小初高学习三年高考高考物理试题分项版解析专题13选修33非选择题Word文件下载.docx

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【考点】热力学第一定律、气体的内能

【方法技巧】本题主要是对定律的理解，利用热力学第一定律分析内能的变化，利用玻意耳定律分析气体的压强变化。

3．【2016·

江苏卷】如题12A−1图所示，在斯特林循环的p–V图象中，一定质量理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，整个过程由两个等温和两个等容过程组成．B→C的过程中，单位体积中的气体分子数目（选填“增大”、“减小”或“不变”）．状态A和状态D的气体分子热运动速率的统计分布图象如题12A−2图所示，则状态A对应的是（选填“①”或“②”）．

【答案】不变①

【考点定位】理想气体

【方法技巧】对一定质量的理想气体等容过程，气体的密度不变，即单位体积中的气体分子数目不变；

理解气体分子热运动速率的统计分布图象。

4．【2016·

上海卷】

（8分）某同学制作了一个结构如图（a）所示的温度计。

一端封闭的轻质细管可绕封闭端O自由转动，管长0.5m。

将一量程足够大的力传感器调零，细管的开口端通过细线挂于力传感器挂钩上，使细管保持水平、细线沿竖直方向。

在气体温度为270K时，用一段水银将长度为0.3m的气柱封闭在管内。

实验时改变气体温度，测得封闭气柱长度l和力传感器读数F之间的关系如图（b）所示（实验中大气压强不变）。

（1）管内水银柱长度为m，为保证水银不溢出，该温度计能测得的最高温度为K。

（2）若气柱初始长度大于0.3m，该温度计能测量的最高温度将（选填：

“增大”，“不变”或“减小”）。

（3）若实验中大气压强略有升高，则用该温度计测出的温度将（选填：

“偏高”，“不变”或“偏低”）。

【答案】

（1）0.1；

360

（2）减小（3）偏低

（3）实验过程中大气压强增加，公式，得到，温度会增加，但如果仍然用计算的话，会出现测量值偏低。

【考点定位】力矩、气体状态方程

【方法技巧】根据力矩的平衡计算水银长度，根据公式计算气体温度，根据公式判断测量值温度的变化。

5．【2015·

12A（3）】给某包装袋充入氮气后密封，在室温下，袋中气体压强为1个标准大气压、体积为1L。

将其缓慢压缩到压强为2个标准大气压时，气体的体积变为0.45L。

请通过计算判断该包装袋是否漏气。

【答案】漏气

【解析】若不漏气，设加压后的体积为V1，由等温过程得：

，代入数据得V1=0.5L

因为0.45L<

0.5L，故包装袋漏气

【考点】考查理想气体状态方程

【方法技巧】本题主要是公式，理想气体的状态方程，由此分析气体的压强。

6．【2016·

江苏卷】如图所示，在A→B和D→A的过程中，气体放出的热量分别为4J和20J．在B→C和C→D的过程中，气体吸收的热量分别为20J和12J．求气体完成一次循环对外界所做的功．

