高三物理二輪：專(zhuān)題七 第2講 氣體性質(zhì)的應(yīng)用(一)

PAGEPAGE25第2講氣體性質(zhì)的應(yīng)用（一）學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、學(xué)會(huì)應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律解題的一般思路2、結(jié)合常見(jiàn)模型（活塞、汽缸、水銀柱等）產(chǎn)生的附加壓強(qiáng)的計(jì)算，能夠解決兩個(gè)氣缸或兩關(guān)聯(lián)氣體的多過(guò)程的運(yùn)算。一、專(zhuān)題梳理：1、專(zhuān)題結(jié)構(gòu)：p1p1V1＝p2V2等溫變化→→—質(zhì)量一定eq\質(zhì)量一定eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)等容變化氣體實(shí)驗(yàn)定律及狀態(tài)方程→→—?dú)怏w實(shí)驗(yàn)定律及狀態(tài)方程條條件eq\f(V1,T1)＝eq\eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)等壓變化理想氣體→→理想氣體→EQ\F(pV,T)EQ\F(pV,T)＝C狀態(tài)方程→→—2、問(wèn)題導(dǎo)學(xué)：①三個(gè)氣體實(shí)驗(yàn)定律的內(nèi)容及表達(dá)方式？②封閉氣體的壓強(qiáng)計(jì)算有哪些常見(jiàn)方法？3、思路導(dǎo)引：氣體實(shí)驗(yàn)定律是每年的必考內(nèi)容，形式多為計(jì)算題，題目綜合難度較大，可結(jié)合氣體壓強(qiáng)的微觀(guān)解釋、熱力學(xué)第一定律、氣體圖象進(jìn)行命題．壓強(qiáng)是聯(lián)系力學(xué)參量與熱學(xué)參量的橋梁，對(duì)氣體圖象要聯(lián)系理想氣體狀態(tài)方程理解斜率、面積、交點(diǎn)等的含義。二、考題再現(xiàn)：1、(2016·全國(guó)新課標(biāo)Ⅱ)（2）（10分）一U形玻璃管豎直放置，左端開(kāi)口，右端封閉，左端上部有一光滑的輕活塞。初始時(shí)，管內(nèi)汞柱及空氣柱長(zhǎng)度如圖所示。用力向下緩慢推活塞，直至管內(nèi)兩邊汞柱高度相等時(shí)為止。求此時(shí)右側(cè)管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)和活塞向下移動(dòng)的距離。已知玻璃管的橫截面積處處相同；在活塞向下移動(dòng)的過(guò)程中，沒(méi)有發(fā)生氣體泄漏；大氣壓強(qiáng)p0=75.0cmHg。環(huán)境溫度不變。2、（2015·全國(guó)卷I）如圖13—1所示，一固定的豎直汽缸由一大一小兩個(gè)同軸圓筒組成，兩圓筒中各有一個(gè)活塞，已知大活塞的質(zhì)量為m1＝2.50kg，橫截面積為S1=80.0cm2；小活塞的質(zhì)量為rn2=1.50kg，橫截面積為S2＝40.0cm；兩活塞用剛性輕桿連接，間距保持為ι＝40.0cm；汽缸外大氣的壓強(qiáng)為p=1.00×105Pa，溫度為T(mén)＝303K。初始時(shí)大活塞與大圓筒底部相距l(xiāng)/2，兩活塞間封閉氣體的溫度為T(mén)1＝495K．現(xiàn)汽缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降，活塞緩慢下移．忽略?xún)苫钊c汽缸壁之間的摩擦，重力加速度大小g取10m/s2．求：(1)茌大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間，汽缸內(nèi)封閉氣體的溫度；(2)缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達(dá)到熱平衡時(shí)，缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)．三、典型例題：例1：（2017·全國(guó)高中名師原創(chuàng)預(yù)測(cè)卷）（l）關(guān)于晶體、非晶體和液晶，下列說(shuō)法正確的是（）A、單晶體內(nèi)部沿不同方向的等長(zhǎng)線(xiàn)段上微粒的個(gè)數(shù)大致相等。B、多晶體具有各向同性。C、晶體具有各向異性，但非晶體具有各向同性D、晶體在熔化過(guò)程中不會(huì)先變軟后變稀，而非晶體在熔化過(guò)程中會(huì)先變軟后變稀。E、液晶具有流動(dòng)性，其光學(xué)性質(zhì)具有各向異性。(2）一定質(zhì)量的理想氣體被封閉在氣缸中，其狀態(tài)變化過(guò)程的P-V圖像如圖所示， BC∥V軸，CA∥p軸。已知?dú)怏w在狀態(tài)A時(shí)的溫度為1270C.(=1\*romani）求氣體在狀態(tài)B、C時(shí)的攝氏溫度；(=2\*romanii）氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過(guò)程中是放熱還是吸熱?（2）如圖14所示，有一個(gè)高度為h＝0.6m的金屬容器放置在水平地面上，容器內(nèi)有溫度為t1＝27℃的空氣，容器左側(cè)壁有一閥門(mén)距容器底高度為h1＝0.3m，閥門(mén)細(xì)管直徑忽略不計(jì)．容器內(nèi)有一質(zhì)量為m＝5.0kg的水平活塞，橫截面積為S=20cm2，活塞與容器壁緊密接觸又可自由活動(dòng)，不計(jì)摩擦，現(xiàn)打開(kāi)閥門(mén)，讓活塞緩慢下移直至靜止并處于穩(wěn)定狀態(tài)．外界大氣壓強(qiáng)為p0＝1.0×105Pa．