喜讯：2019年高考真题——理综物理（全国卷Ⅲ） 第33题（2） 共命中50分(2)2019/8/1 19:14:00　阅读 次 参与讨论()

喜讯：2019年高考真题——理综物理（全国卷Ⅲ） 第33题（2）  共命中50分

http://ks5u.com/down/2019-6/9/3700672.shtml

【高考真题】

33．[物理——选修3–3]

（2）（10分）如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一段高度为2.0 cm的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为2.0 cm。若将细管倒置，水银柱下表面恰好位于管口处，且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同。已知大气压强为76 cmHg，环境温度为296 K。

（i）求细管的长度；

（i）若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止，求此时密封气体的温度。

【答案】

（2）（i）设细管的长度为L，横截面的面积为S，水银柱高度为h；初始时，设水银柱上表面到管口的距离为h₁，被密封气体的体积为V，压强为p；细管倒置时，气体体积为V₁，压强为p₁。由玻意耳定律有

pV=p₁V₁        ①

由力的平衡条件有

p=p₀+ρgh        ②

p₁=p₀–ρgh        ③

式中，ρ、g分别为水银的密度和重力加速度的大小，p₀为大气压强。由题意有

V=S（L–h₁–h）    ④

V₁=S（L–h）    ⑤

由①②③④⑤式和题给条件得

L=41 cm      ⑥

（ii）设气体被加热前后的温度分别为T₀和T，由盖–吕萨克定律有

      ⑦

由④⑤⑥⑦式和题给数据得

T=312 K       ⑧

【命中试题】

1.【吉林省辽源市2019届高三下学期联合模拟考试物理试题】

http://ks5u.com/down/2019-5/17/3676944.shtml

33．【物理——选修3-3】

 (2)(10分)如图所示，一个内壁光滑、导热性能良好的汽缸竖直吊在天花板上，开口向下。质量与厚度均不计、导热性能良好的活塞横截面积S＝2×10^－3 m²，与汽缸底部之间封闭了一定质量的理想气体，此时活塞与汽缸底部之间的距离h＝24 cm，活塞距汽缸口10 cm。汽缸所处环境的温度为300 K，大气压强p₀＝1.0×10⁵ Pa，取g＝10 m/s²。现将质量为m＝4 kg的物块挂在活塞中央位置上。

(i)活塞挂上重物后，活塞下移，求稳定后活塞与汽缸底部之间的距离。

(ii)若再对汽缸缓慢加热使活塞继续下移，活塞刚好不脱离汽缸，加热时温度不能超过多少？此过程中封闭气体对外做功多少？

【答案】

（i）挂上重物后，活塞下移，设稳定后活塞与汽缸底部之间的距离为h₁

该过程中气体初末状态的温度不变，根据玻意耳定律有：(2分)

代入数据解得：；(1分)

（ii）加热过程中汽缸内压强不变，当活塞移到汽缸口时，温度达到最高，设此温度为T₂

根据盖—吕萨克定律有：(2分)

而，，解得，即加热时温度不能超过(2分)

加热过程中气体对外做功(2分)

代入数据得。(1分)

2.【广东省百校联考2019届高三上学期11月月考理科综合物理试题】

http://ks5u.com/down/2019-5/20/3682450.shtml

14.如图所示，固定在水平面上的汽缸长L=1m，汽缸中有横截面积S=100cm²的光滑活塞，活塞封闭了一定质量的理想气体，当缸内气体温度T₀=300K大气压强p₀=1×10⁵Pa时，活塞在汽缸右端开口处，现用外力把活塞从汽缸右端缓慢向左推至气柱长度l=80cm，汽缸和活塞的厚度均可忽略不计，缸内气体温度不变。

（1）求活塞静止在气柱长度l=80cm时外力的大小F；

（2）如果不用外力而缓慢降低缸内气体的温度，使活塞从汽缸右端开口处移至气柱长度l=80cm处，求此时缸内气体的温度T。

【答案】

（1）在此过程中，缸内气体发生等温变化，根据玻意耳定律有：

由活塞受力平衡条件有：

解得：F=250N

（2）在此过程中，缸内气体发生等压变化，根据盖-吕萨克定律有：

解得：T=240K

3.【重庆市沙坪坝等主城六区2019届高三上学期第一次学业质量调研抽测理综物理试题】

http://ks5u.com/down/2019-4/29/3642090.shtml

14.如图，固定在水平面上的竖直薄壁气缸高H=0.50m，横截面积S=0.040m²，厚度不计的轻活塞封闭了一定质量的理想气体。当缸内温度为t=27℃、压强等于大气压P₀时，气柱高度h=0.4m。不计活塞与气缸的摩擦，已知大气压p₀=1.0×10⁵Pa。

