高中物理選修3-3大題復(fù)習(xí)(含答案)

高三物理選修3-3大題訓(xùn)練1．（10分）如圖，一定質(zhì)量的理想氣體被質(zhì)量可忽略的活塞封閉在可導(dǎo)熱的氣缸內(nèi)，活塞距底部的高度為h＝0.1m，可沿氣缸無(wú)摩擦地滑動(dòng)。取箱沙子緩慢地倒在活塞的上表面上，沙子倒完時(shí)，活塞下降了△h＝0.02m，在此過(guò)程中外界大壓和溫度始終保持不變已知大0（i）這箱沙子的質(zhì)量。0則對(duì)氣缸內(nèi)的氣體需如熱到多少攝氏度？，如圖乙所示。已知活塞的001（3）在此過(guò)程中，氣體與外界交換的熱量Q。＝70cm的氣柱（U形管內(nèi)的氣體體積不計(jì)）。已知活塞質(zhì)量m＝20.4kg，大氣壓強(qiáng)p＝105Pa，01210為m的物體，活塞靜止時(shí)下降10cm，溫度仍為27℃，不計(jì)活塞與容器壁的摩擦，彈簧1（i）求物體m的質(zhì)量？1（ii）如果把活塞內(nèi)氣體加熱到，t＝57℃并保持不變，為使活塞靜止時(shí)位置距容器底面22T，大活塞處于大圓筒的中間位置，且剛性桿上恰無(wú)彈力。重力加速度用g表示，外界0（3）當(dāng)?shù)獨(dú)獾臏囟壬仙?T時(shí)，壓強(qiáng)多大？0高三物理選修3-3大題練習(xí)參考答案與試題解析1．（10分）如圖，一定質(zhì)量的理想氣體被質(zhì)量可忽略的活塞封閉在可導(dǎo)熱的氣缸內(nèi)，活塞0（i）這箱沙子的質(zhì)量。0【解答】解：（i）設(shè)倒入的沙子質(zhì)量為m，沙子緩慢倒入，氣體做等溫變化，有：phS＝（p+00＝代入數(shù)解據(jù)得：t＝102°C來(lái)，活塞緩慢下降，穩(wěn)定后，活塞距離汽缸底部的距離為001（3）在此過(guò)程中，氣體與外界交換的熱量Q?！窘獯稹拷猓海?）以氣缸中的封閉氣體為研究對(duì)。01根據(jù)玻意耳定律可知，pSL＝0解得：p＝1.5p。10（2）末態(tài)活塞受力平衡，有：pS＝pS+mg10。（3）在此過(guò)程中，外界對(duì)氣體做功為：W＝1.5熱力學(xué)第一定律：△U＝W+Q，。0強(qiáng)p＝105Pa，水銀密度ρ＝13.6×103kg/m3，g＝10m/s2。012【解答】解：（1）以活塞為研究對(duì)象，pS+mg＝pS0得p＝p+0而p＝p+ρgh，01所以有：1解得：h＝0.15m＝15cm1202初始時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)為：p＝p+101121數(shù)k＝10N/cm，外部大氣壓強(qiáng)為p＝1.0×105Pa，若在活塞上放0量為m的物體，活塞靜止時(shí)下降10cm，溫度仍為27℃，不計(jì)活1（i）求物體m的質(zhì)量？122【解答】解：（i）封對(duì)閉氣體，初狀態(tài)的壓強(qiáng)和體積為：p＝p，V＝LS101p＝？，V＝LS220220以活塞與重物組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，由平衡條件得：mg+pS＝pS+kx，其中x＝10cm102代入數(shù)據(jù)解得：m＝20Kg13則：T＝273+27＝300K，T＝273+57＝330K2322103代入數(shù)據(jù)得：m＝2Kg20為（3）當(dāng)?shù)獨(dú)獾臏囟壬仙?T時(shí)，壓強(qiáng)多大？0【解答】解：（1）氧氣的壓強(qiáng)為：p＝+＝1氮?dú)獾膲簭?qiáng)為：p′＝p+＝；11（2）對(duì)于氧氣，溫度不變，初狀態(tài)：p＝+＝LS11末狀態(tài)設(shè)壓強(qiáng)為p，體積為V＝＝221122對(duì)于氮?dú)夥治龀鯛顟B(tài)：p′＝p+＝11101＝，設(shè)溫度為：T′，V′＝2222＝；2（3）設(shè)大活塞剛達(dá)到圓筒頂部時(shí)氮?dú)獾臏囟葹門(mén)′；0對(duì)于氧氣，溫度不變，初狀態(tài)：p＝+11331133對(duì)于氮?dú)夥治龀鯛顟B(tài)p′