閥門(mén)打開(kāi)時(shí)，容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)與大氣壓相等，g取10m/S2．求：①若不考慮氣體溫度變化，則活塞緩慢下移至靜止時(shí)距容器底的高度h2；②活塞靜止后關(guān)閉閥門(mén)，對(duì)氣體加熱使容器內(nèi)氣體溫度升高到327℃，求此時(shí)活塞距容器底的高度h3．變式1：（2015·湖南省十三校第三次聯(lián)考）(1)如圖7所示是一定質(zhì)量的理想氣體的體積V和攝氏溫度t變化關(guān)系的V－t圖象，氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是．（填正確的答案標(biāo)號(hào)）A．氣體的內(nèi)能增大B．氣體的內(nèi)能不變C．氣體的壓強(qiáng)減小D．氣體的壓強(qiáng)不變E．氣體對(duì)外做功，同時(shí)從外界吸收熱量（2）圖8甲為一個(gè)橫截面積足夠大的噴水裝置，內(nèi)部裝有200L水，上部密封1atm的空氣1.0L.保持閥門(mén)關(guān)閉，再充人2atm的空氣1.0L．設(shè)在所有過(guò)程中空氣可看作理想氣體，且溫度不變．①求充人2atm的空氣1．oL后密封氣體的壓強(qiáng)；②打開(kāi)閥門(mén)后，水從噴嘴噴出（噴嘴與水面等高），通過(guò)計(jì)算，在圖乙中畫(huà)出噴水過(guò)程中氣體狀態(tài)變化的圖象，求最后容器內(nèi)剩余水的體積．（不計(jì)閥門(mén)右側(cè)的管中水的體積及噴嘴與裝置水平的高度差）例2：（淄博2016年5月模擬）【物理一選修3-3】(15分)(1)(5分)健身球是一個(gè)充滿(mǎn)氣體的大皮球，現(xiàn)把健身球放在水平地面上。若在人體壓向健身球的過(guò)程中球內(nèi)氣體溫度保持不變，則_______。(填正確答案標(biāo)號(hào)，全部選對(duì)得5分，部分選對(duì)得2分，錯(cuò)選得0分)A．氣體分子的平均動(dòng)能增大 B．氣體的密度增大C．氣體從外界吸收熱量 D．外界對(duì)氣體做功(2)(10分)如圖所示，固定在水平地面上的氣缸，用一個(gè)不漏氣的活塞封閉了一定質(zhì)量理想氣體，活塞可以無(wú)摩擦地移動(dòng)，活塞的面積S=100cm2?；钊c在另一水平平臺(tái)上的物塊A用水平輕桿連接，在平臺(tái)上有另一物塊B，A、B的質(zhì)量均為m=12.5kg，物塊與平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。兩物塊間距d=5cm。開(kāi)始時(shí)活塞距缸底L1=10cm，缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)Pl等于外界大氣壓強(qiáng)P0，溫度t1=27℃?，F(xiàn)對(duì)氣缸內(nèi)的氣體緩慢加熱。(P0=1.0×105Pa，g=10m／s2)求①使物塊A剛開(kāi)始移動(dòng)時(shí)，氣缸內(nèi)的溫度為多少K；②使物塊B剛開(kāi)始移動(dòng)時(shí)，氣缸內(nèi)的溫度為多少K。變式2：(1)下列說(shuō)法中正確的是。A．分子間的距離增大時(shí)，分子勢(shì)能一定增大B．晶體有確定的熔點(diǎn)，非晶體沒(méi)有確定的熔點(diǎn)C．根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體D．物體吸熱時(shí)，它的內(nèi)能可能不增加E．一定質(zhì)量的理想氣體，如果壓強(qiáng)不變，體積增大，那么它一定從外界吸熱(2)如圖，在圓柱形氣缸中用具有質(zhì)量的光滑導(dǎo)熱活塞密閉有一定質(zhì)量的理想氣體，在氣缸底部開(kāi)有一小孔，與U形水銀管相連，已知外界大氣壓為p0＝75cmHg，室溫to＝27℃，穩(wěn)定后兩邊水銀面的高度差為△h＝1.5cm，此時(shí)活塞離容器底部的高度為L(zhǎng)＝50cm．已知柱形容器橫截面積S＝0.01m2，75cmHg=l.0×105Pa．①求活塞的質(zhì)量．②使容器內(nèi)溫度降至一63℃，求此時(shí)U形管兩側(cè)水銀面的高度差和活塞離容器底部的高度L′.例3：（2015年高考海南卷）（1）已知地球大氣層的厚度h遠(yuǎn)小于地球半徑R，空氣平均摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，地面大氣壓強(qiáng)為po，重力加速度大小為g．由此可估算得，地球大氣層空氣分子總數(shù)為，空氣分子之間的平均距離為.(2)如圖，一底面積為S、內(nèi)壁光滑的圓柱形容器豎直放置在水平地面上，開(kāi)口向上，內(nèi)有兩個(gè)質(zhì)量均為m的相同活塞A和B；在A與B之間、B與容器底面之間分別封有一定量的同樣的理想氣體，平衡時(shí)體積均為V．已知容器內(nèi)氣體溫度始終不變，重力加速度大小為g，外界大氣壓強(qiáng)為p0．現(xiàn)假設(shè)活塞B發(fā)生緩慢漏氣，致使B最終與容器底面接觸．求活塞A移動(dòng)的距離．變式3：[江西南昌教研室命制2014屆交流卷l(l)下列說(shuō)法正確的是。A．溫度一定時(shí)，懸浮在液體中的固體顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯B．若分子間的距離r增大，則分子間的作用力做負(fù)功，分子勢(shì)能增大C．熱量可以從低溫物體傳到高溫物體D．不具有規(guī)則幾何形狀的物體可能具有確定的熔點(diǎn)E．高壓氣體的體積很難進(jìn)一步被壓縮，原因是高壓氣體分子間的作用力表現(xiàn)力斥力(2)如圖所示，系統(tǒng)由左右兩個(gè)側(cè)壁絕熱，底部、截面均為s的容器組成．