选修3-3(非选择题)-三年高考(2016-2018)物理试题分析
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三年(2016-2018)高考物理试题分项版解析
一、2018年高考考纲
二、近三年高考考查情况
年份 全国1卷 2016 (10分)玻意耳定律 (10分)玻意耳定律 (10分)玻意耳定律 、关联气体 2017 (10分)玻意耳定律 、查理定律、关联气体 (10分)盖-吕萨克定律 、物体的平衡 全国3卷 (10分)玻意耳定律、(10分)玻意耳定律 、关联气体 关联气体 2018 (10分)玻意耳定律、 关联气体 (10分)查理定律 全国2卷
三、近三年试题分析
1.【2016·全国新课标Ⅰ卷】(10分)在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强,两压强差Δp与气泡半径r之间的关系为Δp=
2?,其中σ=0.070 N/m。现让水下10 m处一半径为0.50 cm的气泡缓慢上升。r1
5332
已知大气压强p0=1.0×10 Pa,水的密度ρ=1.0×10 kg/m,重力加速度大小g=10 m/s。
(i)求在水下10 m处气泡内外的压强差;
(ii)忽略水温随水深的变化,在气泡上升到十分接近水面时,求气泡的半径与其原来半径之比的近似值。 【答案】(i)28 Pa (ii)1.3
【解析】(i)当气泡在水下h=10 m处时,设其半径为r1,气泡内外压强差为?p1,则 ?p1=
2?① r1代入题给数据得?p1=28 Pa ②
由②式知,?pi< r23?2?1.3⑨ r1【名师点睛】本题是对理想气体状态方程的应用的考查;解题关键是找到所研究的气体的两个状态,并且能找到各个状态的状态参量:压强、体积。 2.【2016·全国新课标Ⅱ卷】(10分)一氧气瓶的容积为0.08 m3,开始时瓶中氧气的压强为20个大气压。某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36 m3。当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时,需重新充气。若氧气的温度保持不变,求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天。 【解析】设氧气开始时的压强为p1,体积为V1,压强变为p2(2个大气压)时,体积为V2。根据玻意耳定律得p1V1=p2V2① 重新充气前,用去的氧气在p2压强下的体积为V3=V2–V1② 2 设用去的氧气在p0(1个大气压)压强下的体积为V0,则有p2V3=p0V0③ 设实验室每天用去的氧气在p0下的体积为ΔV,则氧气可用的天数为N=V0/ΔV④ 联立①②③④式,并代入数据得N=4(天)⑤ 【考点定位】玻意耳定律 【名师点睛】此题主要考查玻意耳定律的应用;解题关键是确定以哪一部分气体为研究对象,并能找到气体在不同状态下的状态参量,然后列方程求解。 3.【2016·全国新课标Ⅲ卷】一U形玻璃管竖直放置,左端开口,右端封闭,左端上部有一光滑的轻活塞。初始时,管内汞柱及空气柱长度如图所示。用力向下缓慢推活塞,直至管内两边汞柱高度相等时为止。求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离。已知玻璃管的横截面积处处相同;在活塞向下移动的过程中,没有发生气体泄漏;大气压强p0=75.0 cmHg。环境温度不变。 【答案】h?9.42cm 【考点定位】玻意耳定律 关联气体 【方法技巧】由题意知两部分封闭气体的温度与环境温度保持相等,气体都做等温变化。先研究的左端气体,根据玻意耳定律求出活塞下移后的压强.水银面相平时,两部分气体的压强相等,再研究右端的气体,求出活塞下移后的长度和气体压强,根据几何关系求解活塞向下移动的距离。 3 4.【2017·新课标Ⅰ卷】(10分)如图,容积均为V的汽缸A、B下端有细管(容积可忽略)连通,阀门K2位于细管的中部,A、B的顶部各有一阀门K1、K3;B中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略)。