周为的高中物理组卷解析.docx

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周为的高中物理组卷解析

2015年05月20日周为的高中物理组卷

参考答案与试题解析

一．选择题（共1小题）

1．（2014春•新疆校级月考）读图，回答11﹣12题：

11．（3分）一定质量理想气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程，其中bc的延长线通过原点，cd垂直于ab且与水平轴平行，da与bc平行，则气体体积在（　　）

A．

ab过程中不断增加

B．

bc过程中保持不变

C．

cd过程中不断增加

D．

da过程中保持不变

考点：

专题：

理想气体状态方程专题．

分析：

ab过程气体发生等温过程，由玻意耳定律分析体积的变化；bc过程，根据b、c两点与绝对零度连线，分析其斜率变化，判断体积变化，斜率越大，体积越小；cd过程是等压变化，由盖•吕萨克定律分析体积的变化．

解答：

解：

A、ab过程气体发生等温过程，压强减小，由玻意耳定律分析可知，气体的体积变大，故A正确．

B、bc过程，b与绝对零度﹣273℃连线的斜率等于c与绝对零度﹣273℃连线的斜率，则b状态气体的体积等于c状态气体的体积，则bc过程中体积不变．故B正确．

C、cd过程是等压变化，温度降低，由盖•吕萨克定律分析可知体积减小；故C错误．

D、过d点的斜率大于过a点的斜率，则d点的体积小于a点的体积，da过程体积增大．故D错误．

故选：

AB．

点评：

本题中对于等值变化，根据玻意耳定律和盖•吕萨克定律分析体积的变化，而另外两个过程，抓住过绝对零度的直线表示等容变化进行分析．

12．（3分）如图中属于等压变化过程的是（　　）

A．

ab过程

B．

bc过程

C．

cd过程

D．

da过程

考点：

专题：

理想气体状态方程专题．

分析：

根据图示图象判断气体的压强与热力学温度如何变化，然后应用理想气体状态方程分析答题．

解答：

解：

A、由图示可知，ab过程温度保持不变而压强减小，是等温变化，不是等压变化，故A错误；

B、由图示图象可知，bc过程气体的压强与热力学温度成正比，由理想气体状态方程可知，该过程气体体积不变，是等容过程，故B错误；

C、由图示图象可知，cd过程气体压强不变，是等压过程，故C正确；

D、由图示图象可知，da过程气体压强增大，不是等压变化，故D错误；

故选：

C．

点评：

本题考查了判断气体的状态变化，分析清楚图示图象、应用理想气体状态方程即可正确解题．

二．解答题（共24小题）

2．（2014春•鞍山期末）如图所示．把上端A封闭、下端B开口的长为H=100cm的粗细均匀的玻璃管竖直缓慢地插入一个大水银槽中，插入的深度为h=25cm．则进入玻璃管中的水银柱的长为多少？

（大气压为75cm汞柱）

考点：

分析：

设插入水银槽前为初态，插入后为末态，根据玻意耳定律列式求解．

解答：

解：

设进入玻璃管中的水银柱长为X，玻璃管横截面积为S，由玻意耳定律得

P0HS=（P0+H﹣h）（H﹣X）S

解得：

X=13.4cm

答：

进入玻璃管中的水银柱的长为13.4cm．

点评：

本题考查玻意耳定律的应用，关键点是求出插入水银槽时玻璃管内气体的压强为P0+H﹣h．

3．（2014春•金塔县校级期末）如图所示，一端封闭粗细均匀的玻璃管内有一段H=15cm的水银柱．开始时将玻璃管水平放置，封闭端与开口端气柱长均为L=20cm．现将玻璃管缓慢倒转，开口向下竖直插入水银槽中，这时管中上方的空气柱长为20cm，已知大气压强P0=75cmHg．（假设在整个过程为等温过程）求：

