高考物理选考热学计算题(八)含答案与解析 下载本文

(I)活塞最终静止在距离气缸底部多远处?

(II)若活塞最终没有到达气缸顶部卡环处,为使活塞到达卡环,需将气缸内气体的温度缓缓升高到多少开?若活塞最终已经到达气缸顶部卡环处,活塞刚好到达卡环时气缸内气体压强多大?

29.分子势能随分子间距离r的变化情况可以在如图所示的图象中表现出来,就图象回答:

(1)从图中看到分子间距离在r0处分子势能最小,试说明理由.

(2)图中分子势能为零的点选在什么位置?在这种情况下分子势能可以大于零,也可以小于零,也可以等于零,对吗?

(3)如果选两个分子相距r0时分子势能为零,分子势能有什么特点?

30.质量一定的理想气体完成如图所示的循环,其中A→B过程是绝热过程,气体对外做功W;B→C过程是等温过程,放出的热量Q;求: ①A→B过程中气体内能改变量; ②C→A过程中气体吸收的热量.

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31.某学校物理兴趣小组组织开展一次探究活动,想估算地球周围大气层空气的分子个数.一学生通过网上搜索,查阅得到以下几个物理量数据:已知地球的半径R=6.4×106m,地球表面的重力加速度g=9.8m/s2,大气压强p0=1.0×105Pa,空气的平均摩尔质量M=2.9×102kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.0×1023mol1.

(1)这位同学根据上述几个物理量能估算出地球周围大气层空气的分子数吗?若能,请说明理由;若不能,也请说明理由.

(2)假如地球周围的大气全部液化成水且均匀分布在地球表面上,估算一下地球半径将会增加多少?(已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3)

32.如图所示,一定质量的理想气体被水银柱封闭在竖直玻璃管内,气柱长度为h1=12cm.水银柱长度的为h2=25cm,外界大气压强P0=75cmHg保持不变,整个过程中水银不会溢出.

①若将玻璃管倒过来开口向下放置,此过程中气柱的温度t1=27℃不变,求气柱的长度.

②若玻璃管水平放置通过升高温度的方法使气柱的长度与上一问结果相同,求气柱温度t2.

33.如图所示,一细U型管两端均开口,用两段水银柱封闭了一段空气柱在管的底部,初始状态气体温度为T1=280K,各段的长度分别为L1=20cm,L2=15cm,L3=10cm,h1=4cm,h2=20cm;现使气体温度缓慢升高,(大气压强为p0=76cmHg)求:

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①若当气体温度升高到T2时,右侧水银柱开始全部进入竖直管,求此时左侧水银柱竖直部分有多高?并求出此时管底气柱的长L1′ ②求第一问中的温度T2等于多少K?

③在T2的基础上继续升温至T3时,右侧水银柱变成与管口相平,求T3等于多少K?

34.已知金刚石的密度为ρ,摩尔质量为M,现有一块体积为V的金刚石,它含有多少个碳原子?假如金刚石中的碳原子是紧密地挨在一起,试估算碳原子的直径?(阿伏伽德罗常数NA)

35.已知水的摩尔质量是1.8×10﹣2kg/mol,水的密度是1.0×103kg/m3,求水分子的体积是多少立方米?(已知NA=6.0×1023mol﹣1)(结果保留一位有效数字) 36.拔火罐是以罐为工具,利用燃火、抽气等方法产生负压,造成局部瘀血,以达到通经活络、消肿止痛、祛风散寒等作用的疗法。如图所示,将一团燃烧的轻质酒精棉球(体积不计)扔到罐内,酒精棉球将要熄灭时,将罐盖于人体皮肤上,此时罐内温度为T,之后由于罐壁导热良好,罐内温度降低,人体皮肤就会被吸起。已知火罐容积为V0,罐口面积为S,大气压强为p0,环境温度为T0。 ①若皮肤形状不能发生变化,求火罐对皮肤产生的最大拉力F1;

②由于皮肤的形状可以发生变化而进入罐内,若最终进入罐内的皮肤体积为求火罐对皮肤产生的拉力F2。

37.假设水在100℃时的汽化热为41.0kJ/mol,冰的熔化热为6.0kJ/mol,水的比

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热容为4.2×103 J/(kg?℃),水的摩尔质量为18g/mol,则18g 0℃的冰变成100℃的水蒸气时需要吸收大约多少的热量?

38.如图所示,一竖直放置的U形管两端开口、粗细均匀,两管的竖直部分高度为20cm,内径很小,水平部分BC长16cm.一空气柱将管内水银分割成左、右两段.大气压强p0=76cmHg.当空气柱温度T0=273K、长L0=8cm时,BC管内左边水银柱和AB管内水银柱长都为2cm.右边水银柱只画出了一部分,求: (1)右边水银柱总长度;

(2)若缓慢降低空气柱的温度,当空气柱的温度为多少时,左边水银柱全部进入BC管?

(3)若缓慢升高空气柱的温度,当空气柱的温度为多少时,左边的水银恰好有一半溢出U形管?

39.两端开口、内表面光滑的U形管处于竖直平面内,如图所示质量均为m=10kg的活塞A、B在外力作用下静止于左右管中同一高度h处,将管内空气封闭,此时管内外空气的压强均为P0=1.0×105Pa左管和水平管横截面积S1=10cm2,右管横截面积S2=20cm2,水平管长为3h,现撤去外力让活塞在管中下降,求两活塞稳定后所处的高度.(活塞厚度均大于水平管直径,管内气体初末状态温度相同,g取10m/s2)

40.如图所示,A,B两个固定的气缸,缸内气体均被活塞封闭着,A缸内活塞的面积是B缸内活塞面积的2倍,两个活塞之间被一根细杆连接.当大气压强为p0,A缸内气体压强为1.5p0时,两个活塞恰好静止不动,求此时B缸内气体的压强.(活塞和缸壁间的摩擦不计)

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