高三物理（第01期）好題速遞分項解析匯編 專題13 選修3-3（非選擇題）（含解析）

專題13 選修3-3（非選擇題）1.【廣西柳州高級中學2016屆高三4月高考熱身模擬演練理科綜合物理試題】如圖所示，中，重新處于平衡時，缸內(nèi)理想氣體的溫度為多少？ 【答案】； 考點：理想氣體的狀態(tài)方程、封閉氣體壓強【名師點睛】本題考查氣體實驗定律的應用，關(guān)鍵時要確定初末狀態(tài)的參量，正確求解封閉氣體的壓強，注意氣體實驗定律的適用條件2.【廣東省佛山市第一中學2016屆高三第三次模擬考試】（10分）如下圖所示，一個上下都與大氣相通的直圓筒，內(nèi)部橫截面的面積S=0.01m2，中間用兩個活塞A與B封住一定質(zhì)量的理想氣體，A、B都可沿圓筒無摩擦地上、下滑動，但不漏氣，A的質(zhì)量可不計、B的質(zhì)量為M，并與一勁度系數(shù)k=5103N/m的較長的彈簧相連。已知大氣壓強p0=1105Pa，平衡時兩活塞間的距離l0=0.6m?，F(xiàn)用力壓A，使之緩慢向下移動一定距離后保持平衡。此時，用于壓A的力F=5102N。假定氣體溫度保持不變，求: （1） 此時兩活塞間的距離。（2）活塞A向下移的距離。（3）大氣壓對活塞A和活塞B做的總功?！敬鸢浮浚?）0.4m （2）0.3m （3）200J【解析】 （3） W=P（l-l0 ）s =200J （2分）考點: 理想氣體狀態(tài)方程?！久麕燑c睛】理想氣體的狀態(tài)方程（1）理想氣體宏觀上講，理想氣體是指在任何條件下始終遵守氣體實驗定律的氣體，實際氣體在壓強不太大、溫度不太低的條件下，可視為理想氣體。微觀上講，理想氣體的分子間除碰撞外無其他作用力，分子本身沒有體積，即它所占據(jù)的空間認為都是可以被壓縮的空間。（2）理想氣體的狀態(tài)方程一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程：或C。氣體實驗定律可看作一定質(zhì)量理想氣體狀態(tài)方程的特例。3.【河北定州中學2016-2017學年第一學期高三物理周練試題（一）】如圖所示，左右兩個容器的側(cè)壁都是絕熱的、底部都是導熱的、橫截面積均為S。左容器足夠高，上端敞開，右容器上端由導熱材料封閉。兩個容器的下端由容積可忽略的細管連通。容器內(nèi)兩個絕熱的活塞A、B下方封有氮氣，B上方封有氫氣。大氣的壓強為P0，外部氣溫為T0=273K保持不變，兩個活塞因自身重力對下方氣體產(chǎn)生的附加壓強均為01P0。系統(tǒng)平衡時，各氣體柱的高度如圖所示。現(xiàn)將系統(tǒng)的底部浸人恒溫熱水槽中，再次平衡時A上升了一定的高度。用外力將A緩慢推回第一次平衡時的位置并固定，第三次達到平衡后，氫氣柱高度為08h。氮氣和氫氣均可視為理想氣體。求： （1）第二次平衡時氮氣的體積；（ii）水的溫度。【答案】（1）（ii）（）活塞A從最初位置升到最高位置過程為等壓過程，該過程的初態(tài)體積和溫度分別為2hS和，末態(tài)體積為2.7hS，設末態(tài)溫度為T，由蓋-呂薩克定律解得考點：考查了理想氣體狀態(tài)方程的應用【名師點睛】本題是關(guān)于氣體的連接體問題，知道兩部分氣體的總體積不變是正確解題的關(guān)鍵，分別對每部分氣體作為研究對象、應用氣態(tài)方程即可正確解題4.