2020年全国大市名校高三期末一模物理试题解析汇编(第一期)选修3-3热力学定律1、(2020·安徽黄山一模)如图所示,一个内壁光滑的导热气缸竖直放置,用密闭性良好的活塞封闭一定质量的理想气体,活塞静止时密闭气体的压强为01.2p,已知大气压强为0p,活塞的横截面积为S,重力加速度为g,环境温度为300K,忽略活塞及气缸壁的厚度。求:(1)活塞的质量m;(2)若在活塞上放置一质量也为m的小重物,再让周围环境温度缓慢升高,稳定后使活塞刚好回到初始位置,则环境温度应升高到多少?【答案】见解析【解析】(1)活塞平衡10pSpSmg将101.2pp代入上式得活塞的质量05pSmg(2)末态对活塞和重物整体:202pSpSmg解得201.4pp初态和末态体积相同,根据理想气体状态方程得:1212ppTT代入数据得0021.21.4300ppT解得环境温度应升高到350KT2、(2020·安徽蚌埠第二次检测)如图甲所示,一根粗细均匀的细玻璃管开口向上竖直放置,管中有一段长度为24cm的水银柱,下端封闭了一段长度为16cm的空气柱。现将该玻璃管在竖直平面内缓慢旋转至开口向下且与水平方向成30°角的位置,如图乙所示,水银未流出,求此时试管内封闭气柱的长度。(设环境温度保持不变,大气压强恒为76cmHg)【答案】25cm【解析】设试管横截面积为S,图乙中封闭气柱的长度为L图甲中封闭气体压强为1=24+76cmHg=100cmHgP体积为1=16VS图乙中封闭气体压强为2=7612cmHg=64cmHgP体积为2VLS由玻意耳定律1122PVPV解得=25cmL3、(2020·重庆市高三上学期一诊)有一内径相同的“U”形玻璃细管ABCD,A端封闭、D端开口,AB、CD长度均为40cm,BC长度为19cm。用水银封闭一定质量的理想气体在A端,竖直段水银柱长为18cm,水平段水银柱长为4cm,如图所示。已知大气压强为75cmHg,温度为27℃,现将其以BC为轴缓慢翻转直到A、D端竖直向上,求:(1)翻转后AB管中水银柱的长度;(2)保持A、D端竖直向上,缓慢升高A中气体的温度,使CD管中的水银柱变为18cm,求此时气体的温度。【答案】(1)9cm;(2)477℃。【解析】(1)翻转前:p1=(75+18)cmHg=93cmHg;V1=(40-18)S=22S;T1=273+27=300K设翻转后AB管中水银柱的长度h,则:p2=(75-h)cmHg;V2=(40-h)S根据玻意耳定律:p1V1=p2V2解得h=9cm(2)保持A、D端竖直向上,则此时p3=(75+18)cmHg=93cmHg;V1=(40+15)S=55S根据理想气体状态方程有:331113pVpVTT解得3750KT则t3=750-273=477℃4、(2020·四川省成都市高三一诊)如图甲,绝热气缸置于水平地面上,其A、B两部分的横截面积分别是214cmS、228cmS,a、b是质量均为4kgm且厚度不汁的绝热活塞,初态,a与b封闭着总高度为32h(由2h和h的两段组成)的理想气体Ⅰ,b与缸底封闭着高度为h的理想气体Ⅱ,气体Ⅰ、Ⅱ的温度均为0300KT.已知大气压强50110Pap,重力加速度大小210m/sg.活塞与气缸接触处光滑且不漏气,气缸壁厚度不计,活塞a以上部分足够长。(1)求气体Ⅱ的压强;(2)若启动B中的加热电阻丝(图中未画出)对气体Ⅱ缓慢加热,某时刻活塞b到达B的上端且刚好与上端接触而无压力(如图乙),求此时气体Ⅱ的温度。【答案】(1)52.510pa(2)360K【解析】(1)由题意可设,理想气体I的气压为p1,理想气体Ⅱ的气压为p2,根据受力平衡可得0111pSmgpS,1222pSmgpS代入数据解得522.510pap(2)根据理想气体状态方程可得2201''pVpVTT0111pSmgpS,1122'pSmgpS解得1360KT5、(2020·江苏省苏北四市高三上学期期末)如图所示,用隔板将一密闭绝热气缸分成两部分,隔板左侧充有理想气体,隔板右侧与绝热活塞之间是真空。现将隔板抽开,气体会自发扩散至整个气缸,该过程气体的内能_________(选填“增大”“减小”隔板或“不变”);待气体状态达到稳定后,缓慢推压活塞至原隔板处,该过程中,气体温度_________(选填“升高”“降低"或“不变”)。【答案】(1).不变(2).升高【解析】[1]抽开隔板时,气体体积变大,但是右方是真空,气体不对外做功,绝热气缸又没有热传递,则根据热力学第一定律:△U=Q+W可知,气体的内能不变;[2]气体被压缩的过程中,外界对气体做功(W>0),绝热...