专题08选修3-3-2020年高考题和高考模拟题物理分项版汇编

式,用心计算,小心有效数字的要求即可.

8.【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)A、B的顶部各有一阀门K1、K3;B中有一可自由滑动的活塞连通,阀门K2位于细管的中部,(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。

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(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。 【答案】(i)V/2 2p0 (i i ) 顶部 (i i i) 1.6 p0

【解析】(i)设打开K2后,稳定时活塞上方气体的压强为p1,体积为V1。依题意,被活塞分开的两部分气体都经历等温过程。由玻意耳定律得

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p0V?p1V1①

(3p0)V?p1(2V?V1)②

联立①②式得

V1?V③ 2p1?2p0④

(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(V2?2V)时,活塞下气体压强为p2,由玻意耳定律得(3p0)V?p2V2⑤ 由⑤式得

中国教育出%~*#版网p2?3Vp0⑥ V2??由⑥式知,打开K3后活塞上升直到B的顶部为止;此时p2为p23p0 2(iii)设加热后活塞下方气体的压强为p3,气体温度从T1=300 K升高到T2=320 K的等容过程中,由查理定律得

?p3p2?⑦ T1T2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。

9.【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。

中国%#教育出版网【答案】(i)

?0gVT0Tb (ii)

?0gVT0Ta (iii)

?0VT0Tb??0VT0Ta?m0

【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V0,密度为

?0?m① V0m② VT温度为T时的体积为VT,密度为:?(T)?由盖-吕萨克定律可得:

V0VT?③ T0T联立①②③解得:?(T)??0T0④ T气球所受的浮力为:f??(Tb)gV⑤ 联立④⑤解得:f??0gVT0Tb⑥

(ⅱ)气球内热空气所受的重力:G??(Ta)Vg⑦ 联立④⑦解得:G?Vg?0T0⑧ Ta(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:m??0VT0Tb??0VT0Ta?m0

【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。

来&^%源中教网@~10.【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;

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(ii)该仪器能够测量的最大压强。

π?gd2h2π?gd2l2 (ii)【答案】(i)

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【考点定位】玻意耳定律

来源:z&zste*p~@.^com]【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。

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1.【2017·广东省惠州市4月模拟】下列说法正确的是__________ (选对1个给2分,选对2个给4分,选对3个给5分,每选错一个扣3分,最低得分为0) A.空气中PM2.5的运动属于分子热运动

B.与热现象有关的自发的宏观过程,总是朝着分子热运动状态无序性增加的方向进行

来源:#中^@教网*&]C.一定质量理想气体等温膨胀,一定从外界吸热 D.利用液晶的各向同性可以制作显示元件

E.空气相对湿度越大时,空气中水蒸气压强越接近饱和汽压,水蒸发越慢

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