（1）当玻璃管转到竖直位置，且未插入水银槽中时，管内密闭气柱的长度是多少？

（2）当玻璃管插入水银槽中时，进入管中水银柱的高度是多少？

考点：

专题：

理想气体状态方程专题．

分析：

（1）以封闭端气体为研究对象，应用玻意耳定律可以求出封闭气柱的长度．

（2）以开口端气体为研究对象，应用玻意耳定律可以求出气体的长度，然后求出水银柱的高度．

解答：

解：

（1）以封闭端气体为研究对象，气体状态参量：

初状态：

p1=p0=75cmHg，V1=L1S=20S，p1′=p0﹣H=75﹣15=60cmHg，

由玻意耳定律得：

p1V1=p1′V1′，即：

75×20S=60×L1′S，

解得：

L1′=25cm；

（2）玻璃管竖直放置竖直放置插入水银槽后，封闭端空气柱长为20cm，

与玻璃管水平放置时空气柱长度相等，气体体积不变，

温度不变，气体压强也不变，等于玻璃管水平放置时的压强：

p1″=p0=75cmHg

以开口端气体为研究对象，气体状态参量：

初状态参量：

p2=p0=75cmHg，V2=[20﹣（25﹣20）]S=15S，

末状态参量：

p2′=p1″+H=75+15=90cmHg，V2′=V2﹣hS=（15﹣h）S，

由玻意耳定律得：

p2V2=p2′V2′，即：

75×15S=90×（15﹣h）S，

解得：

h=2.5cm；

答：

（1）当玻璃管转到竖直位置，且未插入水银槽中时，管内密闭气柱的长度是25cm．

（2）当玻璃管插入水银槽中时，进入管中水银柱的高度是2.5cm．

点评：

本题考查了求气柱的长度，水银柱的高度，分析清楚气体状态变化过程，求出气体状态参量、应用玻意耳定律即可正确解题．

4．（2006•青浦区模拟）A：

如图所示，一根粗细均匀一端封闭的玻璃管，注入60mm的水银柱，水平放置时封闭端空气柱与开口端气柱长均为140mm．若将管缓慢转动，然后开口向下竖直插入水银槽中，使得封闭端气柱长133mm．外界大气压强Po=760mmHg，求水银槽中水银进入玻璃管开口端的长度△h．

考点：

专题：

理想气体状态方程专题．

分析：

对于上端封闭的气体，该过程可以分为两个：

玻璃管有水平到竖直，然后由竖直插入水银槽，两次用玻意耳定律列式求解；然后以封闭的另一部分气体为研究对象，也利用玻意耳定律列式求解即可．

解答：

解：

（1）以气体A为研究对象，在玻璃管由水平转到竖直位置的过程中，

设玻璃管横截面积是S，PA=76cmHg，VA=14S，PA′=76cmHg﹣L=70cmHg，VA′=lA2S，

有玻意耳定律得：

PAlA1S=PA′lA2S

从状态①→③有玻意耳定律得：

P0lA1S=PA3lA3S

研究B气体，PB2=P0=76cmHg

lB2=34﹣15.2﹣6cm=12.8cm

PB3=PA3+6=86cmHg

气体从状态②→③有玻意耳定律得：

PB2lB2S=PB3lB3S

进入管中的水银的长度为△h=34﹣13.3﹣6﹣11.31cm=3.39cm

答；水银槽中水银进入玻璃管开口端的长度△h为3.39cm．

点评：

本题考查了玻意耳定律的应用，要掌握应用玻意耳定律解题的一般步骤与思路；解题时要注意玻璃管由水平位置变为竖直位置时，B气体长度变为9cm而不是12cm

5．（2009秋•闸北区期末）如图所示，一端封闭的均匀细玻璃管开口向下竖直插入深水银槽内，管内封闭有一定质量的空气，开始时管顶距水银槽面的高度为50cm，管内外水银面高度差为30cm．现保持温度不变，将玻璃管沿竖直方向缓慢上移（管口未离开槽中水银），使管内外水银面高度差为45cm．设水银槽面的高度变化可忽略不计，大气压强p0=75cmHg，环境温度为27℃．