左容器足夠高，上端敞開(kāi)，右容器上端由導(dǎo)熱材料封閉，兩個(gè)容器的下端由可忽略容積的細(xì)管連通．容器內(nèi)兩個(gè)絕熱的活塞A、B下方封有氮?dú)猓珺上方封有氫氣．大氣的壓強(qiáng)為Po，溫度為T(mén)0=273K，兩個(gè)活塞因自身重量對(duì)下方氣體產(chǎn)生的附加壓強(qiáng)均為0.1P0．系統(tǒng)平衡時(shí)，各氣體柱的高度如圖所示．現(xiàn)將系統(tǒng)的底部浸入恒溫?zé)崴壑?，再次平衡時(shí)A上升了一定的高度．用外力將A緩慢推回第一次平衡時(shí)的位置并固定，第三次達(dá)到平衡后，氫氣柱高度為0.8h．氮?dú)夂蜌錃饩梢暈槔硐霘怏w．求：①第二次平衡時(shí)氮?dú)獾捏w積；②水的溫度．四、針對(duì)訓(xùn)練A卷：1.（2015年高考重慶卷）(l)某駕駛員發(fā)現(xiàn)中午時(shí)車(chē)胎內(nèi)的氣壓高于清晨時(shí)的，且車(chē)胎體積增大．若這段時(shí)間胎內(nèi)氣體質(zhì)量不變且可視為理想氣體，那么.A．外界對(duì)胎內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能減小B．外界對(duì)胎內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能增大C．胎內(nèi)氣體對(duì)外界做功，內(nèi)能減小D．胎內(nèi)氣體對(duì)外界做功，內(nèi)能增大(2)北方某地的冬天室外氣溫很低，吹出的肥皂泡會(huì)很快凍結(jié)．若剛吹出時(shí)肥皂泡內(nèi)氣體溫度為T(mén)1，壓強(qiáng)為p1，肥皂泡凍結(jié)后泡內(nèi)氣體溫度降為T(mén)2，整個(gè)過(guò)程中泡內(nèi)氣體視為理想氣體，不計(jì)體積和質(zhì)量變化，大氣壓強(qiáng)為p0．求凍結(jié)后肥皂膜內(nèi)外氣體的壓強(qiáng)差．2.(1)下列敘述正確的是。（填正確答案標(biāo)號(hào)）A．溫度升高時(shí)，物體內(nèi)每個(gè)分子的熱運(yùn)動(dòng)速度都增大B．布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子對(duì)懸浮固體顆粒的碰撞作用不平衡造成的C．外界對(duì)氣體做正功，氣體的內(nèi)能一定增加D．自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀(guān)過(guò)程都具有方向性E．氣體壓強(qiáng)本質(zhì)上就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力(2)某同學(xué)研究一定質(zhì)量理想氣體的狀態(tài)變化，得出如圖3的p一t圖象。已知在狀態(tài)B時(shí)氣體的體積VB=3L，求：①氣體在狀態(tài)A的壓強(qiáng)；②氣體在狀態(tài)C的體積。3.（2015·懷化模擬）（1）下列說(shuō)法中正確的是。A．?dāng)U散現(xiàn)象不僅能發(fā)生在氣體和液體中，固體中也可以B．巖鹽是立方體結(jié)構(gòu)，粉碎后的巖鹽不再是晶體C．地球大氣的各種氣體分子中氫分子質(zhì)量小，其平均速率較大，更容易掙脫地球吸引而逃逸，因此大氣中氫含量相對(duì)較少D．從微觀(guān)角度看氣體壓強(qiáng)只與分子平均動(dòng)能有關(guān)E．溫度相同的氫氣和氧氣，分子平均動(dòng)能相同(2)一氣象探測(cè)氣球，在充有壓強(qiáng)為76cmHg、溫度為27℃的氫氣時(shí)，體積為3.5m3．當(dāng)氣球上升到6.50km高空的過(guò)程中，氣球內(nèi)氫氣的壓強(qiáng)逐漸減小，但通過(guò)加熱使氣體溫度保持不變，氣球到達(dá)的6.50km處的大氣壓強(qiáng)為36.0cmHg，這一高度氣溫為一48．0℃，以后保持氣球高度不變．求：①氣球在6.50km處的體積．②當(dāng)氫氣的溫度等于一48.0℃后的體積．4.(1)關(guān)于固體、液體和氣體，下列說(shuō)法正確的是。（填正確答案標(biāo)號(hào)）A．固體可以分為晶體和非晶體兩類(lèi)，非晶體和多晶體都沒(méi)有確定的幾何形狀B．液晶像液體一樣具有流動(dòng)性，而其光學(xué)性質(zhì)與某些多晶體相似，具有各向同性C．在圍繞地球運(yùn)行的“天宮一號(hào)”中，自由飄浮的水滴呈球形，這是表面張力作用的結(jié)果D．空氣的相對(duì)濕度越大，空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)越接近同一溫度時(shí)水的飽和汽壓E．大量氣體分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，速率有大有小，但分子的速率按“中間少，兩頭多”的規(guī)律分布(2)如圖7所示，汽缸放置在水平臺(tái)上，活塞質(zhì)量為5kg，厚度不計(jì)，由活塞產(chǎn)生的壓強(qiáng)為0.2×105Pa，汽缸全長(zhǎng)25cm，大氣壓強(qiáng)為1×105Pa，當(dāng)溫度為27℃時(shí)，活塞封閉的氣柱長(zhǎng)10cm。若保持封閉氣體溫度不變，將汽缸緩慢豎起倒置。①求汽缸倒置后封閉氣柱的長(zhǎng)度？②汽缸倒置后，使封閉氣體溫度升至多少K時(shí)，活塞剛好接觸平臺(tái)（活塞摩擦不計(jì)）?.5、如圖甲是一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)A經(jīng)過(guò)狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的V﹣T圖象．已知?dú)怏w在狀態(tài)A時(shí)的壓強(qiáng)是1.5×105Pa．