高二火箭班物理热学典型问题强化训练(详解)

热学与气缸相关的问题1(2016怀化模拟)如图所示，两端开口的气缸水平固定，A、B是两个厚度不计的活塞，可在气缸内无摩擦滑动，面积分别为S120 cm2，S210 cm2，它们之间用一根细杆连接，B通过水平细绳绕过光滑的定滑轮与质量为M2 kg 的重物C连接，静止时气缸中的气体温度T1600 K，气缸两部分的气柱长均为L，已知大气压强p01105 Pa，取g10 m/s2，缸内气体可看作理想气体；(1)活塞静止时，求气缸内气体的压强； (2)若降低气缸内气体的温度，当活塞A缓慢向右移动时，求气缸内气体的温度。2.（2017年3月湖南怀化一模）如图所示，上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放置，截面积为40 cm2的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体A封闭在汽缸内。在汽缸内距缸底60 cm处设有a、b两限制装置，使活塞只能向上滑动开始时活塞搁在a、b上，缸内气体的压强为（=1.0105 Pa为大气压强），温度为300 K。现缓慢加热汽缸内气体，当温度为330 K，活塞恰好离开a、b；当温度为360 K时，活塞上升了4 cm。求活塞的质量和物体A的体积。热学与液柱相关的问题3.( 2016湖北七市(州)联考)如图乙所示，两端开口、粗细均匀的足够长玻璃管插在大水银槽中，管的上部有一定长度的水银柱，两段空气柱被封闭在左右两侧的竖直管中开启上部连通左右水银的阀门，当温度为300k，平衡时水银柱的位置如图（h1h5cm，L150cm），大气压为75cmHg求：（i）右管内气柱的长度L2（ii）关闭阀门，当温度升至405K时，左侧竖直管内气柱的长度L3（大气压强保持不变）4(2015全国新课标)如图所示，一粗细均匀的U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上端与大气相通，下端开口处开关K关闭；A侧空气柱的长度l10.0 cm，B侧水银面比A侧的高h3.0 cm。现将开关K打开，从U形管中放出部分水银，当两侧水银面的高度差为h110.0 cm时将开关K关闭。已知大气压强 p075.0 cmHg。(1)求放出部分水银后A侧空气柱的长度；(2)此后再向B侧注入水银，使A、B两侧的水银面达到同一高度，求注入的水银在管内的长度。5.(2017吉林长春市二模)如图所示为一竖直放置、上粗下细且上端开口的薄壁玻璃管，上部和下部的横截面积之比为2:1，上管足够长，下管长度l=34cm。在管内用长度h=4cm的水银封闭一定质量的理想气体，气柱长度l1=20cm。大气压强P0=76cmHg，气体初始温度为T1=300K。若缓慢升高气体温度，使水银上端面到达粗管和细管交界处，求此时的温度T2；继续缓慢升高温度至水银恰好全部进入粗管，求此时的温度T3。热学质量变化的问题6(2016陕西五校一模)如图所示是农业上常用的农药喷雾器，贮液筒与打气筒用细连接管相连，已知贮液筒容积为8 L(不计贮液筒两端连接管体积)，打气筒活塞每循环工作一次，能向贮液筒内压入1 atm的空气200 mL，现打开喷雾头开关K，装入6 L的药液后再关闭，设周围大气压恒为1 atm，打气过程中贮液筒内气体温度与外界温度相同且保持不变。求：(1)要使贮液筒内药液上方的气体压强达到3 atm，打气筒活塞需要循环工作的次数； (2)打开喷雾头开关K直至贮液筒内、外气压相同时，贮液筒向外喷出药液的体积。7.（2017全国II卷332）一热气球体积为V，内部充有温度为Ta的热空气，气球外冷空气的温度为Tb。已知空气在1个大气压、温度为T0时的密度为0，该气球内、外的气压始终都为1个大气压，重力加速度大小为g。（i）求该热气球所受浮力的大小；（ii）求该热气球内空气所受的重力；（iii）设充气前热气球的质量为m0，求充气后它还能托起的最大质量。1.【答案】(1)1.2105 Pa(2)500 K2. 2.【名师解析】设物体A的体积为V，开始时气体的体积为V1,则 （1分） （1分），V3440+V2 （1分），T3360K由状态1到状态2为等容过程： （2分）由状态2到状态3为等压过程： （2分）代入数据得：m=4kg V=640cm3（3分）3. 3.4. 【答案】(1)12.0 cm(2)13.2 cm来源:学&科&网(2)当A、B两侧的水银面达到同一高度时，设A侧空气柱的长度为l2，压强为p2。由玻意耳定律得plp2l2由力学平衡条件有p2p0联立式，并代入题给数据得l210.4 cm设注入的水银在管内的长度为h，依题意得h2(l1l2)h1联立式，并代入题给数据得h13.2 cm5.【参考答案】（10分） （1分） （2分） （2分）（均可给分）5. 【参考答案】(1)20次(2)4 L由理想气体方程得：p1V1p2V2解得：V4 L打气次数：n20(2)打开喷雾头开关K直至贮液筒内外气压相同时，p31 atm由理想气体方程得：p1V1p3V3解得：V3V16 L故喷出药液的体积VV3V04 L6. 【参考答案】