（1）求此时管顶距水银槽面的高度．

（2）若保持

（1）中管顶距水银槽面的高度不变，将环境温度降为﹣3℃，求此时管内空气柱的长度．

考点：

专题：

理想气体状态方程专题．

分析：

（1）以封闭的气体为研究对象，分析气体的初末的状态的状态参量，根据玻意耳定律可以求得；

（2）气体的温度变化，根据理想气体的状态方程分析计算可以求得此时管内空气柱的长度．

解答：

解：

（1）对于封闭的气体，

P1=45cmHg，V1=20s

P2=75﹣45=30cmHg，V2=xs

由玻意耳定律可得P1V1=P2V2

代入数据的45×20=30x

解得x=30cm

所以管顶距水银槽面的高度为H=（45+30）cm=75cm

（2）设此时管内空气柱的长度为l

P3=75﹣（75﹣l）cnHg，V3=ls，T3=270K

由理气体状态方程可得

代入数据得

，

解得l=28.46cm

答：

（1）管顶距水银槽面的高度为75cm．

（2）管内空气柱的长度为28.46cm．

点评：

已封闭的气体为研究对象，找出气体变化前后的状态参量，利用气体的状态方程计算即可．

6．（2011•濮阳二模）如图所示，一根粗细均匀的玻璃管长为80cm，一端开口，一端封闭；管内有一段25cm长的水银柱将一段空气柱封闭于管中，当玻璃管水平放置时，空气柱长为40cm，问当玻璃管开口的向下竖直放置时，管内空气柱长为多少？

（假设温度保持不变，外界大气压为75cmHg）

考点：

专题：

气体的状态参量和实验定律专题．

分析：

因是等温变化，确定好初末状态的参量，由玻意耳定律进行求解．

解答：

解：

设留在管内的水银长为h，初末两状态的压强分别为：

P1=75cmHg，P2=（75﹣h）cmHg

由玻意耳定律有：

P1V1=P2V2即：

75×40×s=（75﹣h）（80﹣h）s

解得：

h≈22.67cm

则管内空气柱长为：

L=L0﹣h=80﹣22.67=57.33cm

答：

管内空气柱长时57.33cm

点评：

考查玻意耳定律的应用，明确确定初末态的参量是解题的关键．

7．一端密闭一端开口，内径均匀的直玻璃管注入一段15cm的水银柱，将管水平放置时，封闭端空气柱长40cm，开口端空气柱长45cm．若将管缓慢倒置（开口向下）然后竖直插入水银槽内，管中封闭气体柱长37.5cm，设大气压P=75cmHg，空气温度不变，试求；

（1）槽中水银进入管中的长度为多少？

（2）管露出槽中水银面的高度为多少？

考点：

专题：

理想气体状态方程专题．

分析：

（1）以上端封闭气体为研究对象，从玻璃管由水平位置转到竖直位置的过程中，应用玻意耳定律，可以求出竖直状态上端空气的长度，进而求出下端气体长度，玻璃管插入水银槽后，分别对上端封闭气体和下端封闭气体，根据玻意耳定律列式即可求解；

