高三物理（第01期）好题速递分项解析汇编 专题13 选修3-3（非选择题）（含解析）

专题13 选修3-3（非选择题）1.【广西柳州高级中学2016届高三4月高考热身模拟演练理科综合物理试题】如图所示，中，重新处于平衡时，缸内理想气体的温度为多少？ 【答案】； 考点：理想气体的状态方程、封闭气体压强【名师点睛】本题考查气体实验定律的应用，关键时要确定初末状态的参量，正确求解封闭气体的压强，注意气体实验定律的适用条件2.【广东省佛山市第一中学2016届高三第三次模拟考试】（10分）如下图所示，一个上下都与大气相通的直圆筒，内部横截面的面积S=0.01m2，中间用两个活塞A与B封住一定质量的理想气体，A、B都可沿圆筒无摩擦地上、下滑动，但不漏气，A的质量可不计、B的质量为M，并与一劲度系数k=5103N/m的较长的弹簧相连。已知大气压强p0=1105Pa，平衡时两活塞间的距离l0=0.6m。现用力压A，使之缓慢向下移动一定距离后保持平衡。此时，用于压A的力F=5102N。假定气体温度保持不变，求: （1） 此时两活塞间的距离。（2）活塞A向下移的距离。（3）大气压对活塞A和活塞B做的总功。【答案】（1）0.4m （2）0.3m （3）200J【解析】 （3） W=P（l-l0 ）s =200J （2分）考点: 理想气体状态方程。【名师点睛】理想气体的状态方程（1）理想气体宏观上讲，理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体，实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体。微观上讲，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。（2）理想气体的状态方程一定质量的理想气体状态方程：或C。气体实验定律可看作一定质量理想气体状态方程的特例。3.【河北定州中学2016-2017学年第一学期高三物理周练试题（一）】如图所示，左右两个容器的侧壁都是绝热的、底部都是导热的、横截面积均为S。左容器足够高，上端敞开，右容器上端由导热材料封闭。两个容器的下端由容积可忽略的细管连通。容器内两个绝热的活塞A、B下方封有氮气，B上方封有氢气。大气的压强为P0，外部气温为T0=273K保持不变，两个活塞因自身重力对下方气体产生的附加压强均为01P0。系统平衡时，各气体柱的高度如图所示。现将系统的底部浸人恒温热水槽中，再次平衡时A上升了一定的高度。用外力将A缓慢推回第一次平衡时的位置并固定，第三次达到平衡后，氢气柱高度为08h。氮气和氢气均可视为理想气体。求： （1）第二次平衡时氮气的体积；（ii）水的温度。【答案】（1）（ii）（）活塞A从最初位置升到最高位置过程为等压过程，该过程的初态体积和温度分别为2hS和，末态体积为2.7hS，设末态温度为T，由盖-吕萨克定律解得考点：考查了理想气体状态方程的应用【名师点睛】本题是关于气体的连接体问题，知道两部分气体的总体积不变是正确解题的关键，分别对每部分气体作为研究对象、应用气态方程即可正确解题4.【黑龙江省牡丹江市第一中学2017届高三上学期开学摸底考试物理试题】一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，其状态变化过程的p-V图象如图所示。已知该气体在状态A时的温度为27。求： 该气体在状态B、C时的温度分别为多少摄氏度？该气体从状态A到状态C的过程中是吸热还是放热？传递的热量是多少？【答案】吸热，200J 考点：考查了理想气体状态方程【名师点睛】解决气体问题的关键是挖掘出隐含条件，正确判断出气体变化过程，合理选取气体实验定律解决问题；对于内能变化牢记温度是理想气体内能的量度，与体积无关5.【湖北省襄阳四中2017届高三八月第一周周考理科综合物理试题】（10分）如图所示，均匀薄壁U形管左管上端封闭，右管开口且足够长，管内水银柱封住A部分气体，当A部分气柱的温度为300K时，左、右两管内水银面等高，A气柱的长度，大气压强为75cmHg 现使A气体的温度缓慢升高，当温度升高到多少K时，左管水银面下降2、5cm? 