2017届高三物理第04期好题速递分项解析汇编专题13非选择题选修3-3含解析

专题13 选修3-3（非选择题）1.【淮北一中20162017学年度高三第三次月考】（8分）粗细均匀的U形管中装有水银，左管上端有一活塞P，右管上端有一阀门S，开始时活塞位置与阀门等高，如图所示，阀门打开时，管内两边水银柱等高，两管空气柱长均为l=20cm，此时两边空气柱温度均为27，外界大气压为P0=76cmHg，若将阀门S关闭以后，把左边活塞P慢慢下压，直至右边水银上升10cm，在活塞下压过程中，左管空气柱的温度始终保持在27，并使右管内温度上升到177，此时左管内空气的长度.【答案】6.1cm考点：理想气体状态方程。2.【湖北省华中师范大学第一附属中学2017届高三上学期期中考试】如图所示，在固定的气缸A和B中分别用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞面积之比SA：SB13，两活塞以穿过B底部的刚性细杆相连，可沿水平方向无摩擦滑动，两个气缸都不漏气。初始时活塞处于平衡状态，A、B中气体的体积均为V0，A、B中气体温度均为T0300K，A中气体压强pA1.6p0，p0是气缸外的大气压强。（1）求初始时B中气体的压强pB；（2）现对A中气体加热，使其中气体的压强升到pA2.5p0，同时保持B中气体的温度不变，求活塞重新达到平衡状态时A中气体的温度TA。 【答案】（1）；（2）考点：理想气体的状态方程3.【内蒙古鄂尔多斯市一中2017届高三上学期第四次月考】如图，一个质量为m的T型活塞在气缸内封闭一定量的理想气体，活塞体积可忽略不计，距气缸底部ho处连接一U形细管（管内气体的体积忽略不计）初始时，封闭气体温度为T0，活塞距离气缸底部为1. 5h0，两边水银柱存在高度差已知水银密度为，大气压强为P0，气缸横截面积为S，活塞竖直部分高为1.2h0，重力加速度为g，求： (i)通过制冷装置缓慢降低气体温度，当温度为多少时两边水银面恰好相平； (ii)从开始至两水银面恰好相平的过程中，若气体放出的热量为Q，求气体内能的变化【答案】（i） (ii) （ii）从开始至活塞竖直部分恰与气缸底接触，气体压强不变，外界对气体做功 由热力学第一定律有得： 考点：理想气体的状态方程4.【兰州市第一中学2017届高三上学期期中考试】(10分)一个水平放置的汽缸，由两个截面积不同的圆筒连接而成。活塞A、B用一长为4L的刚性细杆连接，L0.5 m，它们可以在筒内无摩擦地左右滑动。A、B的截面积分别为SA40 cm2，SB20 cm2，A、B之间封闭着一定质量的理想气体，两活塞外侧(A的左方和B的右方)是压强为p01.0105 Pa的大气。当汽缸内气体温度为T1525 K时两活塞静止于如图所示的位置。求此时气体的压强?现使汽缸内气体的温度缓慢下降，当温度降为多少时活塞A恰好移到两圆筒连接处？ 【答案】 P0 考点：气体压强的计算、盖吕萨克定律。5.【江西师范大学附属中学2017届高三上学期期中考试】（8分）如图所示，薄壁光滑导热良好的气缸放在光滑水平面上，当环境温度为10时，用横截面积为1.0102m2的活塞封闭体积为2.0103m3的理想气体，活塞另一端固定在墙上外界大气压强为1.0105Pa（1）当环境温度为37时，气缸自由移动了多少距离？（2）如果环境温度保持在37，对气缸作用水平力，使缸内气体体积缓慢地恢复到原来数值，这时气缸受到的水平作用力多大？【答案】（1）0.02m（2）100N【解析】（1）气体等压变化有： 解得：气缸移动的距离为：（2）从状态13气体等容变化：解得：根据平衡条件，有：P3S=P0S+F故：F=（P3-P0）S=110410-2N=100N考点：气体的状态变化方程6.【内蒙古鄂尔多斯市一中2017届高三上学期第四次月考】（10分）如图，一个质量为m的T型活塞在气缸内封闭一定量的理想气体，活塞体积可忽略不计，距气缸底部ho处连接一U形细管（管内气体的体积忽略不计）初始时，封闭气体温度为T0，活塞距离气缸底部为1. 5h0，两边水银柱存在高度差已知水银密度为，大气压强为P0，气缸横截面积为S，活塞竖直部分高为1.2h0，重力加速度为g，求：(i)通过制冷装置缓慢降低气体温度，当温度为多少时两边水银面恰好相平；(ii)从开始至两水银面恰好相平的过程中，若气体放出的热量为Q，求气体内能的变化【答案】（i） (ii) 0.3()h0S-Q （ii）从开始至活塞竖直部分恰与气缸底接触，气体压强不变，外界对气体做功W=P1V=()0.3h0S 由热力学第一定律有U=W+Q得：U=0.3()h0S-Q考点：理想气体状态方程；热力学第一定律7.【贵州省铜仁市第一中学2017届高三上学期第三次月考理科】(10分) 如图所示，一气缸内由光滑的活塞封闭着一定量的气体，平放在水平面上。已知活塞的质量为m，活塞的横截面积为S，大气压强为P0 ，重力加速度g，整个装置静止时，活塞距气缸底部的距离为h，假设气缸壁的导热性能很好，环境的温度保持不变。 .若用外力向右拉气缸，让整个装置向右做加速度为a的匀加速直线运动，当活塞和气缸达到相对静止时，求此时密闭气体的压强p1. 若将整个装置缓慢地逆时针旋转900，让整个装置静止在地面上，稳定后，求活塞相对气缸移动的距离d。【答案】 考点：气体的状态变化方程8.【河北省衡水中学2017届高三上学期期中考试】（6分） 一定质量的理想气体体积V与热力学温度T的关系图象如图所示，气体在状态A时的压强pA=p0，温度TA= T0，线段AB与V轴平行，BC的延长线过原点。求：（i）气体在状态B时的压强pB；（ii）气体从状态A变化到状态B的过程中，对外界做的功为10J，该过程中气体吸收的热量为多少；（iii）气体在状态C时的压强pC和温度TC。【答案】（i）（ii）10J（iii）；（3）由B到C等压变化，根据盖吕萨克定律得： 解得：TCT0A到C等容变化，根据查理定律得：解得： 解得： 考点：热力学第一定律；气体的状态变化方程9.【重庆市第八中学2017届高三上学期第一次适应性考试】（10分）小方同学在做托里拆利实验时，由于操作不慎，玻璃管漏进了一些空气。当大气压强为76cmHg时，管内外水银面高度差为60cm，管内被封闭的空气柱长度是30cm，如图18所示问：图 18此时管内空气的压强是多少cmHg；现保持下端水银槽不动，将玻璃管向下插入10cm，则此时的空气柱长度是多少（设此时玻璃管还未触到水银槽底，不考虑水银槽液面的变化，且整个过程温度不变）【答案】16cmHg 24cm【解析】此时管内空气的压强为：P1=(76-60)cmHg=16cmHg温度不变，管内气体发生等温变化设此时的空气柱长度是xcm由玻意尔定律有：P1V1=P2V2 得：76-(80-x)xS=1630S解得：x=24cm 考点：考查理想气体的状态方程- 8 -