2010年高考物理试卷汇编——气缸

1．（2010年全国卷II）16.如图，一绝热容器被隔板K隔开成a、b两部分。已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空。抽开隔板K后，a内所体进入b，最终达到平衡状态。在此过程中

A.气体对外界做功，内能减少 B.气体不做功，内能不变 C.气体压强变小，温度降低 D.气体压强变小，温度不变 【答案】BD

【解析】绝热容器内的稀薄气体与外界没有热交换，Q=0。稀薄气体向真

空中扩散没有做功，W=0。根据热力学第一定律稀薄气体的内能不变，则温度不变。稀薄气体扩散体积增大，压强必减小。选项ＢＤ正确。 2.(2010年广东卷)14.如图3是密闭的气缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功800J，同时气体向外界放热200J，缸内气体的

A.温度升高，内能增加600J C.温度升高，内能减小200J B.温度降低，内能增加600J D.温度降低，内能减小200J 【答案】A

【解析】由能量守恒，EQW200800600J，内能增加600J，

则温度一定升高

3.(2010年广东卷)15.如图4所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量，设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气 A.体积不变，压强变小 C.体积变小，压强变大 B.体积不变，压强变大 D.体积变小，压强变小 【答案】B

【解析】由图可知空气被封闭在细管内，水面升高时，根据玻意尔定律，气体压强增大，气体体积减小。

4.（上海物理）33．如图，一质量不计，可上下移动的活塞将圆筒分为上下两室，两室中分别封有理想气体。筒的侧壁为绝缘体，上底N、下底M及活塞D均为导体并按图连接，活塞面积S＝2cm2。在电键K断开时，两室中气体压强均为p0＝240Pa，ND间距l1＝1m，DM间距l2＝3m。将变阻器的滑片P滑到左端B，闭合电键后，活塞D与下底M分别带有等量导种电荷，并各自产生匀强电场，在电场力作用下活塞D发生移动。稳定后，ND间距l1’＝3m，DM间距l2’＝1m，活塞D所带电量的绝对值q＝0SE（式中E为D与M所带电荷产生的合场强，常量0＝8.8510

（2）活塞受到的电场力大小F；

（3）M所带电荷产生的场强大小EM和电源电压U；

（4）使滑片P缓慢地由B向A滑动，活塞如何运动，并说明理由。 【答案】（1）80Pa 720Pa （2）0.128N （3）6×106N/m 12V （4）见解析 【解析】（1）电键未合上时两室中气体压强为p0，设电键合上后，两室中气体压强分别为p1、p2，由玻意耳定律p0l1S＝p1l1’S，p1＝p0/3＝80Pa，p0l2S＝p2l2’S，p2＝3p0＝720Pa， （2）活塞受到的气体压强差为p＝p2－p1＝640Pa，活塞在气体压力和电场力作用下处于平衡，电场力F＝pS＝0.128N，

（3）因为E为D与M所带电荷产生的合场强，EM是M所带电荷产生的场强大小，所以

－12

－U＋ K N B P A D S M C2/Nm2）。求：

（1）两室中气体的压强（设活塞移动前后气体温度保持不变）；

E=2EFFM,所以q0sE20sEm，所以EM=

q2,得EFM6106N/c。 0sEM20s电源电压U2E'Ml212V.

（4）因UMD减小，EMD减小，向下的力F减小，UDN增大，EDN减小，向上的力F增大，活塞向上移动。

5.（海南卷）17．(1)下列说法正确的是（填入正确选项前的字母，每选错一个扣2分，最低得分为0分）。

(A)当一定质量的气体吸热时，其内能可能减小 (B)玻璃、石墨和金刚石都是晶体，木炭是非晶体

(C)单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点

(D)当液体与大气相接触时，液体表面层内的分子所受其它分子作用力的合力总是指向液体内部

(E)气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内气体的分子数和气体温度有关

【答案】ADE

【解析】一定质量的气体吸热时，如果同时对外做功，且做的功大于吸收的热量，则内能减小，(A)正确；玻璃是非晶体，(B)错；多晶体也有固定的熔点，(C)错；液体表面层内的分子液体内部分子间距离的密度都大于大气，因此分子力的合力指向液体内部，(D)正确；气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，决定气体的压强，因此与单位体积内分子数和气体的温度有关，(E)对。

(2)如右图，体积为V、内壁光滑的圆柱形导热气缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；气缸内密封有温度为2.4T0、压强为1.2p0的理想气体．p0和T0分别为大气的压强和温度．已知：气体内能U与温度T的关系为UT，为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的．求

(ⅰ)气缸内气体与大气达到平衡时的体积V1： (ii)在活塞下降过程中，气缸内气体放出的热量Q . 【答案】 (ⅰ) V112V ；(ⅱ) Q12p0VT0 【解析】 (ⅰ)在气体由压缩p1.2p0下降到p0的过程中，气体体积不变，温度由T2.4T0变为T1，由查理定律得

T1Tp0p ①

在气体温度由T1变为T0的过程中，体积由V减小到V1，气体压强不变，由着盖·吕萨克定律得

VT1V ②

1T0

由①②式得

1V1V

2 ③

(ⅱ)在活塞下降过程中，活塞对气体做的功为

Wp0(VV1)

④

在这一过程中，气体内能的减少为

U(T1T0)

⑤

由热力学第一定律得，气缸内气体放出的热量为

QWU

⑥

由②③④⑤⑥式得

Q1p0VT0 2 ⑦

6.（福建卷）28．（1）1859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律，后来有

许多实验验证了这一规律。若以横坐标表示分子速率，纵坐标f()表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比。下面四幅图中能正确表示某一温度下气体分子速率分

布规律的是 。（填选项前的字母）

【答案】D

【解析】图象突出中间多两边少的特点，答案选D。

（2）如图所示，一定质量的理想气体密封在绝热（即与外界不发生热交换）容器中，容器

内装有一可以活动的绝热活塞。今对活塞施以一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小。若忽略活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体 。（填选项前的字母）

A．温度升高，压强增大，内能减少

B．温度降低，压强增大，内能减少 C．温度升高，压强增大，内能增加

D．温度降低，压强减小，内能增加 【答案】C

【解析】外力F做正功，W>0；绝热，Q=0；由热力学第一定律UQW0，内能增加，温度升高；另外，由PV/TC可以判断出压强增大