2019年高考物理一轮复习 第12章 热学 第2讲 固体、液体与气体习题 新人教版

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1、第十二章　第2讲固体、液体与气体1．(2017·全国卷Ⅰ)(多选)氧气分子在0℃和100℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。下列说法正确的是(　ABC　)A．图中两条曲线下面积相等B．图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形C．图中实线对应于氧气分子在100℃时的情形D．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目E．与0℃时相比，100℃时氧气分子速率出现在0～400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大[解析]　根据气体分子单位速率间隔的分子数占总分子数

2、的百分比随气体分子速率的变化曲线的意义可知，题图中两条曲线下面积相等，A正确；题图中虚线占百分比较大的分子速率较小，所以对应于氧气分子平均动能较小的情形，B正确；题图中实线占百分比较大的分子速率较大，分子平均动能较大，根据温度是分子平均动能的标志，可知实线对应于氧气分子在100℃时的情形，C正确；根据分子速率分布图可知，题图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目占总分子数的百分比，不能得出任意速率区间的氧气分子数目，D错误；由分子速率分布图可知，与0℃时相比，100℃时氧气分子速率出现在0～400m/s区间内的

3、分子数占总分子数的百分比较小，E错误。2．(2017·全国Ⅰ)如图，容积均为V的汽缸A、B下端有细管(容积可忽略)连通，阀门K2位于细管的中部，A、B的顶部各有一阀门K1、K3；B中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略)。初始时，三个阀门均打开，活塞在B的底部；关闭K2、K3，通过K1给汽缸充气，使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1。已知室温为27℃，汽缸导热。(1)打开K2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强；(2)接着打开K3，求稳定时活塞的位置；(3)再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20℃，求

4、此时活塞下方气体的压强。答案：(1)　2p0　(2)B的顶部　(3)1.6p0[解析]　(1)设打开K2后，稳定时活塞上方气体的压强为p1，体积为V1。依题意，被活塞分开的两部分气体都经历等温过程。由玻意耳定律得poV＝p1V1　①(3p0)V＝p1(2V－V1)　②联立①②式得V1＝　③p1＝2p0　④(2)打开K3后，由④式知，活塞必定上升。设在活塞下方气体与A中气体的体积之和为V2(V2≤2V)时，活塞下气体压强为p2。由玻意耳定律得(3p0)V＝p2V2　⑤由⑤式得p2＝p0　⑥由⑥式知，打开K3后活塞

5、上升直到B的顶部为止；此时p2为p′2＝p0(3)设加热后活塞下方气体的压强为p3，气体温度从T1＝300K升高到T2＝320K的等容过程中，由查理定律得＝　⑦将有关数据代入⑦式得p3＝1.6p03．(2017·全国卷Ⅱ)一热气球体积为V，内部充有温度为Ta的热空气，气球外冷空气的温度为Tb。已知空气在1个大气压、温度为T0时的密度为ρ0，该气球内、外的气压始终都为1个大气压，重力加速度大小为g。(1)求该热气球所受浮力的大小；(2)求该热气球内空气所受的重力；(3)设充气前热气球的质量为m0，求充气后它还能托

6、起的最大质量。答案：(1)＝Vgρ0　(2)Vgρ0　(3)Vρ0T0()－m0[解析]　(1)设1个大气压下质量为m的空气在温度为T0时的体积为V0，密度为ρ0＝①在温度为T时的体积为VT，密度为ρT＝　②由盖—吕萨克定律得＝　③联立①②③式得ρT＝ρ0　④气球所受到的浮力为f＝ρTbgV　⑤联立④⑤式得f＝Vgρ0　⑥(2)气球内热空气所受的重力为G＝ρTaVg　⑦联立④⑦式得G＝Vgρ0　⑧(3)设该气球还能托起的最大质量为m，由力的平衡条件得mg＝f－G－m0g　⑨联立⑥⑧⑨式得m＝Vρ0T0(－)－m

7、04．(2017·全国卷Ⅲ)一种测量稀薄气体压强的仪器如图(a)所示，玻璃泡M的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管K1和K2。K1长为l，顶端封闭，K2上端与待测气体连通；M下端经橡皮软管与充有水银的容器R连通。开始测量时，M与K2相通；逐渐提升R，直到K2中水银面与K1顶端等高，此时水银已进入K1，且K1中水银面比顶端低h，如图(b)所示。设测量过程中温度、与K2相通的待测气体的压强均保持不变。已知K1和K2的内径均为d，M的容积为V0，水银的密度为ρ，重力加速度大小为g。求：(1)待测气体的压强；(2)该仪器

8、能够测量的最大压强。答案：(1)　(2)[解析]　(1)水银面上升至M的下端使玻璃泡中气体恰好被封住，设此时被封闭的气体的体积为V，压强等于待测气体的压强p0，提升R，直到K2中水银面与K1顶端等高时，K1中水银面比顶端低h；设此时封闭气体的压强为p1，体积为V1，则V＝V0＋πd2l　①V1＝πd2h　②由力学平衡条件得p1＝p＋ρgh　③整个过程为等温过程，由玻意耳定律得pV＝p1