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高频考点15气态方程与热力学定律
[对应学生用书P150]
1.水枪是孩子们喜爱的玩具,常见的气压式水枪储水罐示意如图所示。从储水罐充气口
充入气体,达到一定压强后,关闭充气口。扣动扳机将阀门M打开,水即从枪口喷出。若在
水不断喷出的过程中,罐内气体温度始终保持不变,则气体()
充气口
气体
M
A.压强变大
B.对外界做功
C.对外界放热
D.分子平均动能变大
解析在水不断向外喷出的过程中,罐内气体体积增大,则气体对外做功,根据玻意耳
定律可知,罐内气体的压强减小,选项A错误,B正确;由于罐内气体温度不变,不对外放
热,选项C错误;根据温度是影响分子平均动能唯一因素可知,温度不变,分子平均动能不
变,选项D错误。
答案B
2
0 V
V v
(2022连云港模拟一定质量的理想气体状态变化如p-V图所示,图中,=32,2=4斯,
状态1、2对应的温度分别为T1、T2。由状态1变化到状态2的过程中,下列说法正确的是()
A.气体内能不变
B.气体对外做功并放热
C.气体分子热运动平均动能增大
D.单位时间内器壁单位面积上受气体分子撞击的次数增加
解析根据理想气体状态方程p1V1T1=3p2V1T1=p2V2T2=4p2V1T2,可得T1<T2,因此
从状态1到状态2,气体分子热运动平均动能增大,气体内能增加,而气体体积增大,气体
对外做功,因此气体通过吸热,增加了内能,故A、B错误,C正确:分子平均动能增大,
因此分子撞击器壁的力增大,而状态1变化到状态2的过程中气体压强减小了,因此器壁上
单位面积上受气体分子撞击的次数减少,故D错误。
答案C
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(多选)如图所示,有一圆柱形汽缸,上部有固定挡板,汽缸内壁的高度是2L,一个很薄
且质量不计的活塞封闭一定质量的理想气体,开始时活塞处在离底部L高处,外界大气压强
为1.0×10Pa,温度为27℃,现对气体缓慢加热,下列说法正确的是(
)
A.气体加热到127℃的过程,气体吸收的热量大于内能增加量
B.气体加热到227℃的过程,单位时间内气体分子对容器壁单位面积撞击的次数减少
C.气体加热到327℃时,封闭气体的压强为2.0×105Pa
D.气体加热到427℃时,封闭气体的压强为1.17×105Pa
解析设汽缸横截面积为S,活塞恰上升到汽缸上部挡板处时,气体温度为T2,气体做
等压变化,则对于封闭气体,初状态T1=rc)(a\vs4\al\co1(27+273)K,=LS,p
Po
末状态2=2LS,=a,由V1T1=V2T2解得T2=600K,即2=327C,故A、B正确,
C错误。设当加热到427℃时气体的压强变为内,在此之前活塞已上升到汽缸上部挡版处,
气体做等容变化,则对于封闭气体,初状态T=600K,'2=2LS,2=1.0×105Pa
末状态T3=700K,3=2LS,由p3T3=p2T2,代入数据得=1.17×105Pa,故D正确。
答案ABD
4
火罐
(多选)2022济南二模)中医拔火罐的物理原理是利用火罐内外的气压差使罐吸附在人体
上,进而可以养疗。如图所示,是治疗常用的一种火罐,使用时,先加热罐中气体,然后迅
速按到皮肤上,降温后火罐内部气压低于外部,从而吸附在皮肤上某次使用时,先将气体由
300K加热到400K,按在皮肤上后,又降至300K,由于皮肤凸起,罐内气体体积变为罐容
积的1516,以下说法正确的是()
A.加热后罐内气体质量是加热前的34
B.加热后罐内气体质量是如热前的37
C.温度降至300K时,罐内气体压强变为原来的34
D.温度降至300K时,罐内气体压强变为原来的45
解析由等压变化可得V1T1=V2T2得3=T2V1T1=400×V1300=43,气体总体积变
为原来的三分之四,总质量不变,则火罐内气体的密度变为原来的四分之三,所以加热后罐
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内气体质量是加热前的34,故A正确,B错误:由理想气体状态方程可得p3V3T3=p2V2T2,
即1516300=p2×V0400,则罐内气体压强变为原来的45,故C错误,D正确。
答案AD
5
出水口
大金属管
活塞
阀门
h
小金属管
水位线
密地下水
如图所示为农村打水装置的原理结构图,打水时先将活塞推到阀门处且阀门关闭,在活
塞上方加水,活塞上移时阀门自动开启,阀门与地下水之间的空气将扩散到阀门与活塞之间,
活塞再下移时阀门关闭,空气就从活塞与大金属管壁之间逸出,反复操作,地下