①說(shuō)出A→B過(guò)程中壓強(qiáng)變化的情形，并根據(jù)圖象提供的信息，計(jì)算圖甲中TA的溫度值．②請(qǐng)?jiān)趫D乙坐標(biāo)系中，作出該氣體由狀態(tài)A經(jīng)過(guò)狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的p﹣T圖象，并在圖線(xiàn)相應(yīng)位置上標(biāo)出字母A、B、C．如果需要計(jì)算才能確定的有關(guān)坐標(biāo)值，請(qǐng)寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程．6.(1)下列說(shuō)法中正確的是。甲分子與分子間距離的關(guān)系乙水面上單分子油膜示意圖丙食鹽晶體中鈉、氯離子分布丁牛角點(diǎn)火器戊冰箱工作原理圖A．甲圖中，兩個(gè)分子從很遠(yuǎn)處逐漸靠近，直到不能再靠近為止的過(guò)程中，分子間相互作用的合力先變小后變大B．乙圖中，在測(cè)量分子直徑時(shí)，可把油膜厚度視為分子直徑C．丙圖中，食鹽晶體中的鈉、氯離子按一定規(guī)律分布，具有空間上的周期性D．丁圖中，猛推木質(zhì)推桿，密閉的氣體溫度升高，壓強(qiáng)變大，氣體對(duì)外界做功E．戊圖中，電冰箱的工作過(guò)程表明，熱量可以從低溫物體向高溫物體傳遞(2)氣缸高為h＝1m（氣缸厚度可忽略不計(jì)），固定在水平面上，氣缸中有質(zhì)量m＝6kg、橫截面積為S=10cm2的光滑活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，已知大氣壓強(qiáng)為p0＝l×105Pa，當(dāng)溫度為t＝27℃時(shí)，氣柱長(zhǎng)為L(zhǎng)0＝0.4m．現(xiàn)用豎直向上的拉力F緩慢拉動(dòng)活塞，求：①若拉動(dòng)活塞過(guò)程中溫度保持為27℃，活塞到達(dá)缸口時(shí)拉力F的大小；②若活塞到達(dá)缸口時(shí)拉力大小為80N，此時(shí)缸內(nèi)氣體的溫度．7.（2015·西安交大附中二模）(l)下列說(shuō)法中正確的是。A．一定量氣體膨脹對(duì)外做功100J，同時(shí)從外界吸收120J的熱量，則它的內(nèi)能增大20JB．在使兩個(gè)分子間的距離由很遠(yuǎn)（r＞10-9m）減小到很難再靠近的過(guò)程中，分子間作用力先減小后增大，分子勢(shì)能不斷增大C．由于液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離，液體表面存在張力D．用油膜法測(cè)出油分子的直徑后，要測(cè)定阿伏加德羅常數(shù)，只需再知道油的密度即可E．空氣相對(duì)濕度越大時(shí)，空氣中水蒸氣壓強(qiáng)越接近同溫度水的飽和氣壓，水蒸發(fā)越慢。(2)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再變化到狀態(tài)C，其狀態(tài)變化過(guò)程的p-V圖像如圖5所示。已知該氣體在狀態(tài)A時(shí)的溫度為27℃。則：①該氣體在狀態(tài)B、C時(shí)的溫度分別為多少℃？②該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)c的過(guò)程中內(nèi)能的變化量是多大？③該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)c的過(guò)程中是吸熱，還是放熱？傳遞的熱量是多少？B卷：1．(l)在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，1g水在沸騰時(shí)吸收了2260J的熱量后變成同溫度的水蒸氣，對(duì)外做了170J的功．已知阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.0×1023mol－1，水的摩爾質(zhì)量M=18g/mol．下列說(shuō)法中正確的是（）A．分子間的平均距離增大B．水分子的熱運(yùn)動(dòng)變得更劇烈了C．水分子總勢(shì)能的變化量為2090JD．在整個(gè)過(guò)程中能量是不守恒的E．1g水所含的分子數(shù)為3.3×1022個(gè)(2)如圖所示，粗細(xì)均勻、上端封閉的三通細(xì)玻璃管中用水銀與活塞封閉了兩段溫度相同、長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)A＝25cm和LB＝30cm的理想氣體A、B，豎直管中兩段水銀柱長(zhǎng)均為h＝15cm，水平管中水銀柱足夠長(zhǎng)，右端和大氣相通，大氣壓強(qiáng)p0＝75cmHg．現(xiàn)緩慢抽動(dòng)玻璃管下端的活塞，使A.B兩部分氣體體積相同，求活塞下移的距離．2.(1)下列說(shuō)法正確的是（填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分。每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分）A．若某物質(zhì)的分子體積為V0，摩爾質(zhì)量為M，摩爾體積為V，密度為p，則有V＝EQ\F(M,ρ)V0＝EQ\F(V,NA)＝EQ\F(M,ρNA)B．顯微鏡下觀(guān)察到的布朗運(yùn)動(dòng)并不是分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，但它反映了分子的無(wú)規(guī)則遠(yuǎn)動(dòng)C．將一定質(zhì)量的氣體等溫壓縮，外界對(duì)氣體做功，氣體的分子勢(shì)能增大，同時(shí)放出熱量D．