如果A内气体的温度在情况下升高后保持不变，在右管内加入多长的水银，可以使A管的水银面重新回到原位置。 【答案】400K 25cm【解析】考点：本题考查气体实验定律，意在考查考生对定律、概念的理解和分析问题的能力。【名师点睛】该题考查了理想气体状态方程的应用，具体注意以下两个方面：1、在求解被封闭气体气体的压强时，有时需要对活塞或液柱进行受力分析，利用力的平衡解答在选取研究对象时，往往以受力较少的那个物体为研究对象2、对于研究在U型管内被封闭的气体的状态参量的变化时，要正确的确定理想气体的状态，分析其状态参量，选择相应的状态方程进行解答6.【陕西省西安中学2016届高三第一次仿真考试理科综合试题】如图所示，面积的轻活塞A将一定质量的气体封闭在导热性能良好的气缸B内，汽缸开口向上竖直放置，高度足够大，在活塞上放一重物，质量为，静止时活塞到缸底的距离为，摩擦不计，大气压强为，温度为，g取。（1）若保持稳定不变，将重物去掉，求活塞A移动的距离；（2）若加热汽缸B，使封闭气体温度升高到，求活塞A移动的距离。 【答案】（1）；（2）【解析】（1）以封闭气体为研究对象， 考点：理想气体的状态方程【名师点睛】本题考查了求活塞移动的距离，理解题意知道气体发生什么变化、求出气体状态参量是正确解题的关键，应用玻意耳定律与查理定律即可正确解题7.【广西南宁二中、柳州高中、玉林高中2017届高三8月联考理科综合】（10分）如图，由U形管和细管连接的玻璃泡A、B和C浸泡在温度均为0C的水槽中，B的容积是A的3倍。阀门S将A和B两部分隔开。A内为真空，B和C内都充有气体。U形管内左边水银柱比右边的低60mm。打开阀门S，整个系统稳定后，U形管内左右水银柱高度相等。假设U形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积。（i）求玻璃泡C中气体的压强（以mmHg为单位）（ii）将右侧水槽的水从0C加热到一定温度时，U形管内左右水银柱高度差又为60mm，求加热后右侧水槽的水温。【答案】（i）180mmHg（ii）364K（ii）当右侧水槽的水温加热至T/时，U形管左右水银柱高度差为p。玻璃泡C中气体的压强为: 玻璃泡C的气体体积不变，根据查理定理得 联立式，并代入题给数据得T/=364K 考点：理想气体的状态变化方程【名师点睛】本题考查了理想气体状态方程的应用，关键是正确选择研究对象，并能分析气体的状态参量以及分析ABC中气体压强的关系。8.【湖南省长沙市长郡中学2017届高三入学考试理科综合物理试题】在室温恒定的实验室内放置着如图所示的粗细均匀的L形管，管的两端封闭且管内充有水银，管的上端和左端分别封闭着长度均为的A、B两部分气体，竖直管内水银高度为H=20cm，A部分气体的压强恰好等于大气压强。保持A部分气体温度不变，对B部分气体进行加热，到某一温度时，水银柱上升h=5cm，已知大气压强为76cmHg，室温为300K，试求： （i）水银柱升高h时，A部分气体的压强；（ii）水银柱升高h时，B部分气体的温度。（计算结果保留一位小数）【答案】（i）（ii）考点：考查了理想气体状态方程的应用【名师点睛】分析清楚气体的状态变化过程，应用玻意耳定律和理想气体状态方程可以解题，解题时要注意几何知识的应用9.【内蒙古杭锦后旗奋斗中学2017届高三上学期入学摸底考试理科综合】已知竖直玻璃管总长为h，第一次向管内缓慢地添加一定质量的水银，水银添加完时，气柱长度变为。第二次再取与第一次相同质量的水银缓慢地添加在管内，整个过程水银未溢出玻璃管，外界大气压强保持不变。求第二次水银添加完时气柱的长度。若第二次水银添加完后，把玻璃管在竖直面内以底部为轴缓慢的沿顺时针方向旋转60。求此时气柱长度。（水银未溢出玻璃管）【答案】；。【解析】设开始时封闭气体压强为P0，每次添加的水银产生的压强为P，玻璃管的横截面积为S根据玻意耳定律，有：设第二次水银添加完时空气柱长度为，根据玻意耳定律，有：解得：，把玻璃管在竖直面内缓慢的沿顺时针方向旋转600，水银柱产生的压强变小。