（2）先根据压强关系求出内外水银柱的高度差，再根据几何关系求解管露出槽中水银面的高度．

解答：

解：

（1）以上端封闭气体为研究对象，在玻璃管由水平转到竖直位置的过程中，

设玻璃管横截面积是S，P1=75cmHg，V1=40S，P1′=75cmHg﹣15，V1′=LS，

由玻意耳定律得：

P1V1=P1′V1′，即75×40S=（75﹣15）×LS，解得：

L=50cm，

则下端气体的长度L1=40+45+15﹣50﹣15=35cm，

玻璃管插入水银槽后，对上端封闭气体有：

P1V1=P2′V2′，

即75×40S=P2′×37.5S，

解得：

P2′=80cmHg

则下端气体压强为P3=P2′+15cmHg=95cmHg，

对下端气体，由玻意耳定律得：

P3L3S=P0{L1L1

即95×L3S=75×35S

解得：

L3=27.6cm，

所以槽中水银进入管中的长度为x=40+45+15﹣37.5﹣15﹣27.6=19.9cm；

（2）下端封闭气体的压强P3=95cmHg，所以内外水银柱的高度差△h=95﹣75=20cm，

所以管露出槽中水银面的高度为h′=100﹣19.9﹣20=60.1cm

答：

（1）槽中水银进入管中的长度为19.9cm；

（2）管露出槽中水银面的高度为60.1cm．

点评：

本题考查了玻意耳定律的应用，要掌握应用玻意耳定律解题的一般步骤与思路，解题时要注意玻璃管由水平位置变为竖直位置时，上端封闭气体体积变化，下端气体体积也发生变化，难度适中．

8．（2013春•让胡路区校级月考）一端封闭一端开口，内径均匀的直玻璃管注入一段60mm的水银柱，当管水平放置达到平衡时，闭端空气柱长140mm，开口端空气柱长140mm，如图所示．若将管口向下直立后再竖直插入水银槽内，达到平衡时，管中封闭端空气柱A长133mm，如图所示（设大气压强为760mmHg，温度保持不变），求槽中水银进入管中的长度？

考点：

专题：

气体的压强专题．

分析：

分别以两部分气体为研究对象，根据玻璃管的总长度求出气体的长度，根据不同的状态时的状态参量，由理想气体状态方程求出最后进入玻璃管的水银的长度．

解答：

解：

（1）以气体A为研究对象，在玻璃管由水平转到竖直位置的过程中，

设玻璃管横截面积是S，PA=76cmHg，VA=14S，PA′=76cmHg﹣L=70cmHg，VA′=lA2S，

有玻意耳定律得：

PAlA1S=PA′lA2S

lA2=

cm=15.2cm

从状态①→③有玻意耳定律得：

P0lA1S=PA3lA3S

PA3=

cmHg=80cmHg

研究B气体，PB2=P0=76cmHg

lB2=34﹣15.2﹣6cm=12.8cm

PB3=PA3+6=86cmHg

气体从状态②→③有玻意耳定律得：

PB2lB2S=PB3lB3S

lB3=

cm=11.31cm

进入管中的水银的长度为△h=34﹣13.3﹣6﹣11.31cm=3.39cm

答；水银槽中水银进入玻璃管开口端的长度为3.39cm．

点评：

对于两部分气体的题目类型要根据气体之间的压强和气体的体积之间的关系，找出两部分气体之间的参量关系是解决这类问题的关键．

9．（2013秋•宝山区校级期中）如图所示，将一根两端开口，粗细均匀的细直玻璃管竖直插入水银中，并且使它们上端高出水银面8cm，封闭管的上端．现将管竖直上提46cm，问此时管内水银面高出管外水银面多少？

（大气压强p0=76cmHg）

考点：

专题：

理想气体状态方程专题．

分析：

在整个过程中温度不变，气体发生等温变化，应用玻意耳定律解题．

解答：

解：

设玻璃管的横截面积为S，后来空气柱的长度为L，

管内水银柱高度h=8+46﹣L=54﹣L，

初状态：

p1=p0=76cmHg，V1=8S，

末状态：

p2=p0﹣h=76﹣54+L=22+L，V2=LS，

由玻意耳定律得：

p1V1=p2V2，

即：

76×8S=（22+L）×LS，

解得：

L=16cm，h=38cm；

答：

管内水银面高出管外水银面38cm．

点评：

本题考查了玻意耳定律的应用，求出气体初末状态的压强与体积是正确解题的关键，应用玻意耳定律即可正确解题．

10．（2013•渭南二模）如图所示，一端封闭、粗细均匀的薄壁玻璃管开口向下竖直插在装有水银的水银槽内，管内封闭有一定质量的空气，水银槽的截面积上下相同，是玻璃管截面积的5倍．开始时管内空气长度为6cm，管内外水银面高度差为50cm．将玻璃管沿竖直方向缓慢上移（管口末离开槽中水银），使管内外水银面高度差变成60cm．（大气压相当于75cmHg），求：