做功和熱傳遞均可改變物體的內(nèi)能，但熱量只能自發(fā)地由高溫物體傳給低溫物體，無(wú)論采用哪種方式均不可能使物體的溫度降為絕對(duì)零度E．晶體熔化過(guò)程中，分子的平均動(dòng)能保持不變，分子勢(shì)能增大(2)如圖10所示，噴灑農(nóng)藥用的某種噴霧器，其藥液桶的總?cè)莘e為15L，裝入藥液后，封閉在藥液上方的空氣體積為1.5L，打氣筒活塞每次可以打進(jìn)1atm、250cm3的空氣。(1)若要使氣體壓強(qiáng)增大到6atm，應(yīng)打氣多少次？(2)如果壓強(qiáng)達(dá)到6atm，時(shí)停止打氣，并開(kāi)始向外噴藥，那么當(dāng)噴霧器不能再向外噴藥時(shí)，桶內(nèi)剩下的藥液還有多少升？3.［河南豫南九校2014屆二模l(1)下列說(shuō)法正確的是。A．熵增加原理說(shuō)明一切自然過(guò)程總是向著分子熱運(yùn)動(dòng)的無(wú)序性減小的方向進(jìn)行B．在絕熱條件下壓縮氣體，氣體的內(nèi)能一定增加C．布朗運(yùn)動(dòng)是在顯微鏡中看到的液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)D．水可以浸潤(rùn)玻璃，但是不能浸潤(rùn)石蠟，這個(gè)現(xiàn)象表明一種液體是否浸潤(rùn)某種固體與這兩種物質(zhì)的性質(zhì)都有關(guān)系E．液晶顯示器是利用了液晶對(duì)光具有各向異性的特點(diǎn)(2)如圖所示汽缸由兩個(gè)截面不同的圓筒連接而成，活塞A、B被輕質(zhì)剛性細(xì)桿連接在一起，可無(wú)摩擦移動(dòng)，A、B的質(zhì)量分別mA=12kg,rnB=8.0kg，橫截面積分別為SA=4.0×10—2m2，SB=2.0×10－2m2，一定質(zhì)量的理想氣體被封閉在兩活塞之間，活塞外側(cè)與大氣相通，大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105Pa．①汽缸水平放置達(dá)到如圖甲所示的平衡狀態(tài)，求氣體的壓強(qiáng)．②如果滿(mǎn)足圖甲所示狀態(tài)時(shí)，氣體的體積V1=2.0×10－2m3．現(xiàn)保持溫度不變，將汽缸豎直放置，達(dá)到平衡后如圖乙所示．與圖甲相比，活塞在汽缸內(nèi)移動(dòng)的距離L為多少？重力加速度g取10m/s2．4、（2013·新課標(biāo)全國(guó)卷I）(1)兩個(gè)相距較遠(yuǎn)的分子僅在分子力作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，直至不再靠近．在此過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是．（填正確答案標(biāo)號(hào)）A．分子力先增大，后一直減小B．分子力先做正功，后做負(fù)功C．分子動(dòng)能先增大，后減小D．分子勢(shì)能先增大，后減小E．分子勢(shì)能和動(dòng)能之和不變p0/3p0K(2)如圖所示，兩個(gè)側(cè)壁絕熱、頂部和底部都導(dǎo)熱的相同汽缸直立放置，汽缸底部和頂部均有細(xì)管連通，頂部的細(xì)管帶有閥門(mén)K．兩汽缸的容積均為V0，汽缸中各有一個(gè)絕熱活塞（質(zhì)量不同，厚度可忽略）．開(kāi)始時(shí)K關(guān)閉，兩活塞下方和右活塞上方充有氣體（可視為理想氣體），壓強(qiáng)分別為p0和p0/3；左活塞在汽缸正中間，其上方為真空；右活塞上方氣體體積為V0/4．現(xiàn)使汽缸底與一恒溫?zé)嵩唇佑|，平衡后左活塞升至汽缸頂部，且與頂部剛好沒(méi)有接觸；然后打開(kāi)K，經(jīng)過(guò)一p0/3p0K①恒溫?zé)嵩吹臏囟萒；②重新達(dá)到平衡后，左汽缸中活塞上方氣體的體積.Vx．氣體的性質(zhì)應(yīng)用（一）答案考題再現(xiàn)：1、解析：設(shè)初始時(shí)，右管中空氣柱的壓強(qiáng)為，長(zhǎng)度為；左管中空氣柱的壓強(qiáng)為，長(zhǎng)度為。活塞被推下h后，右管中空氣柱的壓強(qiáng)為，長(zhǎng)度為；左管中空氣柱的壓強(qiáng)為，長(zhǎng)度為。以cmHg為壓強(qiáng)單位，由題給條件得

根據(jù)玻意耳定律

聯(lián)立解得

根據(jù)題意可得，

根據(jù)玻意耳定律可得，解得2、解析：（1）設(shè)初始時(shí)氣體體積為V1，在大活塞與大圓筒底部旬接觸時(shí)，缸內(nèi)封閉氣體的體積為V2，溫度為T(mén)2由題給條件得V1＝S1（l/2）＋S2（l－l/2）①V2＝S2l②在活塞緩慢下移的過(guò)程中，用p1表示缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)，由力的平衡條件得S1（p1一p）＝m1g＋m2g+S2（p1一p）③故缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不變由蓋-呂薩克定律有eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)④聯(lián)立①②④式并代入題給數(shù)據(jù)得T2＝330K．⑤(2)在大活塞與大圓筒底部剛接觸時(shí)，被封閉氣體的壓強(qiáng)為p1在此后與汽缸外大氣達(dá)到熱平衡的過(guò)程中，被封閉氣體的體積不變，設(shè)達(dá)到熱平衡時(shí)被封閑氣體的壓強(qiáng)為p′，由查理定律，有p′/T＝P1/T2⑥聯(lián)立③⑤⑥式并代入題給數(shù)據(jù)得p′＝l.01×105Pa.