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全国通用2022版高考物理大二轮总复习增分策略第一篇答题规范五计算题选修3_3

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 五、选修3-3计算题(2022·全国Ⅰ·33(2))(9分)如图11所示,两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同汽缸直立放置,汽缸底部和顶部均有细管连通,顶部的细管带有阀门K.两汽缸的容积均为V0,汽缸中各有一个绝热活塞(质量不同,厚度可忽略).开始时K关闭,两活塞下方和右活塞上方充有气体(可视为理想气体),压强分别为p0和;左活塞在汽缸正中间,其上方为真空;右活塞上方气体体积为.现使汽缸底与一恒温热源接触,平衡后左活塞升至汽缸顶部,且与顶部刚好没有接触;然后打开K,经过一段时间,重新达到平衡.已知外界温度为T0,不计活塞与汽缸壁间的摩擦.求:图11(1)恒温热源的温度T;(2)重新达到平衡后,左汽缸中活塞上方气体的体积Vx.规范解析 (1)设左右活塞的质量分别为M1、M2,左右活塞的横截面积均为S由活塞平衡可知:p0S=M1gp0S=M2g+得M2g=p0S打开阀门后,由于左边活塞上升到顶部,但对顶部无压力,所以下面的气体发生等压变化,而右侧上方气体的温度和压强均不变,所以体积仍保持V0,所以当下面放入温度为T的恒温热源后,体积增大为(V0+V0),则由等压变化:=①4\n解得T=T0②(2)当把阀门K打开重新达到平衡后,由于右侧上部分气体要充入左侧的上部,且由①②两式知M1g>M2g,打开活塞后,左侧活塞降至某位置,右侧活塞升到顶端,汽缸上部保持温度T0等温变化,汽缸下部保持温度T等温变化.设左侧上方气体压强为p,得pVx=·③设下方气体压强为p2:p+=p2,解得p2=p+p0所以有p2(2V0-Vx)=p0④联立上述两个方程有6V-V0Vx-V=0,解得Vx=V0⑤另一解Vx=-V0,不合题意,舍去.答案 (1)T0 (2)V0评分细则 1.第(1)问3分,①式2分,②式1分,只写出气体经历等压过程=也得1分;2.第(2)问6分,③式2分,④式3分,⑤式1分,若④式错,有V末=2V0-Vx或活塞必须升至汽缸顶,得1分;3.未说明Vx=-不合题意舍去的⑤式不得分.答题规则 1.审题要规范:第(1)问由于左活塞上方为真空,左活塞升至汽缸顶部的过程中,右活塞不动,这是题目的隐含条件;第(2)问打开K后,右活塞必须升至汽缸顶,这是根据左活塞的质量比右活塞的大这个隐含条件决定的.2.思维要规范:对于理想气体的实验定律问题,选定正确的规律、方法是解题的关键,第(1)问右活塞不动,经历等压变化,符合盖—吕萨克定律;第(2)问底部与恒温热源接触,气体经历等温过程,应用玻意耳定律求解.4\n3.解答要规范:分步列式是争取分数的好习惯,如将初末状态的参量分别写出,列出两部分相关气体的压强关系式、体积关系式等;对计算结果进行合理性分析,是否符合实际情况,不合理的结果要说明情况后舍去,避免在结果上无谓失分.(2022·吉林市三模)如图12所示,开口向上、竖直放置的内壁光滑的汽缸,其侧壁是绝热的,底部导热,内有两个质量均为m的密闭活塞,活塞A导热,活塞B绝热,将缸内理想气体分成Ⅰ、Ⅱ两部分.初状态整个装置静止不动处于平衡,Ⅰ、Ⅱ两部分气体的长度均为l0,温度均为T0.设外界大气压强为p0保持不变,活塞横截面积为S,且mg=p0S,环境温度保持不变.求:图12(1)在活塞A上逐渐添加铁砂,当铁砂质量等于2m时,两活塞在某位置重新处于平衡,活塞B下降的高度.(2)现只对Ⅱ气体缓慢加热,使活塞A回到初始位置,此时Ⅱ气体的温度.4\n学生用书答案精析五、选修3-3计算题规范体验(1)0.4l0 (2)2.5T0解析 (1)初状态Ⅰ气体压强p1=p0+=2p0Ⅱ气体压强p2=p1+=3p0添加铁砂后Ⅰ气体压强p1′=p0+=4p0Ⅱ气体压强p2′=p1′+=5p0根据玻意耳定律,Ⅱ气体等温变化,p2l0S=p2′l2S可得:l2=l0,活塞B下降的高度h2=l0-l2=0.4l0(2)Ⅰ气体等温变化,p1l0S=p1′l1S可得:l1=0.5l0只对Ⅱ气体加热,Ⅰ气体状态不变,所以当活塞A回到原来位置时,Ⅱ气体高度l2′=2l0-0.5l0=1.5l0根据理想气体状态方程:=得:T2=2.5T0.4

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发布时间:2022-08-25 23:55:04 页数:4
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文章作者:U-336598

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