初始时,三个阀门均打开,活塞在B的底部;关闭K2、K3,通过K1给汽缸充气,使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1。已知室温为27 ℃,汽缸导热。 (i)打开K2,求稳定时活塞上方气体的体积和压强; (ii)接着打开K3,求稳定时活塞的位置; (iii)再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20 ℃,求此时活塞下方气体的压强。 【答案】(i)V/2 2p0 (ii )顶部(i i i) 1.6 p0 (ii)打开K3后,由④式知,活塞必定上升。设在活塞下方气体与A中气体的体积之和为V2(V2?2V)时,活塞下气体压强为p2,由玻意耳定律得(3p0)V?p2V2⑤ 由⑤式得 p2?3Vp0⑥ V2??由⑥式知,打开K3后活塞上升直到B的顶部为止;此时p2为p23p0 24 (iii)设加热后活塞下方气体的压强为p3,气体温度从T1=300K升高到T2=320K的等容过程中,由查理定律得 ?p3p2⑦ ?T1T2将有关数据代入⑦式得 p3=1.6p0⑧ 【考点定位】玻意耳定律、查理定律 关联气体 【名师点睛】本题重点考查理想气体的状态方程,在分析的时候注意,气缸导热,即第一个过程为等温变化,审题的时候注意关键字眼。 5.【2017·新课标Ⅱ卷】(10分)一热气球体积为V,内部充有温度为Ta的热空气,气球外冷空气的温度为Tb。已知空气在1个大气压、温度T0时的密度为ρ0,该气球内、外的气压始终都为1个大气压,重力加速度大小为g。 (i)求该热气球所受浮力的大小; (ii)求该热气球内空气所受的重力; (iii)设充气前热气球的质量为m0,求充气后它还能托起的最大质量。 【答案】(i) ?0gVT0Tb(ii) ?0gVT0Ta(iii) ?0VT0Tb??0VT0Ta?m0 5 (ⅱ)气球内热空气所受的重力:G??(Ta)Vg⑦ 联立④⑦解得:G?Vg?0T0⑧ Ta(ⅲ)设该气球还能托起的最大质量为m,由力的平衡条件可知:mg=f–G–m0g⑨ 联立⑥⑧⑨可得:m??0VT0Tb??0VT0Ta?m0 【考点定位】盖-吕萨克定律;物体的平衡 【名师点睛】此题是热学问题和力学问题的结合题;关键是知道阿基米德定律,知道温度不同时气体密度不同;能分析气球的受力情况列出平衡方程。 6.【2017·新课标Ⅲ卷】(10分)一种测量稀薄气体压强的仪器如图(a)所示,玻璃泡M的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管K1和K2。K1长为l,顶端封闭,K2上端与待测气体连通;M下端经橡皮软管与充有水银的容器R连通。开始测量时,M与K2相通;逐渐提升R,直到K2中水银面与K1顶端等高,此时水银已进入K1,且K1中水银面比顶端低h,如图(b)所示。设测量过程中温度、与K2相通的待测气体的压强均保持不变。已知K1和K2的内径均为d,M的容积为V0,水银的密度为ρ,重力加速度大小为g。求: 6 (ⅱ)气球内热空气所受的重力:G??(Ta)Vg⑦ 联立④⑦解得:G?Vg?0T0⑧ Ta(ⅲ)设该气球还能托起的最大质量为m,由力的平衡条件可知:mg=f–G–m0g⑨ 联立⑥⑧⑨可得:m??0VT0Tb??0VT0Ta?m0 【考点定位】盖-吕萨克定律;物体的平衡 【名师点睛】此题是热学问题和力学问题的结合题;关键是知道阿基米德定律,知道温度不同时气体密度不同;能分析气球的受力情况列出平衡方程。 6.【2017·新课标Ⅲ卷】(10分)一种测量稀薄气体压强的仪器如图(a)所示,玻璃泡M的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管K1和K2。K1长为l,顶端封闭,K2上端与待测气体连通;M下端经橡皮软管与充有水银的容器R连通。开始测量时,M与K2相通;逐渐提升R,直到K2中水银面与K1顶端等高,此时水银已进入K1,且K1中水银面比顶端低h,如图(b)所示。设测量过程中温度、与K2相通的待测气体的压强均保持不变。已知K1和K2的内径均为d,M的容积为V0,水银的密度为ρ,重力加速度大小为g。求: 6
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