高考物理二轮复习考点第十四章热学专题变质量计算问题

#由④⑤式得H=72cm⑥（1分）7。（9分）（2020安徽桐城八中质检）如右图所示，玻璃管粗细均匀（粗细可忽略不计），竖直管两封闭端内理想气体长分别为上端30cm、下端27cm，中间水银柱长10cm.在竖直管中间接一水平玻璃管，右端开口与大气相通，用光滑活塞封闭5cm长水银柱•大气压po=75cmHg.30cm求活塞上不施加外力时两封闭气体的压强各为多少？现用外力缓慢推活塞恰好将水平管中水银全部推入竖直管中，求这时上下两部分气体的长度各为多少？【名师解析】①上端封闭气1■本的压强：P上=丹-①（1分）下端封闭气体的压强：PT=Po+Ph=8（kmHg②口分）②设玻璃管横截面积为s,气体发生等温变化，由玻意耳定律得：对上端封闭气体，P上L上S=P上,L上,S（1分）上上上上对上端封闭气体，P下L下S=P下'L下,S（1分）下下下下TOC\o"1-5"\h\zP'+15=P'（1分）上下LJ+LJ=52（1分）上下联立以上式解得：LJ=28cm，LJ=24cm；（2分）上下答:（1）活塞上不施加外力时两封闭气体的压强各为70cmHg、80cmHg.（2）上下两部分气体的长度各为28cm、24cm.（10分）（2020上海金山区期末）如图，两端封闭的U型细玻璃管竖直放置，管内水银封闭了两段空气柱。初始时空气柱长度分别为^=10^、l2=16cm，两管液面高度差为h=6cm，气体温度均为27°C,12右管气体压强为P2=76cmHgo2

（1）若保持两管气体温度不变，将装置以底边AB为轴缓慢转动90度，求右管内空气柱的最终长度;2）若保持右管气体温度不变，缓慢升高左管气体温度，求两边气体体积相同时，左管气体的温度。【容师解析】（1）设左侧液面上升补左侧气体：卩凶=卩2人了0汕05=丹勺（10-x）（2分）右侧气体：円比7&xl65=P/x（16+x）（2分）聪立两式」得*=0.5cm⑵左侧气体：吓」％亦地」曲右管内气体最终长度Jj—16.5cm（1分）⑵左侧气体：吓」％亦地」曲300-T/（2分）右侧气体：円吐二F/K/丿7&xl65=Pirxl35〔2分）得」P/=93.54cmHg,1/=521.1<(1^)（2020全国111卷・33・2）—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K和K。K长为l，顶端封闭，K上端与待测气体连通；M下端经橡皮软管与1212充有水银的容器R连通。开始测量时，M与K相通；逐渐提升R,直到K中水银面与K顶端等高，此221时水银已进入K，且K中水银面比顶端低h,如图（b）所示。设测量过程中温度、与K相通的待测气112体的压强均保持不变，已知K和K的内径均为d,M的容积为V，水银的密度为，重力加速度大小120为g。求：（i）待测气体的压强;

（i）待测气体的压强;兀pgh兀pgh2d2【答案】(门Po=4V+kd2(l-h)；ii)pIii)pI=max4V0【解析】⑴选择皿与虬内部气体为研究对象，设稀蒲气体压强为必』初始状态由理想气体状态方程有,其中，E定直叫加设末状态时研究对象压强为p，末状态时由理想气体状态方程有，1由连通器原理有：p=p+pgh10联立以上方程可解出：兀p联立以上方程可解出：兀pgh2d2卩04V+兀d2(l-h)0=max=max4V0(ii)随着h的增加，p单调递增，由题意有，当h=l时是该仪器能够测量的最大压强，即，po(2020全国11卷・33・2)—热气球体积为V,内部充有温度为T的热空气，气球外冷空气的温度为aT。已知空气在1个大气压、温度为T时的密度为P，该气球内、外的气压始终都为1个大气压，重力b00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m°,求充气后它还能托起的最大质量。【参考答案】(i)晋(ii)晋(iii)罗-竽-m(baba【参考解析】(i)设1个大气压下质量为m的空气在温度T0时的体积为V°,密度为mp=①oVom温度为T时的体积为Vt，密度为：p(T)=—②VTVV由盖吕萨克定律可得：to-~t③0联立①②③解得：p(t)=p°+④气球所受的浮力为：f二P(T)gV⑤b联立④⑤解得：f二■poTVTo⑥b3)气球内熱空气所受的重力&=E飕®联立④⑦解得&=證©¥⑧(1心设该气球还能托起的最大质量为尬，由力的平衡条件可知：mg^f-G-mog⑨联立⑥⑥⑨可得:高考理综物理模拟试卷注意事项：答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。