【黑龍江省牡丹江市第一中學2017屆高三上學期開學摸底考試物理試題】一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B再變化到狀態(tài)C，其狀態(tài)變化過程的p-V圖象如圖所示。已知該氣體在狀態(tài)A時的溫度為27。求： 該氣體在狀態(tài)B、C時的溫度分別為多少攝氏度？該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中是吸熱還是放熱？傳遞的熱量是多少？【答案】吸熱，200J 考點：考查了理想氣體狀態(tài)方程【名師點睛】解決氣體問題的關(guān)鍵是挖掘出隱含條件，正確判斷出氣體變化過程，合理選取氣體實驗定律解決問題；對于內(nèi)能變化牢記溫度是理想氣體內(nèi)能的量度，與體積無關(guān)5.【湖北省襄陽四中2017屆高三八月第一周周考理科綜合物理試題】（10分）如圖所示，均勻薄壁U形管左管上端封閉，右管開口且足夠長，管內(nèi)水銀柱封住A部分氣體，當A部分氣柱的溫度為300K時，左、右兩管內(nèi)水銀面等高，A氣柱的長度，大氣壓強為75cmHg 現(xiàn)使A氣體的溫度緩慢升高，當溫度升高到多少K時，左管水銀面下降2、5cm? 如果A內(nèi)氣體的溫度在情況下升高后保持不變，在右管內(nèi)加入多長的水銀，可以使A管的水銀面重新回到原位置。 【答案】400K 25cm【解析】考點：本題考查氣體實驗定律，意在考查考生對定律、概念的理解和分析問題的能力?！久麕燑c睛】該題考查了理想氣體狀態(tài)方程的應用，具體注意以下兩個方面：1、在求解被封閉氣體氣體的壓強時，有時需要對活塞或液柱進行受力分析，利用力的平衡解答在選取研究對象時，往往以受力較少的那個物體為研究對象2、對于研究在U型管內(nèi)被封閉的氣體的狀態(tài)參量的變化時，要正確的確定理想氣體的狀態(tài)，分析其狀態(tài)參量，選擇相應的狀態(tài)方程進行解答6.【陜西省西安中學2016屆高三第一次仿真考試理科綜合試題】如圖所示，面積的輕活塞A將一定質(zhì)量的氣體封閉在導熱性能良好的氣缸B內(nèi)，汽缸開口向上豎直放置，高度足夠大，在活塞上放一重物，質(zhì)量為，靜止時活塞到缸底的距離為，摩擦不計，大氣壓強為，溫度為，g取。（1）若保持穩(wěn)定不變，將重物去掉，求活塞A移動的距離；（2）若加熱汽缸B，使封閉氣體溫度升高到，求活塞A移動的距離。 【答案】（1）；（2）【解析】（1）以封閉氣體為研究對象， 考點：理想氣體的狀態(tài)方程【名師點睛】本題考查了求活塞移動的距離，理解題意知道氣體發(fā)生什么變化、求出氣體狀態(tài)參量是正確解題的關(guān)鍵，應用玻意耳定律與查理定律即可正確解題7.【廣西南寧二中、柳州高中、玉林高中2017屆高三8月聯(lián)考理科綜合】（10分）如圖，由U形管和細管連接的玻璃泡A、B和C浸泡在溫度均為0C的水槽中，B的容積是A的3倍。閥門S將A和B兩部分隔開。A內(nèi)為真空，B和C內(nèi)都充有氣體。U形管內(nèi)左邊水銀柱比右邊的低60mm。打開閥門S，整個系統(tǒng)穩(wěn)定后，U形管內(nèi)左右水銀柱高度相等。假設U形管和細管中的氣體體積遠小于玻璃泡的容積。（i）求玻璃泡C中氣體的壓強（以mmHg為單位）（ii）將右側(cè)水槽的水從0C加熱到一定溫度時，U形管內(nèi)左右水銀柱高度差又為60mm，求加熱后右側(cè)水槽的水溫?！