2018高考物理一轮总复习达标训练习题:高考必考题突破讲座11含答案

第十一章 高考必考题突破讲座(十一)

1.(2015·山东卷)扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象.如图所示,截面积为S的热杯盖扣在水平桌面上,开始时内部封闭气体的温度为300 K,压强为大气压强p0.当封闭气体温度上升至303 K时,杯盖恰好被整体顶起,放出少许气体后又落回桌面,其内部气体压强立即减为p0,温度仍为303 K.再经过一段时间,内部气体温度恢复到300 K.整个过程中封闭气体均可视为理想气体.求:

(1)当温度上升到303 K且尚未放气时,封闭气体的压强; (2)当温度恢复到300 K时,竖直向上提起杯盖所需的最小力.

解析:(1)以开始封闭的气体为研究对象,由题意可知,初状态温度T0=300 K,压强为p0,末状态温度T1

p0p1=303 K,压强设为p1,由查理定律得=①

T0T1

101

代入数据得p1=p0②

100

(2)设杯盖的质量为m,刚好被顶起时,由平衡条件得p1S=p0S+mg③

放出少许气体后,以杯盖内的剩余气体为研究对象,由题意可知,初状态温度T2=303 K,压强p2=p0,末p2p3

状态温度T3=300 K,压强设为p3,由查理定律得=④

T2T3

设提起杯盖所需的最小力为F,由平衡条件得F+p3S=p0S+mg⑤ 201

联立②③④⑤式,代入数据得F=pS⑥

10 1000101201

答案: (1)p0 (2)pS

10010 1000

2.(2014·全国卷Ⅰ)一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形汽缸内,汽缸壁导热良好,活塞可沿汽缸壁无摩擦地滑动.开始时气体压强为p,活塞下表面相对于汽缸底部的高度为h,外界的温度为T0.现取h

质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面,沙子倒完时,活塞下降了.若此后外界的温度变为T,求重新达到

4平衡后气体的体积.已知外界大气的压强始终保持不变,重力加速度大小为g.

解析:设汽缸的横截面积为S,沙子倒在活塞上后,对气体产生的压强为Δp,由玻意耳定律得 1

phS=(p+Δp)(h-h)S①

41

解得Δp=p②

3

1?h-h?S

4h′S

外界的温度变为T后,设活塞距底面的高度为h′,根据盖·吕萨克定律,得=③

T0T

3T

解得h′=h④

4T0mg

据题意可得Δp=⑤

S气体最后的体积V=Sh′⑥

9mghT

联立②④⑤⑥式得V=⑦

4pT0答案:

9mghT

4pT0

3.如图所示,一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置.玻璃管的下部封有长l1=25.0 cm的空气柱,中间有一段长l2=25.0 cm的水银柱,上部空气柱的长度l3=40.0 cm.已知大气压强p0=75.0 cmHg.现将一活塞(图中未画出)从玻璃管开口处缓慢往下推,使管下部空气柱长度变为l′1=20.0 cm.假设活塞下推过程中没有漏气,求活塞下推的距离.

解析:以cmHg为压强单位.在活塞下推前,玻璃管下部空气柱的压强p1=p0+l2① 设活塞下推后,下部空气柱的压强为p′1,由玻意耳定律得p1l1=p′1l′1②

如图所示,设活塞下推距离为Δl,则此时玻璃管上部空气柱的长度l′3=l3+l1-l′1-Δl③ 设此时玻璃管上部空气柱的压强为p′3,则p′3=p′1-l2④ 由玻意耳定律得p0l3=p′3l′3⑤

联立①~⑤式及题给数据解得Δl=15.0 cm⑥ 答案: 15.0 cm

4.如图所示,由U型管和细管连接的玻璃泡A、B和C浸泡在温度均为0 ℃的水槽中,B的容积是A的3倍.阀门S将A和B两部分隔开.A内为真空,B和C内都充有气体.U型管内左边水银柱比右边的低60 mm.打开阀门S,整个系统稳定后,U型管内左右水银柱高度相等.假设U型管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积.

(1)求玻璃泡C中气体的压强(以mmHg为单位);

(2)将右侧水槽的水从0 ℃加热到一定温度时,U型管内左右水银柱高度差又为60 mm,求加热后右侧水槽

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