三年高考部編版2020高考物理試題分項版解析專題14選修3-3(含解析)

o2o在管內(nèi)。實驗時改變氣體溫度，測得封閉氣柱長度 l和力傳感器讀數(shù)F之間的關系如圖（b）所示（實驗中（1）管內(nèi)水銀柱長度為大氣壓強不變）（1）管內(nèi)水銀柱長度為m,為保證水銀不溢出，該溫度計能測得的最高溫度為（2）若氣柱初始長度大于0.3m,該溫度計能測量的最高溫度將（選填：“增大”，“不變”或“減小”）。（3）若實驗中大氣壓強略有升高， 則用該溫度計測出的溫度將（選填：“偏高”，“不變”或“偏低”）。【答案】（1）0.1;360 （2）減?。?）偏低【解析】（1）由于輕質(zhì)管可以繞◎點轉(zhuǎn)動,通過力矩關系有二設水銀長度的一半為打封閉氣體長度為，F(xiàn)L=pg^+x）f研究氣體長度為r3m和535加兩個位置，可以計算出水銀長度為二2x=0.1mj為保證水銀不溢出，水銀剛好到達管口,此時封閉氣體長度為J=0.4m,則根據(jù)可以算出此時溫度為7T=36OK。（2）根（2）根據(jù)上題結(jié)論，從公式?=『可以看出，后來溫度與原來的氣體長度有反比關系，所以該溫度計能夠測量的最大溫度將會減小。（3）實驗過程中大氣壓強增加， 公式網(wǎng)°=-pV,得到T=10叱溫度會增加，但如果仍然用V0=V%T PoVo ToT計算的話，會出現(xiàn)測量值偏低。【考點定位】力矩、氣體狀態(tài)方程【方法技巧】根據(jù)力矩的平衡計算水銀長度，根據(jù)公式V0V V0V【方法技巧】根據(jù)力矩的平衡計算水銀長度，根據(jù)公式°r=—計算氣體溫度，根據(jù)公式0r=—判斷測量ToI ToI值溫度的變化。11.12。16?江蘇卷】如題12A-1圖所示，在ZB和DHA的過程中，氣體放出的熱量分別為 4J和20J.在B-C和C-D的過程中，氣體吸收的熱量分別為 2oj和12J.求氣體完成一次循環(huán)對外界所做的功.【答案】8J【解析】完成一次循環(huán)氣體內(nèi)能不變 AU=o,吸收的熱量Q=（2o+12-4-2o）J=8J由熱力學第一定律AU=Q+W導，W-8J氣體對外做功為8J.【考點定位】熱力學定律【方法技巧】重點考查熱力學第一定律，本題的關鍵在于氣體完成一次循環(huán)氣體內(nèi)能不變，從而結(jié)合熱力學定律求解問題。12.（8分）【2016?海南卷】如圖，密閉汽缸兩側(cè)與一 U形管的兩端相連，汽缸壁導熱； U形管內(nèi)盛有密度為p=7.5X102kg/m3的液體。一活塞將汽缸分成左、右兩個氣室，開始時，左氣室的體積是右氣室的體積的一半，氣體的壓強均為Po=4.5X103Pa。外界溫度保持不變。緩慢向右拉活塞使 U形管兩側(cè)液面的高度差h=40cm,求此時左、右兩氣室的體積之比。取重力加速度大小 g=10m/s2,U形管中氣體的體積和活塞拉桿的體積忽略不計。【答案】1:1【解析】設初始狀態(tài)時汽缸左氣室的體積為匕右氣室的體積為辦『當活塞至汽缸中某位置時，左、右氣室的壓強分別為總、P”體積分別為也的，由玻意耳定律得R抬:HRK①P氐號:w②?依題意有融+K尸尸用③由力的平衡條件有rma④聯(lián)立①②③④式，拌代入題給數(shù)據(jù)得21；'+ -界勺=0⑤ 3一由此解得V1=-V01（另一解不合題意，舍去）⑥2由③⑥式和題給條件得V1：V2=1:1⑦【考點定位】理想氣體的狀態(tài)方程、封閉氣體壓強【名師點睛】本題考查了求氣體體積，應用玻意耳定律即可正確解題，求出氣體的壓強是正確解題的關鍵。13.12016?上海卷】（10分）如圖，兩端封閉的直玻璃管豎直放置，一段水銀將管內(nèi)氣體分隔為上下兩部分A和B,上下兩部分氣體初始溫度相等，且體積 VA>VAI（1）若AB兩部分氣體同時升高相同的溫度，水銀柱將如何移動？某同學解答如下：

