2018-2019学年高中物理 高考真题集训 新人教版选修3-3

高考真题集训

1.(2018·全国卷Ⅰ)

(1)(多选)如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③、④到达状态e。对此气体，下列说法正确的是________。

A.过程①中气体的压强逐渐减小 B.过程②中气体对外界做正功 C.过程④中气体从外界吸收了热量 D.状态c、d的内能相等

E.状态d的压强比状态b的压强小

(2)如图，容积为V的汽缸由导热材料制成，面积为S的活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分，汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连，细管上有一阀门K。开始时，K关闭，汽缸内上下两部分气体的压强均为p0。现将K打开，容器内的液体缓慢地流入汽缸，当流入的液体体积为时，将K关闭，活塞平衡时其下方气体的体积减小了。不计活塞的质

86量和体积，外界温度保持不变，重力加速度大小为g。求流入汽缸内液体的质量。

15p0S答案 (1)BDE (2)

26g解析 (1)由理想气体状态方程VVpaVapbVb＝可知，过程①中气体体积不变温度升高即TaTbTb>Ta，则pb>pa，即过程①中气体的压强逐渐增大，A错误；由于过程②中气体体积增大，所

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以过程②中气体对外界做功，B正确；过程④中气体体积不变，对外做功为零，温度降低，内能减小，根据热力学第一定律，过程④中气体放出热量，C错误；由于状态c、d的温度相等，根据理想气体的内能只与温度有关，可知状态c、d的内能相等，D正确；由理想气体状态方程＝C可得p＝C，即T-V图中的点与原点O的连线的斜率正比于该点的压强，故状态d的压强比状态b的压强小，E正确。

(2)设活塞再次平衡后，活塞上方气体的体积为V1，压强为p1；下方气体的体积为V2，压强为p2。在活塞下移的过程中，活塞上、下方气体的温度均保持不变，由玻意耳定律得

pVTTVVp0＝p1V1①

22

Vp0＝p2V2②

由已知条件得

VVV13V1＝＋－＝V③

22

668324

VVVV2＝－＝④

设活塞上方液体的质量为m，由力的平衡条件得

p2S＝p1S＋mg⑤

联立以上各式得

m＝

15p0S。 26g2.(2018·全国卷Ⅱ)(1)(多选)对于实际的气体，下列说法正确的是________。 A.气体的内能包括气体分子的重力势能 B.气体的内能包括分子之间相互作用的势能 C.气体的内能包括气体整体运动的动能 D.气体体积变化时，其内能可能不变 E.气体的内能包括气体分子热运动的动能

(2)如图，一竖直放置的汽缸上端开口，汽缸壁内有卡口a和b，a、b间距为h，a距缸底的高度为H；活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为m，面积为S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均绝热，不计它们之间的摩擦。开始时活

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塞处于静止状态，上、下方气体压强均为p0，温度均为T0。现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体，直至活塞刚好到达b处。求此时汽缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。重力加速度大小为g。

答案 (1)BDE (2)?1＋??1＋

??

h??H??mg?

T0 (p0S＋mg)h p0S??

解析 (1)气体的内能等于所有分子热运动的动能和分子之间势能的总和，故A、C错误，B、E正确；根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q知道，改变内能的方式有做功和热传递，所以体积发生变化对外做功W时，如果同时吸热使Q＝W，则内能不变，故D正确。

(2)开始时活塞位于a处，加热后，汽缸中的气体先经历等容过程，直至活塞开始运动。设此时汽缸中气体的温度为T1，压强为p1，根据查理定律有＝①

根据力的平衡条件有p1S＝p0S＋mg② 联立①②式可得T1＝?1＋

p0p1

T0T1

??

mg?T0③ p0S??

此后，汽缸中的气体经历等压过程，直至活塞刚好到达b处，设此时汽缸中气体的温度为T2；活塞位于a处和b处时气体的体积分别为V1和V2。根据盖—吕萨克定律有

V1V2

＝④ T1T2

式中V1＝SH⑤

V2＝S(H＋h)⑥

联立③④⑤⑥式解得T2＝?1＋??1＋

??

h??H??mg?T0⑦ p0S??

从开始加热到活塞到达b处的过程中，汽缸中的气体对外做的功为W＝(p0S＋mg)h。

3.(2018·全国卷Ⅲ)(1)

(多选)如图，一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如p-V图中从a到b的直线所示。在此过程中________。

A.气体温度一直降低 B.气体内能一直增加 C.气体一直对外做功

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D.气体一直从外界吸热

E.气体吸收的热量一直全部用于对外做功

(2)在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一段水银柱，水银柱的两端各封闭有一段空气。当U形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的长度分别为l1＝18.0 cm和l2＝12.0 cm，左边气体的压强为12.0 cmHg。现将U形管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边。求U形管平放时两边空气柱的长度。在整个过程中，气体温度不变。

答案 (1)BCD (2)22.5 cm 7.5 cm

解析 (1)一定质量的理想气体从a到b的过程，由理想气体状态方程

paVapbVb＝可知，TaTbTb>Ta，即气体的温度一直升高，A错误；根据理想气体的内能只与温度有关，可知气体的内

能一直增加，B正确；由于从a到b的过程中气体的体积增大，所以气体一直对外做功，C正确；根据热力学第一定律，从a到b的过程中，气体一直从外界吸热，D正确；气体吸收的热量一部分增加内能，一部分对外做功，E错误。

(2)设U形管两端竖直朝上时，左、右两边气体的压强分别为p1和p2。U形管水平放置时，两边气体压强相等，设为p，此时原左、右两边气体长度分别变为l1′和l2′。由力的平衡条件有

p1＝p2＋ρg(l1－l2)①

式中ρ为水银密度，g为重力加速度大小。 由玻意耳定律有

p1l1＝pl1′② p2l2＝pl2′③ l1′－l1＝l2－l2′④

由①②③④式和题给条件得

l1′＝22.5 cm；l2′＝7.5 cm。

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