专题34 气体实验定律的综合应用-2024届高考物理一轮复习热点题型归类训练

专题34 气体实验定律的综合应用 目录 题型一 气体实验定律的理解和应用 1 题型二 应用气体实验定律解决“三类模型”问题 10 类型1 “玻璃管液封”模型 10 类型2　“汽缸活塞类”模型 21 类型3 变质量气体模型 30 题型三 热力学第一定律与气体实验定律的综合应用 40 题型一 气体实验定律的理解和应用 1．理想气体状态方程与气体实验定律的关系 ＝ 2．两个重要的推论 (1)查理定律的推论：Δp＝ΔT (2)盖－吕萨克定律的推论：ΔV＝ΔT 3．利用气体实验定律解决问题的基本思路 【例1】（2023·广东深圳·校考模拟预测）为方便抽取密封药瓶里的药液，护士一般先用注射器注入少量气体到药瓶里后再抽取药液，如图所示，某种药瓶的容积为0.9mL，内装有0.5mL的药液，瓶内气体压强为，护士把注射器内横截面积为、长度为0.4cm、压强为的气体注入药瓶，若瓶内外温度相同且保持不变，气体视为理想气体。 （1）注入气体后与注入气体前相比，瓶内封闭气体的总内能如何变化？请简述原因。 （2）求此时药瓶内气体的压强。 【例2】．（2023·山东·模拟预测）某同学利用实验室闲置的1m长的玻璃管和一个标称4.5L的导热金属容器做了一个简易温度计。如图所示，将1m长的直尺和玻璃管固定在木板上，直尺与玻璃管两端对齐，玻璃管左端A开口，玻璃管右端B处用细软管与金属容器连接，接口处均密封良好，在玻璃管内有一小段密封良好、可自由滑动的圆柱体蜡块（长度可以忽略），蜡块与玻璃管的摩擦不计。大气压强始终为，软管内部体积可忽略，玻璃管内横截面积为。当温度为时，蜡块刚好在玻璃管的正中间。取绝对零度为－273。 （1）计算这个温度计测量温度的最大值。 （2）若用一个光滑密封的活塞从左端A缓慢向右推进，直到把蜡块从玻璃管中间位置压到玻璃管右端B点，求此时金属容器中气体的压强。（由于导热，气体的温度保持不变） 【答案】（1）330K；（2） 【详解】（1）因被封的气体进行等压变化，设金属容器的体积为V，由题意可知 其中 解得 （2）蜡块从玻璃管中间位置压到玻璃管右端B点，此时容器内气体的压强为p，则 解得 【例3】．（2023·浙江温州·乐清市知临中学校考模拟预测）如图所示，老师带领学生表演“马德堡半球实验”。他先取出两个在碗底各焊接了铁钩的不锈钢碗，在一个碗里烧了一些纸，然后迅速把另一个碗扣上，再在碗的外面浇水，使其冷却到环境温度。用两段绳子分别钩着铁钩朝相反的方向拉，试图把两个碗拉开。当两边的人各增加到5人时，平均每人施加200N拉力，才把碗拉开。已知碗口的半径为10cm，环境温度为27℃，实验过程中碗不变形，也不漏气。大气压，绝对零度为-273℃，取3.求 （1）大气压施加在一个锈钢碗上的压力； （2）试定性分析在碗的外面浇水使其冷却的目的； （3）请你估算两个不锈钢碗刚被扣上时，里面空气的温度是多少？    【例4】．（2023·湖南·模拟预测）如图所示，盛放某种特殊气体的导热双体罐由A、B两部分组成，其容积分别为和。已知A内气体压强为，温度，B内为真空。A、B之间由气阀K连接，当A、B之间气压差值大于时阀门打开，小于此值时关闭。求： （1）满足K不打开条件的A内气体的热力学温度的最大值； （2）当环境温度为320K时，B内气体的压强。    【例5】．(2022·湖北省摸底)使一定质量的理想气体按图中箭头所示的顺序变化，图中BC段是以纵轴和横轴为渐近线的双曲线。 (1)已知气体在状态A的温度TA＝300 K，求气体在状态B、C和D的温度各是多少？ (2)将上述状态变化过程画成用体积V和温度T表示的图线(图中要标明A、B、C、D四点，并且要画箭头表示变化的方向)。说明每段图线各表示什么过程。 【例6】．(2022·广东深圳市4月调研)如图所示，“手掌提杯”实验可反映大气压的存在。先将热水加入不计壁厚的玻璃杯中，杯子升温后将水倒掉，再迅速用手盖住杯口，待杯中密封气体缓慢冷却至室温，手掌竖直向上提起，杯子跟着手掌被提起而不脱落(杯内气体各处温度相等)。 (1)杯口横截面为S，手掌刚盖上时，杯内气体温度为T1，冷却后温度为T2，大气压强为p0，忽略杯内气体体积变化，则能提起的杯子最大重力G为多少？ (2)若杯口横截面S＝40 cm2，p0＝1.00×105 Pa，冷却后杯内气体温度为17 ℃，杯内气体体积减为原来的，将杯子固定，需要用F＝25 N竖直向上的力才能将手掌和杯子分开(不计拉开过程中杯内气体体积变化的影响)，求刚密闭时杯内气体温度约为多少摄氏度？ 【例7】．(2022·新疆维吾尔自治区检测)高原地区气压低，水的沸点达不到100 ℃，居民煮饭时就需要用高压锅，利用它可以将食物加热到100 ℃以上，它省时高效，深受消费者欢迎。(计算结果均保留3位有效