【答案】8J

【考点定位】热力学定律

【方法技巧】重点考查热力学第一定律，本题的关键在于气体完成一次循环气体内能不变，从而结合热力学定律求解问题。

6．【2017·

江苏卷】科学家可以运用无规则运动的规律来研究生物蛋白分子．资料显示，某种蛋白的摩尔质量为66kg/mol，其分子可视为半径为3×

10–9m的球，已知阿伏加德罗常数为6.0×

1023mol–1．请估算该蛋白的密度．（计算结果保留一位有效数字）

【解析】摩尔体积

由密度，解得

代入数据得

【考点定位】阿伏加德罗常数

【名师点睛】本题主要考查阿伏加德罗常数，摩尔质量、摩尔体积等物理量间的关系，记得公式，用心计算，小心有效数字的要求即可．

7．【2017·

新课标Ⅰ卷】

（10分）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。

（i）打开K2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强；

（ii）接着打开K3，求稳定时活塞的位置；

（iii）再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20℃，求此时活塞下方气体的压强。

（i）V/22p0（ii）顶部（iii）1.6p0

（ii）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（）时，活塞下气体压强为p2，由玻意耳定律得⑤

由⑤式得

⑥

由⑥式知，打开K3后活塞上升直到B的顶部为止；

此时p2为

（iii）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=1.6p0⑧

【考点定位】玻意耳定律、查理定律

【名师点睛】本题重点考查理想气体的状态方程，在分析的时候注意，气缸导热，即第一个过程为等温变化，审题的时候注意关键字眼。

8．【2017·

新课标Ⅱ卷】

（10分）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。

（i）求该热气球所受浮力的大小；

（ii）求该热气球内空气所受的重力；

（iii）设充气前热气球的质量为m0，求充气后它还能托起的最大质量。

（i）（ii）（iii）

（ⅱ）气球内热空气所受的重力：

⑦

联立④⑦解得：

⑧

（ⅲ）设该气球还能托起的最大质量为m，由力的平衡条件可知：

mg=f–G–m0g⑨

联立⑥⑧⑨可得：

【考点定位】盖-吕萨克定律；

物体的平衡

【名师点睛】此题是热学问题和力学问题的结合题；

关键是知道阿基米德定律，知道温度不同时气体密度不同；

能分析气球的受力情况列出平衡方程。

9．【2017·

新课标Ⅲ卷】

（10分）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：

（i）待测气体的压强；

（ii）该仪器能够测量的最大压强。

（i）（ii）

由力学平衡条件得③

整个过程为等温过程，由玻意耳定律得④

联立①②③④式得⑤

（ii）由题意知⑥

联立⑤⑥式有⑦

该仪器能够测量的最大压强为⑧

【考点定位】玻意耳定律

【名师点睛】此题主要考查玻意耳定律的应用，解题关键是确定以哪一部分气体为研究对象，并能找到气体在不同状态下的状态参量，然后列方程求解。

10．（8分）

【2016·

海南卷】如图，密闭汽缸两侧与一U形管的两端相连，汽缸壁导热；

U形管内盛有密度为ρ=7.5×

102kg/m3的液体。

一活塞将汽缸分成左、右两个气室，开始时，左气室的体积是右气室的体积的一半，气体的压强均为p0=4.5×

103Pa。

外界温度保持不变。

缓慢向右拉活塞使U形管两侧液面的高度差h=40cm，求此时左、右两气室的体积之比。

取重力加速度大小g=10m/s2，U形管中气体的体积和活塞拉杆的体积忽略不计。

【答案】1:

1

由力的平衡条件有p2–p1=ρgh④

联立①②③④式，并代入题给数据得⑤

由此解得（另一解不合题意，舍去）⑥

由③⑥式和题给条件得V1:

V2=1:

1⑦

【考点定位】理想气体的状态方程、封闭气体压强

【名师点睛】本题考查了求气体体积，应用玻意耳定律即可正确解题，求出气体的压强是正确解题的关键。

11．【2016·

（10分）如图，两端封闭的直玻璃管竖直放置，一段水银将管内气体分隔为上下两部分A和B，上下两部分气体初始温度相等，且体积VA＞VB。

（1）若A、B两部分气体同时升高相同的温度，水银柱将如何移动？

某同学解答如下：

设两部分气体压强不变，由，…，，…，所以水银柱将向下移动。

上述解答是否正确？

若正确，请写出完整的解答；

若不正确，请说明理由并给出正确的解答。

（2）在上下两部分气体升高相同温度的过程中，水银柱位置发生变化，最后稳定在新的平衡位置，A、B两部分气体始末状态压强的变化量分别为ΔpA和ΔpB，分析并比较二者的大小关系。

（1）不正确水银柱向上移动

（2）

（2）升温前有pB=pA+ph（ph为汞柱压强）

升温后同样有pB'

=pA'

+ph

两式相减可得

【考点定位】查理定律、封闭气体压强

【方法技巧】通过查理定律计算分析水银柱的移动方向；

建立升温前后A、B气体压强关系，两式相减就可以计算出两部分气体的压强变化关系。

12．【2016·

全国新课标Ⅰ卷】

（10分）在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强，两压强差Δp与气泡半径r之间的关系为Δp=,其中σ=0.070N/m。

现让水下10m处一半径为0.50cm的气泡缓慢上升。

已知大气压强p0=1.0×

105Pa，水的密度ρ=1.0×

103kg/m3，重力加速度大小g=10m/s2。

（i）求在水下10m处气泡内外的压强差；

（ii）忽略水温随水深的变化，在气泡上升到十分接近水面时，求气泡的半径与其原来半径之比的近似值。

（i）28Pa（ii）1.3

【解析】

（i）当气泡在水下h=10m处时，设其半径为r1，气泡内外压强差为∆p1，则

∆p1=①

代入题给数据得∆p1=28Pa②

由②式知，∆pi<

<

p0，i=1，2，故可略去⑧式中的∆pi项。

代入题给数据得⑨

【考点定位】理想气体状态方程

【名师点睛】本题是对理想气体状态方程的应用的考查；

解题关键是找到所研究的气体的两个状态，并且能找到各个状态的状态参量：

压强、体积。

13．【2016·

全国新课标Ⅱ卷】

（10分）一氧气瓶的容积为0.08m3，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0.36m3。

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