一、单项选择题如图所示，在半径为R的圆形区域内有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，在磁场区域的上方有一水平放置的感光板MN。从磁场区域最左端Q垂直磁场射入大量的电荷量为q、质量为m、速率为vgBRv=的粒子，且速率满足陀,最后都打在了感光板上。不考虑粒子间的相互作用力和粒子的重力，关于这些粒子，下列说法中错误的是这些粒子都带正电对着圆心入射的粒子，其射出方向的反向延长线一定过圆心只有对着圆心入射的粒子，射出后才垂直打在感光板MN上沿不同方向入射的粒子射出后均可垂直打在感光板MN上真空中两个完全相同、带等量同种电荷的金属小球A和B（可视为点电荷），分别固定在两处，它们之间的静电力为F,用一个不带电的同样金属球C先后与A、B球接触，然后移开球C,此时A、B球间的静电力为B-7C.3FDB-7C.3FDF_如图所示，甲图是电场中一条电场线，直线上有A、B、C三点，且A、B间距离等于B、C间距离。一个带负电的带电粒子，由A点仅在电场力作用下，沿电场线经B点运动到C点,其运动的v-t图像如图乙所示,有关粒子的运动与电场的说法，下述正确的是（）

加速度叫电场强度盼务c.电势甲hD.电势差U血=U恥如图所示，一轻质弹簧沿竖直方向放置在水平地面上，其下端固定，当弹簧的长度为原长时，其上端位于0点。现有一小球从0点由静止释放，将弹簧压缩至最低点（弹簧始终处于弹性限度内）。在此过程中，关于小球的加速度a随下降位移X的变化关系，下图中正确的是氦离子从芒=4能级跃迁到二孑能级，需要吸收能量大量处在«=5能级的氦离子向低能级跃迁，能发出12种不同频率的光子氦离子处于«=1能级时，能吸收60eV的能量氦离子从芒二4能级跃迁到用二3能级比从用二3能级跃迁到左二2能级辐射出光子的波长小在真空中存在水平向右的匀强电场，一绝缘不可伸长的细线跨过光滑定滑轮两端系着两个带正电小球A、B,质量分别为m和m,两个小球在同一条竖直线上静止不动绳子与水平面的夹角分别为30°和60°,12重力加速度为g则下列说法正确的是（）B.A、B两小球的电荷量之比为1：D.以上说法都不对二、多项选择题我国的嫦娥四号在2019年1月3日着陆在了月球背面，这是人类历史上的首次着陆为全世界的月球探索开拓了新方向。为了保持地面和嫦娥四号的通信，我国于2018年5月21日，将一颗地月中继卫星“鹊桥”发射到地月轨道的拉格朗日点L上，我们可以简单理解为处在L点的物体在地球和月球的引力共同22作用下绕地球做匀速圆周运动并始终与地月共线，已知地球的质量M、地球球心到L点距离为r、引力常2量为G、月球公转周期T，以下说法正确的是（）中继卫星“鹊桥”的运行线速度大于月球绕地球公转的线速度中继卫星“鹊桥”的运行线速度小于月球绕地球公转的线速度GM中继卫星“鹊桥”的加速度为—r4打中继卫星“鹊桥”的加速度为如图，两根平行光滑金属导轨固定在同一水平面内，其左端接有定值电阻R。Ox轴平行于金属导轨,在0WxW4m的空间区域内存在着垂直导轨平面向下的磁场，磁感应强度B随坐标x（以m为单位）的分布规律为B=0.8-0.2x（T）。金属棒b在外力作用下从0处沿导轨运动，ab始终与导轨垂直并接触良好，不计导轨和金属棒的电阻。设在金属棒从x=lm经x=2m到x=3m的过程中，R的电功率保持不变，则金123在x与x处的电动势之比为1:113在x与x处受到磁场B的作用力大小之比为1:313从&到x2与从x2到x3的过程中通过R产生的焦耳热之比为5:3从&到x2与从x2到x3的过程中通过R的电量之比为5:3如图所示是线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时产生的交变电压图象.将该电压加在图中理想变压器的M、N两端.变压器原、副线圈匝数比为5：1，电阻R的阻值为2Q，电流表、电压表均为理想电表.