敬鸢浮浚╥）180mmHg（ii）364K（ii）當右側(cè)水槽的水溫加熱至T/時，U形管左右水銀柱高度差為p。玻璃泡C中氣體的壓強為: 玻璃泡C的氣體體積不變，根據(jù)查理定理得 聯(lián)立式，并代入題給數(shù)據(jù)得T/=364K 考點：理想氣體的狀態(tài)變化方程【名師點睛】本題考查了理想氣體狀態(tài)方程的應用，關(guān)鍵是正確選擇研究對象，并能分析氣體的狀態(tài)參量以及分析ABC中氣體壓強的關(guān)系。8.【湖南省長沙市長郡中學2017屆高三入學考試理科綜合物理試題】在室溫恒定的實驗室內(nèi)放置著如圖所示的粗細均勻的L形管，管的兩端封閉且管內(nèi)充有水銀，管的上端和左端分別封閉著長度均為的A、B兩部分氣體，豎直管內(nèi)水銀高度為H=20cm，A部分氣體的壓強恰好等于大氣壓強。保持A部分氣體溫度不變，對B部分氣體進行加熱，到某一溫度時，水銀柱上升h=5cm，已知大氣壓強為76cmHg，室溫為300K，試求： （i）水銀柱升高h時，A部分氣體的壓強；（ii）水銀柱升高h時，B部分氣體的溫度。（計算結(jié)果保留一位小數(shù)）【答案】（i）（ii）考點：考查了理想氣體狀態(tài)方程的應用【名師點睛】分析清楚氣體的狀態(tài)變化過程，應用玻意耳定律和理想氣體狀態(tài)方程可以解題，解題時要注意幾何知識的應用9.【內(nèi)蒙古杭錦后旗奮斗中學2017屆高三上學期入學摸底考試理科綜合】已知豎直玻璃管總長為h，第一次向管內(nèi)緩慢地添加一定質(zhì)量的水銀，水銀添加完時，氣柱長度變?yōu)?。第二次再取與第一次相同質(zhì)量的水銀緩慢地添加在管內(nèi)，整個過程水銀未溢出玻璃管，外界大氣壓強保持不變。求第二次水銀添加完時氣柱的長度。若第二次水銀添加完后，把玻璃管在豎直面內(nèi)以底部為軸緩慢的沿順時針方向旋轉(zhuǎn)60。求此時氣柱長度。（水銀未溢出玻璃管）【答案】；?！窘馕觥吭O開始時封閉氣體壓強為P0，每次添加的水銀產(chǎn)生的壓強為P，玻璃管的橫截面積為S根據(jù)玻意耳定律，有：設第二次水銀添加完時空氣柱長度為，根據(jù)玻意耳定律，有：解得：，把玻璃管在豎直面內(nèi)緩慢的沿順時針方向旋轉(zhuǎn)600，水銀柱產(chǎn)生的壓強變小。根據(jù)玻意耳定律，有：解得：考點：玻意耳定律10.【河北省定州中學2017屆高三（高補班）上學期周練（8.14）物理試題】如圖所示，用銷釘固定的活塞把導熱氣缸分隔成兩部分，A部分氣體壓強PA=60105 Pa，體積VA=1L；B部分氣體壓強PB=20105 Pa，體積VB=3L現(xiàn)拔去銷釘，外界溫度保持不變，活塞與氣缸間摩擦可忽略不計，整個過程無漏氣，A、B兩部分氣體均為理想氣體求活塞穩(wěn)定后A部分氣體的壓強 【答案】 考點：理想氣體的狀態(tài)變化方程【名師點睛】此題是考查理想氣體的狀態(tài)變化方程的應用；關(guān)鍵是選擇研究對象，并能確定氣體的狀態(tài)變化參量，同時要能關(guān)聯(lián)兩部分氣體的關(guān)系.11.【江西省南昌市第三中學2016屆高三下學期第三次模擬考試理科綜合】（9分）如圖所示除氣缸右壁外其余部分均絕熱，輕活塞K與氣缸壁接觸光滑，K把密閉氣缸分隔成體積相等的兩部分，分別裝有質(zhì)量、溫度均相同的同種氣體a和b，原來a、b兩部分氣體的壓強為p0、溫度為27 、體積均為V。