答案：(1)330K(2)1.01×105Pa例1：(1)BDE(2)(=1\*romani）tA=1270CtB=-1730C；(=2\*romanii）吸熱解析：(2)(=1\*romani）A-C發(fā)生等容變化，,解得：TC=100K，即tC=-1730C，從B到C為等壓變化，，解得TB=400K，即tB=1270C(=2\*romanii），從狀態(tài)A到狀態(tài)B氣體溫度不變，所以△U=0，氣體體積膨脹，所以對(duì)外做功，所以吸熱。變式1：(1)ACE(2)①3atrn②見(jiàn)解析圖198L解析(1)A到B溫度升高，氣體內(nèi)能只和溫度有關(guān)，所以?xún)?nèi)能增大；A到B內(nèi)能增大，體積增大，對(duì)外做功，必須吸收熱量；由圖可知V＝kt，k是常數(shù)；根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程EQ\F(pV,T)＝CEQ\F(pkt,273＋t)＝C，則p＝EQ\F(273C,kt)＋EQ\F(C,k)，A到B，t升高，p減小.(2)①氣體做等溫變化，p0＝1atm，p1＝2atm，V0＝1.0L，V1＝l.0L2atm的空氣在壓強(qiáng)為p0時(shí)的體積V2＝EQ\F(p1V1,p0)，相當(dāng)于密封的空氣V0和加的空氣V2做等溫變化：p0(V2+V0)=p2V0解得：p2＝3atm②打開(kāi)閥門(mén)后，水從噴嘴噴出（噴嘴與水面等高），此時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)和外界的壓強(qiáng)相等為p0，封閉的氣體做等溫變化，p2V0＝p0V3解得：V3＝3.0L故容器內(nèi)剩余水的體積為198L．作圖如圖所示例2：解析(1)在人壓向球的過(guò)程中，外界對(duì)球做功，氣體的體積減小，故氣體的密度增大；氣體溫度不變，故氣體分子的平均動(dòng)能不變；由于外界對(duì)氣體做功，但氣體溫度不變，故內(nèi)能不變；由熱力學(xué)第一定律可知，氣體對(duì)外放熱；故AC錯(cuò)誤；BD正確；氣體的初狀態(tài)參量：p1=p0=1.0×105Pa，V1=L1S，T1=273+27=300K，物體A開(kāi)始移動(dòng)前氣體做等容變化，此時(shí)氣體的壓強(qiáng)：，由查理定律得：，解得：T2=330K；②物塊B剛要移動(dòng)時(shí)氣體壓強(qiáng)：，氣體體積：V3=（L1+d）S，由理想氣體狀態(tài)方程得：，解得：T3=540K；變式2：解析：(1)分子間的距離有一個(gè)特殊值r0，此時(shí)分子間引力與斥力平衡，分子勢(shì)能最小．當(dāng)分子間的距離小于廠(chǎng)r0時(shí)，分子勢(shì)能隨距離的增大而減小，當(dāng)分子間的距離大于r0時(shí)，分子勢(shì)能隨距離的增大而增大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化．在有外力做功的情況下熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．(2)①根據(jù)U形管兩側(cè)水銀面的高度差為△h＝1.5cm，可知A中氣體壓強(qiáng)pAl＝p0＋p△h＝75cmHg＋1.5cmHg=76.5cmHg而pA1＝p0＋p塞所以活塞產(chǎn)生的壓強(qiáng)p塞＝1.5cmHg=1.5×EQ\F(1,75)×105Pa＝0.02×105Pa由p塞＝rng/S，解得m＝2kg．②由于活塞光滑，所以氣體等壓變化，U形管兩側(cè)水銀面的高度差不變?nèi)詾椤鱤=l.5cm初狀態(tài)：溫度T1＝300K，體積V1＝50S；末狀態(tài)：溫度T2＝210K，體積V2＝L′S由蓋·呂薩克定律，EQ\F(V1,T1)＝EQ\F(V2,T2)解得活塞離容器底部的高度L′=35cm．答案：(1)BDE(2)①2kg②35cm例3：．（1）EQ\F(4ΠR2p0NA,Mg)，EQ\R(3,EQ\F(Mgh,p0NA))(2)EQ\F(mgV,p0S2+mgS)(l)大氣壓是由地球大氣層的重力產(chǎn)生，設(shè)大氣層質(zhì)量為m，地球表面積為S，則mg=p0S又S=4πR2則大氣分子數(shù)理n＝EQ\F(m,M)NA＝EQ\F(p0SNA,Mg)＝EQ\F(4ΠR2p0NA,Mg)氣體分子間距大，所以把每一個(gè)氣體分子平均占據(jù)的空間認(rèn)為是一個(gè)立方體模型，立方體邊長(zhǎng)即為分子間平均距離假設(shè)為a，因?yàn)榇髿鈱拥暮穸冗h(yuǎn)小于地球半徑，所以大氣層每一層的截面積都為地球的表面積S，大氣層體積V＝Sh=4πR2h，V＝na3聯(lián)立以上各式得a=EQ\R(3,EQ\F(Mgh,p0NA))(2)本題主要考查理想氣體狀態(tài)方程.假設(shè)A與B間的氣體壓強(qiáng)為p1、B與容器底面之間壓強(qiáng)為p2，漏氣前：對(duì)A：p1＝p0+EQ\F(mg,S)對(duì)B：p2＝p1＋EQ\F(mg,S)最終B與底面接觸后，AB間氣體壓強(qiáng)為p，體積為V′，p＝p0＋EQ\F(mg,S)因?yàn)镋Q\F(p1V,T)＋EQ\F(p2V,T)＝EQ\F(pV′,T)（p1+p2）V＝pV′（T不變）漏氣前A距離底面高度h1＝EQ\F(2V,S)漏氣后A距離底面高度h2=EQ\F(V′,S)h2－h(huán)1＝EQ\F(mgV,p0S2＋mgS)變式3：設(shè)末態(tài)的壓強(qiáng)為p，由玻意耳定律得p＝EQ\F(P0hS,0.8hS)＝1.25p0活塞A從最高點(diǎn)被推回第一次平衡時(shí)位量的過(guò)程是等溫過(guò)程．該過(guò)程的初態(tài)壓強(qiáng)為1.1p0，體積為V；末態(tài)壓強(qiáng)為p′，體積為V′，則p′＝p＋0.1p0＝1.35p0V′＝2.2hS．由玻意耳定律得V＝EQ\F(1.35P0,1.1p0)×2.2hS＝2.7hS．