2019年高考物理试题分项解析专题22选修3_3（2）（第01期）.docx

专题22选修3-3（2）一计算题1.（2019重庆九校联盟12月联考）如图所示，体积为V的汽缸由导热性良好的材料制成，面积为S的活塞将汽缸分成体积相等的上下两部分，汽缸上部通过单向阀门K（气体只能进入汽缸，不能流出汽缸）与一打气筒相连。开始时汽缸内上部分气体的压强为p0，现用打气筒向容器内打气。已知打气筒每次能打入压强为p0、体积为的空气，当打气49次后，稳定时汽缸上下两部分的体积之比为9:1，重力加速度大小为g，外界温度恒定，不计活塞与汽缸间的摩擦。求活塞的质量m。2(10分) （2019山西太原五中期末）如图所示，体积为V、内壁光滑的圆柱形导热汽缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；汽缸内密封有温度为3T0、压强为2P0的理想气体P0和T0分别为大气的压强和温度。已知气体内能U与温度T的关系为UaT，a为正的常量；汽缸内气体的所有变化过程都是缓慢进行的。求：（i）缸内气体与大气达到平衡时的体积V1；（ii）在活塞下降过程中，汽缸内气体放出的热量Q。（ii）活塞下降过程中,活塞对气体的功为在这一过程中,气体内能的减少为由热力学第一定律得,气缸内气体放出的热量为得: 答:(1)气缸内气体与大气达到平衡时的体积为(2)在活塞下降过程中,气缸内气体放出的热量为3（2019上海崇明一模）一内壁光滑、粗细均匀的U形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一轻活塞初始时，管内水银柱及空气柱长度如图所示已知大气压强cmHg，环境温度不变（1）求右侧封闭气体的压强；（2）现用力向下缓慢推活塞，直至管内两边水银柱高度相等并达到稳定求此时右侧封闭气体的压强；（3）求第(2)问中活塞下移的距离x【名师解析】（1）(4分) P右=P0+Ph (1分) =75+（20-5）（cmHg）=90 cmHg (3分)（3）(4分)设当两边水银柱高度相等时左边水银柱的高度为h，则此时，左右两边的封闭气体的压强相等，所以则对于左边封闭的气体有：P左1=75cmHg，V左1=4sP左2=144 cmHg V左2=hs (1分)根据玻意耳定律：P左1V左1=P左2V左2 (1分)所以：h=2.083cm (1分)则：活塞下降的距离：x=4+7.5-2.083=9.417cm (1分)4(10分) （2019甘肃民乐一中、张掖二中一模）一圆柱形气缸，质量M为10kg，总长度L为40 cm，内有一厚度不计的活塞，质量m为5kg，截面积S为50cm2，活塞与气缸壁间摩擦不计，但不漏气，当外界大气压强p0为1105 Pa，温度t0为7C时，如果用绳子系住活塞将气缸悬挂起来，如图所示，气缸内气体柱的高L1为35cm，g取10 m/s2求：此时气缸内气体的压强；当温度升高到多少摄氏度时，活塞与气缸将分离。【名师解析】（1）以气缸为研究对象，受力分析，受到重力、外界大气压力，气缸内气体的压力，根据平衡条件得： （3分）则：。 （2分） 5.（10分）（2019天星金考卷）如图所示，一圆柱形绝热气缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体活塞的质量为m，横截面积为S，与容器底部相距h，此时封闭气体的温度为T1现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时，气体温度上升到T2已知大气压强为p0，重力加速度为g，T1 和T2均为热力学温度，不计活塞与气缸的摩擦。求：活塞上升的高度；加热过程中气体的内能增加量【命题意图】本题考查气体实验定律、热力学第一定律，意在考查灵活运用知识的。【解题思路】（2）(10分)解：气缸内气体压强 （2分）气体发生等压变化，由理想气体状态方程得： （2分） 解得 （2分） 加热过程中由于气体对外做功， （2分）由热力学第一定律可知内能的增加量 （2分） 6（14分）（2019上海长宁期末）如图，U形管右管横截面积为左管2倍，管内水银在左管内封闭了一段长为26cm、温度为280K的空气柱，左右两管水银面高度差为36cm，大气压强相当于76cm 高水银柱产生的压强。现向右管缓慢倒入水银。（1）若保持左管内气体的温度不变，当左管空气柱长度变为20cm时，左管内气体的压强为多大？