下列说法正确的是（）0.01s时穿过线圈的磁通量最大线圈转动的角速度为50nrad/s流过灯泡的电流方向每秒钟改变50次电流表的示数为2A用如图所示的装置研究光电效应现象，用光子能量为2.85eV的光照射到光电管上时发生了光电效应,电流表G的示数不为零，移动变阻器的触点c，发现电压表的示数大于或等于1.70V时，电流表示数为0,则下列说法正确的是（）光电管阴极的逸出功为1.15eV开关S断开后，电流表G中无电流流过当滑动触头向a端滑动时，反向电压增大，电流增大改用能量为1.60eV的光子照射，移动变阻器的触点c,电流表G中也可能有电流三、实验题如图所示，在水平向右、场强为E的匀强电场中，不带电小球A及带电量为+q的小球B通过两根长度均为L的绝缘细线悬挂，两球静止时，两细线与竖直方向的夹角分别为30°、60°，重力加速度大小为g.画出B球的受力分析图并求A、B两小球的质量.⑵以10m/s前进的汽车，制动后经4s停止下来，贝0汽车的加速度大小是多少？四、解答题如图，质量m=2kg的物体在水平拉力F作用下静止处于固定斜面上，斜面的倾角为二庁芋，物体与斜面的动摩擦因数N=g取1Om/S2,若认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，试分析：使物块能够沿斜面上滑所施加的最小拉力；要使物块2s内由静止沿斜面向上运动4m,需施加多大拉力。如图所示，质量M=1kg的木板置于足够长的水平合上，木板的左端与平台左端对齐。在平台的左侧有一水平面，水平面上有一固定的滑块，滑块的上表面有一段光滑水平面和一段光滑圆弧PQ，圆弧和水平面平滑相切于P点，圆弧半径R=1m，所对圆心角为。=37°，滑块上表面左端有一质量m=2kg的小物块，小物块和滑块左端的固定直挡板间有一根压缩的轻弹簧，小物块和挡板间通过细线连接。Q点与平台间的高度差为h=0.45m。现剪断细线，小物块滑到P点时已经与弹簧脱离，小物块从Q点飞出后恰好沿水平方向从木板左端滑上木板。木板长x=2.5m，小物块与木板间的动摩擦因数片=0.2，木板与平台间以及小物块与平台间的动摩擦因数均为u2=0.1。设小物块滑到平台的瞬间速度没有变化，木板的厚度不计。取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求:小物块在Q点时对滑块的压力大小；弹簧的最大弹性势能；小物块滑离木板后，木板的右端与小物块间的最大距离。参考答案】一、单项选择题题号123456答案CCBACC二、多项选择题7．AD8．ACD9．BCD10．AD三、实验题2屆豆J^qE11.B球受力分析图见解析；A球质量；B球质量12.5m／s2四、解答题13.(1)110N(2)130N14.⑴師N(2)2曲(3)1.5^3高考理综物理模拟试卷注意事项：答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。一、单项选择题如图表示磁流体发电机的原理：将一束等离子体以速度v喷射入磁感应强度为B的磁场中（速度方向水平向里且垂直磁场），在磁场中有两块金属板A、B,板间距离为d,金属板上会聚集电荷，产生电压，不计等离子体重力和电阻，以下说法正确的是（）流过R的电流方向为从上向下R上电压最终会稳定且等于Bdv其他条件不变，只增大磁感应强度，AB间电势差减小其他条件不变，只增大射入速度，AB间电势差减小目前，在居家装修中，经常用到花岗岩、大理石等装修材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比如有些含有铀钍的花岗岩等岩石都会释放出放射性惰性气体氡，而氢会发生放射性衰变，放出凸、戸、尸射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道方面的疾病，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是0衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时产生并发射出来的0射线是原子核外电子电离形成的质子流它具有很强的穿透能力已知氢的半衰期为3.8天，若取1g氢放在天平左盘上，砝码放于右盘，左右两边恰好平衡，则3.8天后，需取走0.5g砝码天平才能再次平衡发生a衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4在第十一届全运会男子举重56公斤级比赛中，龙清泉以302公斤的总成绩获得冠军，并以169公斤超该级别挺举世界纪录•如图所示，设龙清泉所举杠铃的总重为G,杠铃平衡时每只手臂与竖直线所成的夹角为30°，则他每只手臂承受的张力为（）AB.:TgC.DAB.:TgC.D4.