高中物理选修3-3计算题.docVIP

〔2009年高考宁夏理综卷〕

34.[物理——选修3-3]〔15分〕

(2)(10分)图中系统由左右连个侧壁绝热、底部、截面均为S的容器组成。左容器足够高，上端敞开，右容器上端由导热材料封闭。两个容器的下端由可忽略容积的细管连通。

容器内两个绝热的活塞A、B下方封有氮气，B上方封有氢气。大气的压强p0，温度为T0=273K，连个活塞因自身重量对下方气体产生的附加压强均为0.1p0。系统平衡时，各气体柱的高度如下图。现将系统的底部浸入恒温热水槽中，再次平衡时A上升了一定的高度。用外力将A缓慢推回第一次平衡时的位置并固定，第三次到达平衡后，氢气柱高度为0.8h。氮气和氢气均可视为理想气体。求

〔i〕第二次平衡时氮气的体积；

〔ii〕水的温度。

【解析】34.[物理——选修3-3]〔15分〕

〔1〕C〔15分〕

〔2〕〔10分〕

〔i〕考虑氢气的等温过程。该过程的初态压强为，体积为hS，末态体积为0.8hS。

设末态的压强为P，由玻意耳定律得①

活塞A从最高点被推回第一次平衡时位置的过程是等温过程。该过程的初态压强为1.1，体积为V；末态的压强为，体积为，那么②

③

由玻意耳定律得④

(ii)活塞A从最初位置升到最高点的过程为等压过程。该过程的初态体积和温度分别为和，末态体积为。设末态温度为T，由盖-吕萨克定律得

6.(2012全国新课标).[物理——选修3-3]〔15分〕

〔1〕〔6分〕关于热力学定律，以下说法正确的选项是_________〔填入正确选项前的字母，选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分〕。

A.为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量

B.对某物体做功，必定会使该物体的内能增加

C.可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功

D.不可能使热量从低温物体传向高温物体

E.功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程

〔2〕〔9分〕如图，由U形管和细管连接的玻璃泡A、B和C浸泡在温度均为0°C的水槽中，B的容积是A的3倍。阀门S将A和B两局部隔开。A内为真空，B和C内都充有气体。U形管内左边水银柱比右边的低60mm。翻开阀门S，整个系统稳定后，U形管内左右水银柱高度相等。假设U形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积。

〔i〕求玻璃泡C中气体的压强〔以mmHg为单位〕

〔ii〕将右侧水槽的水从0°C加热到一定温度时，U形管内左右水银柱高度差又为60mm，求加热后右侧水槽的水温。

[答案]〔1〕ACE〔2〕180mmHg，364K

3l/8l15、(2013年海南物理)如图，一带有活塞的气缸通过底部的水平细管与一个上端开口的竖直管相连，气缸与竖直管的横截面面积之比为3：1，初始时，该装置的底部盛有水银；活塞与水银面之间有一定量的气体，气柱高度为l〔以cm为单位〕；竖直管内的水银面比气缸内的水银面高出3l/8。现使活塞缓慢向上移动11

3l/8

l

【答案】P=15l/8

【解析】

设S为气缸的横截面积，P为活塞处于初始位置时气缸内气体的压强，P0为大气压强。有

①

在活塞上移后，气缸内气体的压强变为P0，设气体的体积为V′，由玻意耳定律得

②

设气缸内水银面上升，有：③

④

联立①②③④⑤，解得⑤

16、(2013年新课标Ⅰ卷)如图，两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同气缸直立放置，气缸底部和顶部均有细管连通，顶部的细管带有阀门K.两气缸的容积均为V0气缸中各有一个绝热活塞(质量不同，厚度可忽略)。开始时K关闭，两活塞下方和右活塞上方充有气体(可视为理想气体)，压强分别为Po和Po/3;左活塞在气缸正中间，其上方为真空;右活塞上方气体体积为V0/4。现使气缸底与一恒温热源接触，平衡后左活塞升至气缸顶部，且与顶部刚好没有接触；然后翻开K，经过一段时间，重新到达平衡。外界温度为T0，不计活塞与气缸壁间的摩擦。求:

(i)恒温热源的温度T;

(ii)重新到达平衡后左气缸中活塞上方气体的体积Vx。

【答案】见解析

【解析】〔ⅰ〕与恒温热源接触后，在k未翻开时，右活塞不动，两活塞下方对气体经历等压过程，由盖·吕萨克定律得

eq\o\ac(○,1)

由此得eq\o\ac(○