根据玻意耳定律，有：解得：考点：玻意耳定律10.【河北省定州中学2017届高三（高补班）上学期周练（8.14）物理试题】如图所示，用销钉固定的活塞把导热气缸分隔成两部分，A部分气体压强PA=60105 Pa，体积VA=1L；B部分气体压强PB=20105 Pa，体积VB=3L现拔去销钉，外界温度保持不变，活塞与气缸间摩擦可忽略不计，整个过程无漏气，A、B两部分气体均为理想气体求活塞稳定后A部分气体的压强 【答案】 考点：理想气体的状态变化方程【名师点睛】此题是考查理想气体的状态变化方程的应用；关键是选择研究对象，并能确定气体的状态变化参量，同时要能关联两部分气体的关系.11.【江西省南昌市第三中学2016届高三下学期第三次模拟考试理科综合】（9分）如图所示除气缸右壁外其余部分均绝热，轻活塞K与气缸壁接触光滑，K把密闭气缸分隔成体积相等的两部分，分别装有质量、温度均相同的同种气体a和b，原来a、b两部分气体的压强为p0、温度为27 、体积均为V。现使气体a温度保持27 不变，气体b温度降到-48 ，两部分气体始终可视为理想气体，待活塞重新稳定后，求：最终气体a的压强p、体积Va。【答案】；考点：玻意耳定律12.【广东省湛江一中等“四校”2017届高三上学期第一次联考物理试题】(10分）如图所示，竖直放置且内部光滑的导热气缸用活塞封闭一定质量的理想气体，活塞用固定螺栓固定在距气缸底部为处，活塞横截面积为S=，此时气体的压强为气缸壁是导热的，打开固定螺栓，活塞下降，经过足够长的时间后，活塞停在距离底部h=0.2m处，在此过程中周围环境温度为=27并保持不变，已知重力加速度为g=10m/s2，大气压强为，求： 活塞的质量m； 周围环境温度缓慢升高，最终活塞又能回到距气缸底部处，求此时环境温度t【答案】1.5kg 477【解析】设活塞的质量为m，打开固定螺栓经过足够长时间，这个过程中密封气体温度不变，则有 ， 联立上两式解得 代入数据解得 考点：理想气体的状态变化方程13.【江西省赣中南五校2017届高三上学期开学摸底考试理科综合物理试题】（10分）一氧气瓶的容积为0.08 m3，开始时瓶中氧气的压强为20个大气压。某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36 m3。当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时，需重新充气。若氧气的温度保持不变，求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天。 【答案】4天【解析】设氧气开始时的压强为p1,体积为V1，压强变为p2（两个大气压）时，体积为V2，根据玻意耳定律得p1V1=p2V2 重新充气前，用去的氧气在p2压强下的体积为V3=V2-V1设用去的氧气在p0（1个大气压）压强下的体积为V0，则有p2V3=p0V0 设实验室每天用去的氧气在p0下的体积为V，则氧气可用的天数为N=V0/V联立式，并代入数据得N=4（天） 考点：玻意耳定律14.【重庆市南开中学2017届高三7月月考理综物理试题】(10分)如图所示，一竖直放置、粗细均匀且足够长的U形玻璃管与容积为V0=90cm3的金属球形容器连通，用U形玻璃管中的水银柱封闭一定质量的理想气体，当环境温度为27时，U形玻璃管右侧水银面比左侧水银面高出h1=16cm，水银柱上方空气柱长h0=20cm。现在对金属球形容器缓慢加热(已知大气压p0=76cmHg，U形玻璃管的横截面积为S=0.5cm2)求： (i)当加热到多少摄氏度时，两边水银柱高度在同一水平面上；(ii)当加热到277时停止加热(此时右管中还有水银)，求此时金属球形容器内U形玻璃管左侧、右两侧水银面的高度差【答案】(i)t2=122.2 (ii) h=24cm【解析】 考点：理想气体的状态方程；封闭气体压强 【名师点睛】利用理想气体状态方程解题，关键是正确选取状态，明确状态参量，尤其是正确求解被封闭气体的压强，这是热学中的重点知识，要加强训练，加深理解 13