②活塞A從最初位置升到最高點(diǎn)的過(guò)程為等壓過(guò)程，該過(guò)程的初態(tài)體積和溫度分別為2hS和T0＝273K，末態(tài)體積為2.7hS.設(shè)末態(tài)溫度為T(mén)，由蓋一呂薩克定律得T＝EQ\F(2.7hS,2hS)T0=368.55K．針對(duì)訓(xùn)練：A卷：1、(I)D（2）EQ\F(T2,T1)p1－p0(1)由理想氣體狀態(tài)方程EQ\F(pV,T)＝C可知，對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，壓強(qiáng)和體積都增大時(shí)溫度一定升高；而一定質(zhì)量的理想氣體，其內(nèi)能僅與溫度有關(guān)，溫度升高時(shí)內(nèi)能增大；因?yàn)檐?chē)胎體積增大，所以胎內(nèi)氣體對(duì)外界做功．綜上可知，選項(xiàng)D正確，選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤．(2)肥皂泡內(nèi)氣體的變化可視為等容變化，由查理定律可得EQ\F(P1,T1)＝EQ\F(P2,T2)解得p2＝EQ\F(T2,T1)p1.故凍結(jié)后肥皂膜內(nèi)外氣體的壓強(qiáng)差△p＝p2一p0＝EQ\F(T2,T1)p1－p0．2、解析(1)由于大量分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性，溫度升高時(shí)，物體內(nèi)大多數(shù)分子的熱運(yùn)動(dòng)速率增大，并非每個(gè)分子的速率都增大，A項(xiàng)錯(cuò)誤；布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子從各個(gè)方向?qū)腋」腆w顆粒的碰撞作用不平衡造成的，B項(xiàng)正確；外界對(duì)氣體做正功的同時(shí)，若氣體放熱，且釋放的熱量大于外界做的功，氣體的內(nèi)能將減少，C項(xiàng)錯(cuò)誤；自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀(guān)過(guò)程都具有方向性，D項(xiàng)正確；從微觀(guān)上看，氣體壓強(qiáng)就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力，E項(xiàng)正確。(2)①?gòu)膱D中可知，pB＝1.0atm，TB＝(273+91)K＝364KTA=273K由查理定律得EQ\F(PA,TA)＝EQ\F(PB,TB)即EQ\F(PA,273)＝EQ\F(1,364)解得pA＝0.75atm②從圖中可知，pB=1.0atm，VB＝3L，pC＝1.5atm由玻意耳定律得pBVB＝pCVC即1.0×3＝1.5VC解得VC＝2L答案(1)BDE(2)①0.75atm②2L3、解析：(1)擴(kuò)散現(xiàn)象也可以在固體中發(fā)生，A項(xiàng)正確．粉碎后的巖鹽顆粒仍具有立方體結(jié)構(gòu)，仍為晶體，B項(xiàng)錯(cuò)誤．從微觀(guān)角度看氣體壓強(qiáng)與分子平均動(dòng)能和氣體分子密集程度：兩個(gè)因素有關(guān)，D項(xiàng)錯(cuò)誤．根據(jù)分子動(dòng)理論，分子的平均動(dòng)能取決于溫度，與分子種類(lèi)無(wú)關(guān)，E項(xiàng)正確．由于各種氣體分子的平均動(dòng)能EQ\F(1,2)mv2相等，氫氣分子的平均速率最大，C項(xiàng)正確．(2)①氣球上升過(guò)程是一個(gè)等溫變化過(guò)程，有：p1V1=p2V2，解得V2≈7.39m3．②氣球在6.50km處時(shí)，氣體是一個(gè)等壓變化過(guò)程，有：EQ\F(V2,T1)＝EQ\F(V3,T2)，解得V3≈5.54m3．答案：(1)ACE(2)①7.39m3②5.54m34、(1)非晶體與多晶體沒(méi)有天然的規(guī)則幾何形狀，選項(xiàng)A正確；液晶既有晶體的特性（具有各向異性）又有液體的流動(dòng)性，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在完全失重時(shí)，由于表面張力作用，水滴呈球形，選項(xiàng)C正確；空氣濕度越大，空氣中的水蒸氣越接近飽和狀態(tài)，選項(xiàng)D正確；分子速率分布規(guī)律是“中間多，兩頭少”，選項(xiàng)E錯(cuò)誤。(2)①汽缸倒置過(guò)程，氣體做等溫變化：p1＝p0＋EQ\F(mg,S)＝1.2×l05Pap2＝p0－EQ\F(mg,S)＝0.8×l05Pap1V1＝p2V2V＝SLp1L1＝p2L2解得L2＝15cm②氣體升溫過(guò)程做等壓變化，T2＝T1＝(273+27)K=300KL2＝15cm，L3＝25cmEQ\F(V2,T2)＝EQ\F(V3,T3)T3＝EQ\F(V3,V2)T2＝EQ\F(L3,L2)T2＝500K（或t＝227℃）答案(1)ACD(2)①15cm②500K5、解析：（1）由圖甲所示圖象可知，A與B的連線(xiàn)的延長(zhǎng)線(xiàn)過(guò)原點(diǎn)O，所以A→B是一個(gè)等壓變化，即pA=pB=1.5×105Pa，由圖示圖象可知：VA=0.4m3，VB=VC=0.6m3，TB=300K，TC=400K，從A到B過(guò)程，由概率薩克定律得：得TA=200K；（2）由圖甲所示圖象可知，從B到C為等容過(guò)程，由（1）知：pB=1.5×105Pa，TB=300K，TC=400K，由查理定律得：，解得：pC=2×105Pa，氣體狀態(tài)變化圖象如圖所示：答：（1）溫度值TA為200K．