（1）此时管内空气柱的长度；

（2）水银槽内水银面下降的高度．

考点：

专题：

理想气体状态方程专题．

分析：

（1）根据管内外水银面的高度差，求出被封闭气体的压强，然后根据等温变化气态方程即可求解．

（2）注意槽水银下降的体积与管内水银上升的体积是相同的，据此可解出水银槽内水银面下降的高度．

解答：

解：

（1）玻璃管内的空气作等温变化，有：

（（p0﹣ρgH1）l1=（p0﹣ρgH2）l2

所以

．

故此时管内空气柱的长度为0.10m．

（2）设水银槽内水银面下降△x，水银体积不变，有：

S1△H=S2△x

所以

故水银槽内水银面下降的高度为0.02m．

点评：

本题考查了气体的等温变化，难点在于第

（2）问，注意水银槽内和试管内水银体积变化相同，并非高度变化相同．

11．（2009•上海）如图，粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口，管内有一段水银柱，右管内气体柱长为39cm，中管内水银面与管口A之间气体柱长为40cm．先将口B封闭，再将左管竖直插入水银槽中，设整个过程温度不变，稳定后右管内水银面比中管内水银面高2cm，求：

（1）稳定后右管内的气体压强p；

（2）左管A端插入水银槽的深度h．（大气压强p0=76cmHg）

考点：

专题：

理想气体状态方程专题．

分析：

（1）右管被封闭气体做等温变化，注意右管被封闭气体体积和右管内水银面与中管内水银面高度差之间关系．

（2）同理左管被封闭气体做等温变化，正确分析插入水银槽深度与中左管内气体长度变化以及液面差之间关系即可求解．

解答：

解：

（1）插入水银槽后右管内气体等温变化，左管竖直插入水银槽中后，右管体积为：

由玻意耳定律得：

带入数据解得：

p=78cmHg．

故稳定后右管内的气体压强：

p=78cmHg．

（2）插入水银槽后左管压强：

p1=p+△h=80cmHg①

左管竖直插入水银槽中时，槽内水银表面的压强为大气压强，设左管内外水银面高度差为h1，此时左管内压强还可以表示为：

p1=p0+h1②，联立①式解得h1=4cm

中、左管内气体等温变化此时有：

p0lS=p1l1S

解得：

l1=38cm．

左管插入水银槽深度

．

故左管A端插入水银槽的深度h=7cm．

点评：

本题考查了等温变化气态方程的应用，难点在于根据数学关系确定气体长度的变化以及插入液面内玻璃管的长度．

12．（2012秋•长安区月考）【物理﹣选修3﹣3】

（1）如图所示在开口向上的竖直圆筒形容器内，用质量为m的活塞封闭一定质量的气体，活塞与容器间能无摩擦滑动，大气压恒为P0，容器的横截面积为S，封闭气体的压强是　

　；当气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升距离d再次平衡，则在此过程中封闭气体的内能增加　Q﹣（P0s+mg）d　．

（2）如图所示粗细均匀的弯曲玻璃管A、B端开口，管内有一段水银柱，右管内气体柱为39cm，中管内水银面与管口A之间气柱长为40cm．先将开口B封闭，再将左管竖直插入水银槽中，设整个过程温度不变，稳定后，右管内水银面比中管内水银面高2cm，求：

