高考物理选考热学计算题(八)含答案与解析 下载本文

(2)若金刚石的密度为3.5×103kg/m3,在一块体积是6.4×10﹣8m3的金刚石内含有多少个碳原子?(碳的摩尔质量是12g/mol)

(3)已知标准状态下水蒸气的摩尔体积是22.4L/mol,试求在标准状态下水蒸气分子间的距离大约是水分子直径的多少倍?(以上结果均保留两位有效数字) 16.如图所示,水平放置一个长方体气缸,总体积为V,用无摩擦活塞(活塞绝热、体积不计)将内部封闭的理想气体分为完全相同的A、B两部分.初始时两部分气体压强均为P,温度均为.若使A气体的温度升高△T,B气体的温度保持不变,求

(i)A气体的体积变为多少?

(ii)B气体在该过程中是放热还是吸热?

17.扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象。如图,截面积为S的热杯盖扣在水平桌面上,开始时内部封闭气体的温度为300K,压强为大气压强p0.当封闭气体温度上升至303K时,杯盖恰好被整体顶起,放出少许气体后又落回桌面,其内部气体压强立刻减为p0,温度仍为303K.再经过一段时间,内部气体温度恢复到300K.整个过程中封闭气体均可视为理想气体。求: (1)当温度上升到303K且尚未放气时,封闭气体的压强; (2)当温度恢复到300K时,竖直向上提起杯盖所需的最小力。

18.(1)热水袋内水的体积约为400cm3,已知水的摩尔质量为18g/mol,水的密度1×103 Kg/m3

是阿伏伽德罗常数为6×1023/mol,求它所包含的水分子数目约为多少?(计算结果保留2位有效数字)

(2)已知标准状况下气体的摩尔体积为22.4L,利用阿伏加德罗常数,估算在标准状态下相邻气体分子间的平均距离D.

19.如图所示,薄壁汽缸放置在水平平台上,活塞质量为10kg,厚度为1cm,横截面积为50cm2,汽缸全长为21cm,汽缸质量为20kg,大气压强为1×105Pa,

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当温度为7℃时,活塞封闭的气柱长10cm,若将汽缸缓慢倒过来放置时(倒转中,可视为温度不变),活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通.g取10m/s2(结果均保留整数)则: (1)气柱的长度是多少cm?

(2)当温度多少K时,活塞刚好接触平台?

(3)当温度多少K时,缸筒刚好对地面无压力?(活塞与汽缸间的摩擦不计)

20.一足够长的内径均匀的细玻璃管,一端封闭,一端开口,如图所示,当开口竖直向上时,用h=25cm的水银柱封闭住长L1=37.5cm的空气柱,现将玻璃管缓慢转为开口水平向右,求此时管内被封的空气柱的长度L(大气压强P0=75cmHg,2空气柱温度不变)

21.在一个横截面积为S的密闭容器中,有一个质量为m的活塞把容器隔成I、II两室,两室气体体积均为V,I室中为饱和水蒸气,II室中气体为氮气,活塞导热性良好,可在容器中无摩擦地滑动,原来容器被水平地放置在桌面上,活塞处于平衡时,活塞两边气体的温度均为T0,压强同为p0,如图(a)所示,今将整个容器缓慢地转到图(b)所示位置,两室内温度仍是T0 ①求II室氮气在容器倒立后的体积; ②求I室凝结的水蒸气占原蒸汽的百分比.

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22.如图所示,内径均匀的U形管中装入水银.两管中水银面与管口的距离均为l=10.0cm,大气压强P0=76cmHg时,将右管管口封闭,然后从左侧管口处将一活塞缓慢向下推入管中,直到左右两侧水银面高度差达h=4.0cm时为止.求活塞在管内移动的距离.(结果保留两位有效数字)

23.如图所示,活塞与汽缸间无摩擦、无漏气,在汽缸内活塞左边封闭一定质量的理想气体,压强为P.现让气体等压膨胀,体积由V1增加到V2,求此过程中气体对外做的功W.

24.已知一个标准大气压,温度0℃时,一摩尔气体体积2.24×10﹣2m3,阿伏加德罗常数为NA=6.0×1023mol﹣1.试估算压强一个标准大气压,密度1.29kg/m3,温度27℃,体积6m×5m×4m的教室空间内(结果保留一位有效数字): (1)总分子数量n; (2)分子间平均距离S; (3)分子的平均质量m.

25.一密封的气象探测气球,在地面时充有压强为1.0×105Pa、温度为27℃的氦气时,体积为4.0m3,气球内氦气的密度为ρ=1.0Kg/m3,摩尔质量为M=4g/mol,已知阿伏伽德罗常数为N=6.0×1023mol﹣1.在上升至海拔10.0k.m高空的过程中,气球内氦气逐渐减小到此高度上的大气压4×104Pa,气球内部因启动一持续

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加热过程而维持其温度不变.此后停止加热,保持高度不变.已知在这一海拔高度气温为﹣33℃.试求:

(1)气球内氦气的分子数及在地面时气球内氦气分子间的平均距离(结果保留1位有效数字);

(2)氦气在停止加热前的体积;

(3)氦气在停止加热较长一段时间后的体积.

26.已知氧气分子的质量是5.3×10﹣26kg,标准状况下氧气的密度是ρ=1.43kg/m3,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol﹣1,求:(结果保留两位有效数字) (1)氧气的摩尔质量;

(2)标准状况下氧气分子间的平均距离; (3)标准状况下1cm3的氧气中含有氧分子数.

27.如图为均匀薄壁U 形管,左管上端封闭,长为2L,右管开口且足够长,管的截面积为S,内装有密度为ρ的液体.右管内有一质量为m的活塞封闭气体,活塞与管壁间无摩擦且不漏气,温度为T0时,左、右管内液面等高,两管内空气柱长度均为L,大气压强为p0,重力加速度为g.求: (1)开始时左管内封闭气体的压强p1;

(2)现使左右两管温度同时缓慢升高,温度升高到多少时,两管液面高度差为L.

28.一气缸导热性能良好、内壁光滑,顶部装有卡环.质量m=2kg厚度不计的活塞与气缸底部之间密闭了一定质量的理想气体.气缶工竖直放置时,活塞与气缸底部之间的距离l0=20cm,如图(a)所示.已知气缸横截面积S=1×10﹣3m2、卡环到气缸底部的距离L=30cm,环境温度T0=300K,大气压强P0=1.0×105Pa,重力加速度g=10m/s2.现将气缸水平放置,如图(b)所示.此时,活塞向卡环处移动,问:

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