（2）如圖所示6、解析：(2)①初態(tài)靜止時(shí)，對(duì)活塞受力分析可得：p1＝EQ\F(mg,S)+p0＝1.6×105Pa活塞剛到缸口時(shí)，L2＝1m，由理想氣體方程可得：p1SL0＝p2SL2得p2＝0.64×105Pa對(duì)活塞受力分析，由平衡條件可得：F=mg＋(p0－p2)S＝96N②溫度升高活塞剛到缸口時(shí)，L3＝1m對(duì)活塞受力分析，由平衡條件可得：p3＝p0＋EQ\F(mg,S)一EQ\F(F,S)＝0.8×105Pa由理想氣體方程可得：EQ\F(p3L3S,T3)＝EQ\F(p1L0S,T1)T3＝EQ\F(p3L3T1,p1L0)＝EQ\F(0.8×105×1×300,1.6×105×0.4)K=375K答案：（1）BCE（2）①96N②375K7、解析：(l)根據(jù)熱力學(xué)第一定律知：△U=W+Q=－100J+120J＝20J，A正確；在使兩個(gè)分子間的距離由很遠(yuǎn)（r＞10－9m）減小到很難再靠近的過(guò)程中，分子間作用力先增大后減小再增大，分子勢(shì)能先減小后增大，B錯(cuò)誤；由于液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離，液體表面存在張力，C正確；用油膜法測(cè)出油分子的直徑后，要測(cè)定阿伏加德羅常數(shù)，只需再知道油的摩爾體積即可，D錯(cuò)誤；空氣相對(duì)濕度越大時(shí)，空氣中水蒸氣壓強(qiáng)越接近同溫度水的飽和氣壓，水蒸發(fā)越慢，E正確。(2)①狀態(tài)A：tA＝300K，pA=3×105Pa，VA=l×10－3m3狀態(tài)B：tB＝？pB＝1×105Pa，VB＝1×10－3m3狀態(tài)C：tc＝？pc＝1×105Pa，Vc＝3×10－3m3A到B過(guò)程等容變化，由等容變化規(guī)律得：EQ\F(pA,tA)=EQ\F(pB,tB)，代入數(shù)據(jù)得：tB＝100K=－173℃B到C為等壓變化，由等壓變化規(guī)律得：EQ\F(VB,tB)＝EQ\F(VC,tc)，代入數(shù)據(jù)得：tc＝300K＝27℃。②因?yàn)闋顟B(tài)A和狀態(tài)C溫度相等，且氣體的內(nèi)能是所有分子的動(dòng)能之和，溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志所以在這個(gè)過(guò)程中：△U＝0。③由熱力學(xué)第一定律得：△U=Q+W，因?yàn)椤鱑＝0故：Q=－W在整個(gè)過(guò)程中，氣體在B到C過(guò)程對(duì)外做功，所以：w＝一p△V＝一1×105×(3×l0－3－1×10－3)J＝－200J即：Q=200J，是正值，故在這個(gè)過(guò)程中吸熱。答案：(1)ACE(2)①一173℃27℃②0③吸熱200JB卷：1．解析：(1)液體變成氣體后，分子間的平均距離增大了，選項(xiàng)A正確；溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度的標(biāo)志，由于兩種狀態(tài)下的溫度是相同的，故兩種狀態(tài)下水分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度是相同的，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；水發(fā)生等溫變化，分子平均動(dòng)能不變，因水分子總數(shù)不變，分子的總動(dòng)能不變，根據(jù)熱力學(xué)第一定律△U=Q+W，可得水的內(nèi)能的變化量為△U＝2260J一170J=2090J，即水的內(nèi)能增大2090J，則水分子的總勢(shì)能增大了2090J，選項(xiàng)C正確；在整個(gè)過(guò)程中能量是守恒的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；1g水所含的分子數(shù)為n=EQ\F(m,M)NA＝EQ\F(1,18)×6.0×1023=3.3×1022（個(gè)），選項(xiàng)E正確．(2)當(dāng)B部分氣體的體積達(dá)到lA＝25cm時(shí)，設(shè)下端水銀柱長(zhǎng)度變?yōu)長(zhǎng)，對(duì)B部分氣體初狀態(tài)：p1＝p0＋h，V1＝lBS；末狀態(tài)：p2＝p0＋L，V2＝lAS；由玻意耳定律得：（p0＋h）lBS＝（p0+L）lAS代入數(shù)據(jù)解得：L＝33cm．則活塞下移的距離為x＝（lA+L）一（lB十h）代入數(shù)據(jù)解得：x＝13cm．答案：（1）ACE（2）13cm2、解析（1）根據(jù)題意有V＝EQ\F(M,ρ)，若該物質(zhì)是固體或液體，分子間隙可不計(jì)，則有V0＝EQ\F(V,NA)＝EQ\F(M,ρNA)，若該物質(zhì)是氣體，則V0＜EQ\F(V,NA)＝EQ\F(M,ρNA)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的固體顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，并不是分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，但布朗運(yùn)動(dòng)反映了液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B正確；將一定質(zhì)量的氣體等溫壓縮，外界對(duì)氣體做功，氣體分子平均動(dòng)能不變，分子勢(shì)能減小，則內(nèi)能減小，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體放出熱量，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；做功和熱傳遞均可改變物體的內(nèi)能，但熱量只能自發(fā)地由高溫物體傳給低溫物體，根據(jù)熱力學(xué)第三定律可知，不可能使物體的溫度降為絕對(duì)零度；選