高考物理选考热学计算题(一)含答案与解析 下载本文

(1)活塞上升的高度;

(2)加热过程中气体的内能增加量。

33.竖直平面内有一直角形内径相同的导热良好的细玻璃管如图所示,A端封闭,C端开口,AB=BC=l0,且此时A,C端等高.平衡时,管内水银如图,竖直平面内有一直角形内径相同的 细玻璃管,A端封闭,C端开口,AB=BC=l0,且此时A、C端等高.管内水银总长度为l0,玻璃管AB内封闭有长为

的空气柱.已知大

气压强为l0汞柱髙,环境温度为300K.(管内封入的气体可视为理想气体) ①如果使玻璃管绕B点在竖直平面内逆时针缓慢地转动,并缓慢升高环境温度,求AB管水平时,若要保持AB管内气体长度不变,则温度需要升高到多少? ②如果使玻璃管绕B点在竖直平面内逆时针缓慢地转动.并保持环境温度不变,求AB管水平时,管内气体的压强为多少?

34.如图所示,直立的气缸中有一定质量的理想气体,活塞的质量为m,横截面积为S,气缸内壁光滑且缸壁导热良好,周围环境温度保持不变。开始时活塞恰好静止在A处,现轻放一物体在活塞上,活塞下移。经过足够长时间后,活塞系统停在B点,已知AB=h,B处到气缸底部的距离为h,大气压强为p0,重力加速度为g.求:

(i)物体将活塞压至B处平衡时,缸内气体的压强p2;整个过程中,缸内气体是吸热还是放热,简要说明理由;

(i)已知初始温度为27℃,若升高环境温度至T1,活塞返回A处达稳定状态,T1的值是多大。

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35.为了更方便监控高温锅炉外壁的温度变化,在锅炉的外壁上镶嵌一个导热性能良好的气缸,气缸内气体温度可视为与锅炉外壁温度相等。气缸开口向上,用质量为m=1kg的活塞封闭一定质量的理想气体,活塞横截面积为S=1cm2.当气缸内温度为300K时,活塞与气缸底间距为L,活塞上部距活塞处有一用轻质绳悬挂的重物M.当绳上拉力为零时,警报器报警。已知室外空气压强P0=1.0×105Pa,活塞与器壁之间摩擦可忽略。求:

(i)当活塞刚刚碰到重物时,锅炉外壁温度为多少?

(ii)若锅炉外壁的安全温度为1000K,那么重物的质量应是多少?

36. 如图所示,U形管右管的截面积为左管的两倍,外界大气压强p0=75cmHg.左端管口封闭,封有长h0=30cm的气柱,左右两管水银面高度差H=15cm,环境温度t0=27℃。

①求环境温度升高到多少摄氏度时,两侧水银面等高;

②若环境温度保持不变而在右侧管中加入水银,使两侧水银面等高,求右侧水银面升高的高度。

37.如图所示,在竖直放着的高为H的圆柱形气缸内用质量m的活塞密封住一定质量的理想气体,活塞与容器壁之间无摩擦、容器的横截面积为S.开始时气体的温度为T0,活塞位于气缸中部,现对气缸缓慢加热,当活塞缓慢上升到距离

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顶部H处时再次平衡,此过程气体吸收的热量为Q=P0HS,外界大气压始终为P0、重力加速度为g。求:

(i)此过程中气缸内气体内能的变化量△U; (ii)平衡时气体的温度T1。

38.如图所示,一固定的直立气缸由上、下两个连通的圆筒构成,圆筒的长度均为2L.质量为2m、面积为2S的导热良好的活塞A位于上部圆筒的正中间,质量为m、面积为S的绝热活塞B位于下部圆筒的正中间,两活塞均可无摩擦滑动,活塞B的下方与大气连通。最初整个系统处于静止状态,A上方的理想气体的温度为T.已知大气压强恒为p0=

,重力加速度大小为g,气缸壁、管道均不导

热,外界温度保持不变,圆筒之间的管道的体积忽略不计,不考虑话塞的厚度。现在对话塞A 上方的气体缓慢加热,求:

(i)当活寨B下降到气缸底部时,活塞A上方气体的温度; (ii)当温度缓慢升高到1.8T时,活塞A相对初始位置下降的距离。

39.如图所示,总长度为15cm的气缸放置在水平桌面上。活塞的质量m=20kg,横截面积S=100cm2,活塞可沿气缸壁无摩擦地滑动但不漏气,开始时活塞与气缸底的距离12cm.外界气温为27℃,大气压强为1.0×105 Pa.将气缸缓慢地转到开口向上的竖直位置,待稳定后对缸内气体逐渐加热,使活塞上表面刚好与气缸口相平,取g=10m/s2,求:

①活塞上表面刚好与气缸口相平时气体的温度为多少?

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②在对气缸内气体加热的过程中,吸收了189J的热量,则气体增加的内能是多少?

40.如图甲所示,粗细均匀、横截面积为S的导热光滑足够长的细玻璃管竖直放置,管内用质量为m的水银柱密封着长为L的理想气柱.已知环境温度为T1,大气压强为P0,重力加速度为g. (i)若仅将环境温度降为

,求稳定后的气柱长度;

(ⅱ)若环境温度T1不变,将玻璃管放于水平桌面上并让其以加速度a向左做匀加速直线运动(如图乙所示),求稳定后的气柱长度.

41.如图所示,开口向上竖直放置的内壁光滑绝热气缸,汽缸下面有加热装置。开始时整个装置处于平衡状态,缸内理想气体Ⅰ、Ⅱ两部分高度均为L0,温度均为T0.已知活塞A导热、B绝热,A、B质量均为m,横截面积为S,外界大气压强为p0保持不变,环境温度保持不变。现对气体Ⅱ缓慢加热,当A上升h时停止加热。求:

①此时气体Ⅱ的温度;

②若在活塞A上逐渐添加铁砂,当铁砂质量等于m时,气体Ⅰ的高度。

42.如图所示,一位消防员在火灾现场的房屋内发现一个容积为V0的废气的氧

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