光导纤维按沿径向折射率的变化可分为阶跃型和连续型两种.阶跃型的光导纤维分为内芯和外套两层，内芯的折射率比外套的大。连续型光导纤维的折射率中心最高，沿径向逐渐减小，外表面附近的折射率最A低.关于光在连型光导纤维中的传播，图中能正确表示传播路径的是()BCDA低.关于光在连型光导纤维中的传播，图中能正确表示传播路径的是()BCD轨道平面与赤道平面夹角为90°的人造地球卫星被称为极地轨道卫星，它运行时能到达南北极区的上空，需要在全球范围内进行观测和应用的气象卫星、导航卫星等都采用这种轨道如图，若某颗极地轨道卫星从北纬45°的正上方按图示方向首次运行到南纬45°的正上方用时45分钟，贝()该卫星运行速度一定小于7.9km/s该卫星轨道半径与同步卫星轨道半径之比为1：4该卫星加速度与同步卫星加速度之比为2：1该卫星的机械能一定小于同步卫星的机械能某质点做直线运动，其位移x与时间t的关系图象如图所示。贝“)在0〜20s内质点的速度不断增加在0〜20s内质点的平均速度大小为0.8m/s在0〜20s内质点的瞬时速度等于它在这段时间内平均速度的时刻只有一处二、多项选择题如图所示，在磁感应强度B=1.0T的匀强磁场中，质量m=1kg的金属杆PQ在水平向右的外力F作用下沿着粗糙U形导轨以速度v=2m/s向右匀速滑动，U形导轨固定在水平面上，两导轨间距离l=1.0m，金属杆PQ与U形导轨之间的动摩擦因数u=0.3，电阻R=3.0Q,金属杆的电阻r=1.0Q,导轨电阻忽略不计，取重力加速度g=10m/s2，则下列说法正确的是PdOPdO通过R的感应电流的方向为由d到a金属杆PQ切割磁感线产生的感应电动势的大小为2.0V金属杆PQ受到的外力F的大小为2.5N外力F做功的数值大于电路上产生的焦耳热8•如图所示，两根足够长的直金属导轨平行放置在倾角为0的绝缘斜面上，两导轨间距为L，底端接有阻值为R的电阻.一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直，导轨和杆ab的电阻可忽略•整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上•让杆ab沿轨道由静止开始下滑，导轨和杆ab接触良好，不计它们之间的摩擦，杆ab由静止下滑距离S时，已处于匀速运动.重力加速度为g.则（）匀速运动时杆ab的速度为匀速运动时杆ab受到的安培力大小为mgsinQ杆ab由静止下滑距离S过程中，安培力做功为mgSsinQ杆ab由静止下滑距离S过程中，电阻R产生的热量为mgSsinQ9．2018年我国即将发射“嫦娥四号”登月探测器，将首次造访月球背面，首次实现对地对月球中继通信若“嫦娥四号”从距月面高度为100km的环月圆轨道I上的P点实施变轨，进入近月点为15km的椭圆轨沿轨道II运行的周期大于沿轨道I运行的周期在轨道I,II上的P点的加速度相等沿轨道II运行时，在P点的速度大于在Q点的速度如图所示，圆形区域内有垂直纸面向内的匀强磁场，两个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b，以不同的速率对准圆心0沿着AO方向射入磁场，其运动轨迹如图。若带电粒子只受磁场力的作用，粒子a在磁场中的运动周期为T,粒子a在磁场中的运动时间％t=T,粒子b在磁场中的运动周期为Tb，粒子aanabb在磁场中的运动时间为t=T，则下列说法正确的是Ub粒子a和粒子b在磁场中运动的周期关系为T=Tab粒子a和粒子b在磁场中运动的周期关系为T>Tab粒子a和粒子b在磁场中运动速度关系v=va71b粒子a和粒子b在磁场中运动速度关系v=3vab三、实验题一个木块从高h=0.8m的水平桌子的左边A以初速度v0=2m/s向右滑行，离开桌面后落到C点，距桌子右边B的水平距离s=0