（1）如果缸内温度保持不变，将活塞缓慢拉至气缸上端口，求此时竖直拉力F的大小；

（2）如果缸内气体温度缓慢升高，使活塞移至气缸上端口，求此时气体温度为多少摄氏度。

【答案】

(1)对缸内气体，由波意耳定律得：

当活塞位于气缸上端口时，受力平衡：

联立解得：

(2)对缸内气体，由盖-吕萨克定律得：

式中：，

联立解得：

4.【广东省汕头市2019届高三毕业班教学质量监测理综物理试题】

http://ks5u.com/down/2019-4/29/3641830.shtml

14.如图所示，在粗细均匀的U形管左侧用水银封闭一段长为L₁=20cm、温度为T₁=285K的空气柱，稳定时，左右两管水银面高度差为h=19cm。现向右管缓慢补充水银，保持左管内气体的温度不变，当左右两管水银面等高时，停止补充水银。已知大气压为p₀=76cmHg.

①求此时左管内空气柱的长度L₂；

②接着给左管的气体缓慢均匀加热，使管内空气柱的长度恢复到20cm，求此时左管内气体的温度.

【答案】

解：(1)对于封闭气体有：

末态压强：

由于气体发生等温变化，由玻意耳定律可得：

解得：

(2) 均匀加热封闭气体的压强：

由理想气体状态方程可得：

联立解得：

5．【广东省普宁市第二中学等七校联合体2019届高三冲刺模拟理科综合物理试题】

http://ks5u.com/down/2019-5/24/3686982.shtml

33.(2)如图，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管，下部有长L₁=66cm的水银柱，

中间封有长L₂=6.6cm的空气柱，上部有长L₃=44cm的水银柱，此时水银面恰

好与管口平齐．已知大气压强为P₀=76cmHg．如果使玻璃管绕底端在竖直平面

内缓慢地转动一周，求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度．

封入的气体可视为理想气体，在转动过程中没有发生漏气．

【答案】

（2）设玻璃管开口向上时，空气柱压强为：P₁=P₀+ρgL₃      ①
（式中ρ和g分别表示水银的密度和重力加速度．）
玻璃管开口向下时，原来上部的水银有一部分会流出，封闭端会有部分真空．
设此时开口端剩下的水银柱长度为x，则P₂=ρgL₁，P₂+ρgx=P₀ ②
（P₂管内空气柱的压强．）
由玻意耳定律得P₁（sL₂）=P₂（sh）   ③
（式中，h是此时空气柱的长度，S为玻璃管的横截面积．）
由①②③式和题给条件得      h=12cm　　④
从开始转动一周后，设空气柱的压强为P₃，则P₃=P₀+ρgx ⑤
由玻意耳定律得       ⑥
（式中，是此时空气柱的长度．）
由①②③⑤⑥    ≈9.2cm

故在开口向下管中空气柱的长度为12cm，回到原来位置时管中空气柱的长度是9.2cm．

6.【四川省成都市石室中学高2019届高三2月份入学考试物理试题】

http://ks5u.com/down/2019-4/17/3631462.shtml

14.如图所示，上端开口，下端封闭，竖直放置的导热玻璃管（厚度不计）长l₀=100cm，玻璃管可绕O点在竖直面内360转动。水银柱上端与玻璃管上端齐平，下端封闭长为l₁=25cm的理想气体。大气压强P₀=75cmHg。

i．将玻璃管从竖直位置1缓慢转动90到水平位置2，求此时的空气柱长度；

ii．将玻璃管从竖直位置1缓慢转动180到竖直位置3，求此时管中剩余的水银柱长度。

【答案】

解：(i)：状态1：气体压强

气体长度为

状态2：气体压强

设气体长度为

由玻意耳定律：

解得： 

(ii)：状态3，设水银柱长度为

气体压强  

气体长度为

由玻意耳定律：

解得：