設兩部分氣體壓強不變，由V設兩部分氣體壓強不變，由V1=V2△V=ATV，…，所以水銀柱將向下移動。上述解答是否正確？若正確，請寫出完整的解答；若不正確，請說明理由并給出正確的解答。（2）在上下兩部分氣體升高相同溫度的過程中，水銀柱位置發(fā)生變化，最后穩(wěn)定在新的平衡位置， A、B兩部分氣體始末狀態(tài)壓強的變化量分別為 ApA和ApB,分析并比較二者的大小關系。【答案】（1）不正確水銀柱向上移動 （2）ApA=ApB【解析】（1）不正確。水銀柱移動的原因是升溫后，由于壓強變化造成受力平衡被破壞，因此應該假設氣體體積不變，由壓強變化判斷移動方向口正確解法：設升溫后上下部分氣體體積不變，則由查理定律可得1-T+aT&P=PP=P因為AT>01如如可知門所示水銀柱向上移動口（2）升溫前有PB=PA+Ph（Ph為汞柱壓強）升溫后同樣有Pb'=Pa'+ph兩式相減可得4Pa=4B【考點定位】查理定律、封閉氣體壓強【方法技巧】通過查理定律計算分析水銀柱的移動方向；建立升溫前后 A、B氣體壓強關系，兩式相減就可以計算出兩部分氣體的壓強變化關系。14.12016?全國新課標I卷】（10分）在水下氣泡內(nèi)空氣的壓強大于氣泡表面外側(cè)水的壓強， 兩壓強差AP2"與氣泡半徑r之間的關系為AP=——，其中（T=0.070N/m?，F(xiàn)讓水下10m處一半徑為0.50cm的氣泡緩慢r上升。已知大氣壓強Po=1.0x105Pa,水的密度p=1.0X103kg/m3,重力加速度大小g=10m/s2。（i）求在水下10m處氣泡內(nèi)外的壓強差；（ii）忽略水溫隨水深的變化，在氣泡上升到十分接近水面時，求氣泡的半徑與其原來半徑之比的近似值?！敬鸢浮浚╥）28Pa（ii）1.3【解析】（i）當氣泡在水下h=10m處時，設其半徑為口,氣泡內(nèi)外壓強差為？Pi,則20?p1= ①r1代入題給數(shù)據(jù)得32EPa@（11）設氣泡在水下10質(zhì)處時，氣泡內(nèi)空氣的壓強為R,氣泡體積為心氣泡到達水面附近時『氣泡內(nèi)空氣壓強為產(chǎn)；,內(nèi)外壓強差為5”其體積為修半徑為蒼+氣泡上升過程中溫度不變，根據(jù)玻意耳定律有RK=a戚氣泡體積阮和國分別為夫:江⑥,心:兀/⑦聯(lián)立③④⑤⑥⑦式得（立y= p"坐；、?々pg—p/孚i由②式知，？p<<po,i=1,2,故可略去⑧式中的？pi項。代入題名^數(shù)據(jù)得”=3/2定1.3⑨ri【考點定位】理想氣體狀態(tài)方程【名師點睛】本題是對理想氣體狀態(tài)方程的應用的考查；解題關鍵是找到所研究的氣體的兩個狀態(tài)，并且能找到各個狀態(tài)的狀態(tài)參量：壓強、體積。15.12016?全國新課標H卷】（10分）一氧氣瓶的容積為0.08m\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0.36m3。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?！窘馕觥吭O氧氣開始時的壓強為 p1,體積為V壓強變?yōu)閜2（2個大氣壓）時，體積為V根據(jù)玻意耳定律得P1V=P2V2①重新充氣前，用去的氧氣在P2壓強下的體積為V3=V2-V1②設用去的氧氣在P0（1個大氣壓）壓強下的體積為V則有P2M=P0V0③設實驗室每天用去的氧氣在P0下的體積為AV,則氧氣可用的天數(shù)為N=V/AV④聯(lián)立①②③④式，并代入數(shù)據(jù)得 N=4（天）⑤【考點定位】氣體實驗定律【名師點睛】此題主要考查玻意耳定律的應用；解題關鍵是確定以哪一部分氣體為研究對象，并能找到氣體在不同狀態(tài)下的狀態(tài)參量，然后列方程求解。16.12016?全國新課標出卷】一U形玻璃管豎直放置，左端開口，右端封閉，左端上部有一光滑的輕活塞。初始時，管內(nèi)汞柱及空氣柱長度如圖所示。用力向下緩慢推活塞，直至管內(nèi)兩邊汞柱高度相等時為止。求此時右側(cè)管內(nèi)氣體的壓強和活塞向下移動的距離。已知玻璃管的橫截面積處處相同；在活塞向下移動的過程中，沒有發(fā)生氣體泄漏；大氣壓強 po=75.0cmHg。環(huán)境溫度不變。【答案】h=9.42cm【解析】設初始時，右管中空氣柱的壓強為A，長度為4f左管中空氣柱的壓強為P：=R.長度為12。活塞被推下h后J右管中空氣柱的壓強為A，長度為/左管中空氣柱的壓強為達，長度為4。以C而Ig為壓強單位。由題給條件得超=p?+(20.0-￡00)cmHgf=(20.0-20.0-5.00)cmf=(20.0-20.0-5.00)cm根據(jù)玻意耳定律得卻，工二聞聯(lián)立解得Pi=144cmHg根據(jù)題意可得p2=p1,l2=4.00cm200-500cm