現(xiàn)使氣體a溫度保持27 不變，氣體b溫度降到-48 ，兩部分氣體始終可視為理想氣體，待活塞重新穩(wěn)定后，求：最終氣體a的壓強p、體積Va?！敬鸢浮?；考點：玻意耳定律12.【廣東省湛江一中等“四?！?017屆高三上學期第一次聯(lián)考物理試題】(10分）如圖所示，豎直放置且內(nèi)部光滑的導熱氣缸用活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞用固定螺栓固定在距氣缸底部為處，活塞橫截面積為S=，此時氣體的壓強為氣缸壁是導熱的，打開固定螺栓，活塞下降，經(jīng)過足夠長的時間后，活塞停在距離底部h=0.2m處，在此過程中周圍環(huán)境溫度為=27并保持不變，已知重力加速度為g=10m/s2，大氣壓強為，求： 活塞的質(zhì)量m； 周圍環(huán)境溫度緩慢升高，最終活塞又能回到距氣缸底部處，求此時環(huán)境溫度t【答案】1.5kg 477【解析】設活塞的質(zhì)量為m，打開固定螺栓經(jīng)過足夠長時間，這個過程中密封氣體溫度不變，則有 ， 聯(lián)立上兩式解得 代入數(shù)據(jù)解得 考點：理想氣體的狀態(tài)變化方程13.【江西省贛中南五校2017屆高三上學期開學摸底考試理科綜合物理試題】（10分）一氧氣瓶的容積為0.08 m3，開始時瓶中氧氣的壓強為20個大氣壓。某實驗室每天消耗1個大氣壓的氧氣0.36 m3。當氧氣瓶中的壓強降低到2個大氣壓時，需重新充氣。若氧氣的溫度保持不變，求這瓶氧氣重新充氣前可供該實驗室使用多少天。 【答案】4天【解析】設氧氣開始時的壓強為p1,體積為V1，壓強變?yōu)閜2（兩個大氣壓）時，體積為V2，根據(jù)玻意耳定律得p1V1=p2V2 重新充氣前，用去的氧氣在p2壓強下的體積為V3=V2-V1設用去的氧氣在p0（1個大氣壓）壓強下的體積為V0，則有p2V3=p0V0 設實驗室每天用去的氧氣在p0下的體積為V，則氧氣可用的天數(shù)為N=V0/V聯(lián)立式，并代入數(shù)據(jù)得N=4（天） 考點：玻意耳定律14.【重慶市南開中學2017屆高三7月月考理綜物理試題】(10分)如圖所示，一豎直放置、粗細均勻且足夠長的U形玻璃管與容積為V0=90cm3的金屬球形容器連通，用U形玻璃管中的水銀柱封閉一定質(zhì)量的理想氣體，當環(huán)境溫度為27時，U形玻璃管右側(cè)水銀面比左側(cè)水銀面高出h1=16cm，水銀柱上方空氣柱長h0=20cm?，F(xiàn)在對金屬球形容器緩慢加熱(已知大氣壓p0=76cmHg，U形玻璃管的橫截面積為S=0.5cm2)求： (i)當加熱到多少攝氏度時，兩邊水銀柱高度在同一水平面上；(ii)當加熱到277時停止加熱(此時右管中還有水銀)，求此時金屬球形容器內(nèi)U形玻璃管左側(cè)、右兩側(cè)水銀面的高度差【答案】(i)t2=122.2 (ii) h=24cm【解析】 考點：理想氣體的狀態(tài)方程；封閉氣體壓強 【名師點睛】利用理想氣體狀態(tài)方程解題，關(guān)鍵是正確選取狀態(tài)，明確狀態(tài)參量，尤其是正確求解被封閉氣體的壓強，這是熱學中的重點知識，要加強訓練，加深理解 13