（2）在（1）条件下，停止倒入水银，给左管的气体加热，使管内空气柱长度恢复到26 cm，则左管内气体的温度为多少？（8分）（2） 停止加水银时，左管水银比右管高h1=76-52=24(cm) （2分）对左管加热后，左管下降6cm，右管面积是左管的2倍，故右管上升3cm，左管比右管高为h2= h1-9=15cm， 故封闭气体的压强 p3=76-15=61(cmHg) （2分）由查理定律可得： （4分）7.（2019云南保山期末）如图所示，左端封闭、内径相同的U形细玻璃管竖直放置，左管中封闭有长为，温度为的空气柱，两管水银面相平，水银柱足够长已知大气压强为若将图中的阀门S打开，缓慢流出部分水银，然后关闭阀门S，右管水银面下降了，求：左管水银面下降的高度；对左管封闭气体加热，使左右两管水银面相平时的温度【名师解析】设左管水银面下降的高度为h则左、右面水银的高度差为，左管空气柱的压强为由玻意耳定律可知： 解得8.【德州二模】如图所示，水平固定放置的气缸，由截面积不同的两圆筒连接而成。活塞A、B面积分别为2S和S，活塞A、B用长为2l的细直杆连接，活塞与筒壁气密性好且摩擦不计。现活塞间密闭有一定质量的理想气体，两活塞外侧(A的左方和B的右方)都是大气，大气压强始终保持为p0，当气缸内气体温度为T0时，活塞B与两圆筒连接处的距离为l且处于静止状态。(i)现使气缸内气体温度缓慢下降，活塞A刚刚缓慢右移到两圆筒连接处时，求密闭气体的温度T1；(ii)若气缸内气体温度缓慢下降至T0/2，求细直杆对活塞的弹力大小F。 (ii)若气缸内气体温度缓慢下降至，气体发生等容变化，故气体压强p2有细直杆对活塞的弹力大小为。9. （2019贵州铜仁一中期末）如图所示，地面上放置有一内壁光滑的圆柱形导热气缸，气缸的横截面积，活塞到气缸底部的距离为，气缸内部有一质量和厚度均可忽略的活塞，活塞上固定一个力传感器，传感器通过一根竖直细杆与天花板固定好，气缸内密封有温度的理想气体，此时力传感器的读数恰好为0，若外界大气压强保持不变，求：如果保持活塞不动，当力传感器的读数达到时，密封气体温度升高到多少；如果从初状态开始将活塞往下压，当下压的距离为时力传感器的示数达到，则通过压缩气体可以使此密封气体的温度升高到多少？【名师解析】温度，密封气体初态压强末态压强： 密封气体发生等容变化，由查理定律得代入数据得答：如果保持活塞不动，当力传感器的读数达到时，密封气体温度升高到如果从初状态开始将活塞往下压，当下压的距离为时力传感器的示数达到，则通过压缩气体可以使此密封气体的温度升高【方法归纳】气体发生等容变化，根据查理定律列式求解如果从初状态开始往下压，则气体的压强、体积、温度都会发生变化，则根据理想气体状态方程列式求解10. （2019安徽滁州期末）如图所示，两个水平相对放置的固定气缸通过一根带阀门K的容积不计的细管连通，两轻质活塞用刚性轻杆固连，可在气缸内无摩擦地移动，两活塞面积分别为和开始时阀门K关闭，A中充有一定质量的理想气体，B内为真空，气缸中的活塞与缸底的距离，活塞静止，设温度不变，气缸内壁光滑，外界大气压强保持不变，求：阀门K关闭时，A中气体的压强；阀门K打开后，活塞A向何处移动，移动多远？【名师解析】以两个活塞和杆整体为研究对象，设初始时刻压强为p，则解得A中气体的压强。即活塞A向左移动，移动了20cm。答：阀门K关闭时，A中气体的压强为；阀门K打开后，活塞A向左移动，移动了20cm。【方法归纳】以两个活塞和杆整体为研究对象，根据平衡条件求解A中气体的压强；打开阀门K后，仍以两个活塞为研究对象，由平衡条件分析气体的压强，由气态方程求出A部分气体的长度，从而判断出阀门K打开后活塞A向何处移动。解决本题的关键是选择恰当研究对象由平衡条件求解气体的压强，同时考查了气体实验定律，关键是状态参量的确定，注意几何关系的应用。 11(10分)（2019甘肃张掖一模）如图所示，向一个空的易拉罐中竖直插入一根透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内注入一小段油柱，再在吸管上标上刻度，就做成一个简易的温度计。已知易拉罐的容积是268cm3，吸管内部粗细均匀，横截面积为0.5cm2，吸管的有效长度(易拉罐外的长度)为30cm，当温度为0时，油柱在距易拉罐上表面10cm处。设大气压强保持不变，不计油柱质量和毛细现象的影响。吸管上所标的刻度是否均匀?说明理由。求该温度计的测量范围。【名师解析】 12.(10分) （2019金学导航12月大联考）如图，A容器容积为15L