（i）稳定后右管内的气体压强P；

（ii）左管A端插入水银槽的深度h（大气压强P0=76cmHg）

考点：

专题：

气体的压强专题．

分析：

（1）对活塞进行受力分析，可以求出气体的压强；

（2）先以B为研究的对象，求出B的压强；再以A为研究对象，求出A的压强和A的体积，最后求A端插入水银槽的深度h．

解答：

解：

（1）活塞受到重力和上下气体对它的压力，处于平衡状态，得：

P0s+mg=Ps，整理得：

活塞上升的过程对外做功，W=﹣Ps•d=﹣（P0S+mg）d

根据热力学第一定律：

△E=Q+W，所以：

△E=Q﹣（P0s+mg）d

（2）右管内水银面比中管内水银面高2cm后，右管内的气体长度减小1cm，为38cm．

由公式：

P0VB0=PB1VB1，

代入数据得：

PB1=78cmHg

左管内的气体的压强：

PA1=PB1+2=80cmHg

左管比左侧的水银面低：

△h=PA1﹣PA0=PA1﹣P0=4cm

由公式：

P0VA0=PA1VA1

左管内的气体的长度：

LA=38cm

进入左管内的水银的长度：

△L=40+1﹣38=3cm

左管A端插入水银槽的深度：

h=△h+△L=4+3=7cm

故答案为：

（1）

，Q﹣（P0s+mg）d；

（2）78cmHg，7cm．

点评：

题分析清楚气体状态变化过程，明确气体的压强等于大气压是正确解题的关键

13．（2015•泰州二模）如图，粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口，管内有一段水银柱，管内左侧水银面与管口A之间气柱长为lA=40cm，现将左管竖直插入水银槽中，稳定后管中左侧的水银面相对玻璃管下降了2cm，设被封闭的气体为理想气体，整个过程温度不变，已知大气压强p0=76cmHg，求：

稳定后A端上方

（1）气柱的压强；

（2）气柱的长度．

考点：

专题：

理想气体状态方程专题．

分析：

（1）稳定后管中左侧的水银面相对玻璃管下降了2cm，则右端水银面上升2cm，注意右管被封闭气体体积和右管内水银面与中管内水银面高度差之间关系．

（2）同理左管被封闭气体做等温变化，正确分析插入水银槽深度与中左管内气体长度变化以及液面差之间关系即可求解

解答：

解：

（1）左侧的水银面相对玻璃管下降了2cm，则右端水银面上升2cm，

故高度差为

h=4cm

A端上方气柱的压强为：

P=76+4cmHg=80cmHg

（2）插入水银槽后右管内气体做等温变化：

P0LAS=pLS，

解得：

=38cm

答：

①稳定后右管内的气体压强80cmHg；

②稳定后中、左管内气体柱的总长度38cm

点评：

本题考查了等温变化气态方程的应用，难点在于根据数学关系确定气体长度的变化以及插入液面内玻璃管的长度

14．（2006•奉贤区模拟）如图所示，一端封闭、粗细均匀的薄壁玻璃管开口向下竖直插在装有水银的水银槽内，管内封闭有一定质量的空气，水银槽的截面积上下相同，是玻璃管截面积的5倍．开始时管内空气长度为6cm，管内外水银面高度差为50cm．将玻璃管沿竖直方向缓慢上移（管口末离开槽中水银），使水银槽内水银面下降的高度为2cm．（大气压相当于75cmHg），求：

（1）此时管内外水银面高度差变成多少？

（2）管内空气柱的长度．

考点：

专题：

气体的压强专题．

分析：

（1）注意槽水银下降的体积与管内水银上升的体积是相同的，据此可解出水银槽内水银面下降的高度；

（2）根据管内外水银面的高度差，求出被封闭气体的压强，然后根据等温变化气态方程即可求解．

解答：

解：

（1）水银槽内水银面下降的高度为2cm，水银体积不变，水银槽的截面积是玻璃管截面积的5倍，故管中水银面上升的高度为：

；

故管内外高度差增加量10cm，变为了60cm；

（2）玻璃管内的空气作等温变化，有：

（p0﹣H1）l1=（p0﹣H2）l2（以cmHg为压强单位）

所以l2=

l1=

=0.1m．

答：

（1）此时管内外水银面高度差变成60cm；

（2）管内空气柱的长度为0.1m．

点评：

本题考查了气体的等温变化，难点在于第

（2）问，注意水银槽内和试管内水银体积变化相同，并非高度变化相同．

15．（2013•永州二模）如图所示，粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口，管内有一段水银柱，右管内空气柱长为39cm，中管内水银面与管口A之间空气柱长为40cm．先将

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