. （2）活塞向下移动的距离。
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五、解答题

10. (2022·高州模拟) 如图所示，由导热材料制成的汽缸长为l₀、横截面积为S，活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞上方有质量为m的液体，活塞质量和厚度均不计，活塞与汽缸壁之间的摩擦也可以忽略.现将一细管插入液体，开始时从细管一端抽气，通过虹吸最后能使活塞上方液体逐渐流出。当液体全部流出的时候，活塞恰好到达汽缸的顶部.已知大气压强为p₀ ，环境温度保持不变，求初始状态气体柱的长度.

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11. (2022·成都模拟) 如图，一横截面积为S的圆柱形气缸竖直放置在升降机中，质量为m的活塞在缸内封闭着一定质量的理想气体，活塞上表面水平，下表面与水平面的夹角为θ。不计活塞与气缸内壁之间的摩擦，大气压强为p₀ ，重力加速度大小为g。
（i）当升降机以加速度a竖直向上做匀加速运动时，求缸内气体的压强；
（ii）当升降机静止时，对缸内气体缓慢加热，气体吸收的热量为Q，气柱高度增加了ΔL，求加热过程中气体内能的增量。

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12. (2022·内江模拟) 如图所示，圆柱形容器由粗细两部分构成，它们的横截面积之比为2.5：1，细的部分长 $\text{[math]}$ =25cm，下端封闭，上端与粗的部分连通，内有h=15cm的水银柱封闭一定质量的气体A，水银上表面位于粗、细分界处．粗的部分上部有一可自由滑动的轻质活塞，活塞到分界面处的距离为 $\text{[math]}$ =10cm，其内封闭有一定质量的气体B．现将活塞竖直向上缓慢提起，直到水银全部进入粗圆柱形容器内，已知初始时气体A的压强 $\text{[math]}$ =75cmHg，整个过程温度不变，所有气体视为理想气体．
①求水银全部进入粗圆柱形容器中时气体A的压强；
②活塞移动的距离．

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13. (2022·遂宁模拟) 如图，内壁光滑、开口向上的圆柱形气缸竖直固定在水平面上，缸顶有一厚度不计的挡板，缸内用质量与厚度均不计的活塞封闭着一定质量的理想气体，当气体的温度为T₁=300K时，封闭气柱的高度等于气缸高度的 $\text{[math]}$ 。已知活塞的截面积为S=100cm² ，挡板底部的截面积为S′=20cm² ，外界大气压强为p₀=1×10⁵Pa。
（i）缓慢加热缸内封闭气体，当活塞刚好到达缸顶且与挡板无挤压时，求缸内气体的温度；
（ii）当封闭气体的温度稳定为T₂=432K时，求活塞对挡板的压力最大值。

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14. (2022·陈仓模拟) 如图甲所示，一竖直放置、导热性能良好的汽缸静置在水平桌面上，用销钉固定的导热性能良好的活塞将汽缸分隔成 A、B 两部分，每部分都密封有一定质量的理想气体，此时 A、B两部分气体体积相等，压强之比为2：3，拔去销钉，如图乙所示，同时使汽缸竖直向下做加速度大小为a = $\text{[math]}$ 的匀加速直线运动，活塞稳定后 A、B 两部分气体体积之比为2：1，已知活塞的质量为M，横截面积为S，重力加速度为 g，外界温度保持不变，不计活塞和汽缸间的摩擦，整个运动过程不漏气，求稳定后B部分气体的压强。

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