(完整)热学计算题专题复习(含答案),推荐文档

1、热学专题复习二1、（10分）如图所示，水平地面上固定两个完全相同导热性能良好的足够长的气缸，两气缸内各有 一个用轻杆相连接的活塞， 活塞和气缸封闭着一定质量的理想气体，活塞到气缸底部的距离均为 d ,活塞与气缸之间无摩擦，轻杆无压力，大气压强为p0,现锁定两个活塞，使右侧气缸与一个恒温热源接触，使右侧气体的热力学温度升高为原来的2倍，求:（i）若右侧气缸的温度升高后， 右侧气缸内的气体压强变为 多大。（ii）若保证右侧气缸与上述恒温热源的接触，解除两侧活塞 的锁定，求稳定后活塞向左移动的距离。2、（9分）如图所示的玻璃管 ABCDE CD部分水平，其余部分竖直（B端弯曲部分长度可忽略），玻璃管

2、截面半径相比其长度可忽略，CD内有一段水银柱，初始时数据如图，环境温度是300K,大气压是75cmHg现彳持CD水平，将玻璃管 A端缓慢竖直向下插入大水银槽中，当水平段水银柱刚好全部进入DE竖直管内时，保持玻璃管静止不动。问：（i）玻璃管 A端插入大水银槽中的深度是多少？（即水银面到管口A的竖直距离）？（ii ）当管内气体温度缓慢降低到多少K时，DE中的水银柱刚好回到CD水平管中？80（9分）如图所示除气缸右壁外其余部分均绝热，轻活塞K与气缸壁接触光滑，K把密闭气缸分隔成体积相等的两部分，分别装有质量、温度均相同的同种气体a和b,原来a、b两部分气体的压强为Po、温度为27 C、体积均为V。现

3、使气体a温度保持27 c不变，气体b温度降到-48 C ,两 部分气体始终可视为理想气体，待活塞重新稳定后，求：最终气体a的压强p、体积VaoS=0.01m2,中间用两4. (10分)如下图所示，一个上下都与大气相通的直圆筒，内部横截面的面积个活塞A与B封住一定质量的理想气体，A、B都可沿圆筒无摩擦地上、下滑动，但不漏气， A的质量可不计、B的质量为M,并与一劲度系数k=5X 10N/m的较长的弹簧相连。已知大气压强po=1 x 1»a, 平衡时两活塞间的距离lo=0.6m。现用力压A,使之缓慢向下移动一定距 离后保持平衡。此时，用于压 A的力F=5X10n。假定气体温度保持不变，

4、求：(1)此时两活塞间的距离。(2)活塞A向下移的距离。(3)大气压对活塞 A和活塞B做的总功。5 (9分)如图所示是小明自制的简易温度计。在空玻璃瓶内插入一根两端开口、内口横截面积为0.4cm2的破璃管，玻璃瓶与玻璃管接口处用蜡密封，整个装置水平放置。玻璃管内有一段长度可忽略不计 的水银柱，当大气压为1.0X15Pa、气温为7c时，水银柱刚好位于瓶口位置，此时封闭气体体积为480cm3,瓶口外J玻璃管有效长度为 48cm。求此温度计能测量的最高气温；当气温从7c缓慢上升到最高气温过程中，密封气体吸收的热量为3J,则在这一过程中密封气体的内能变化了多少。6、(10分)如图所示，内壁光滑长度为

5、41、横截面积为 S的汽缸A、B, A水平、B竖直固定，之 间由一段容积可忽略的细管相连， 整个装置置于温度27C、大气压为po的环境中，活塞C、D的质量及 厚度均忽略不计。原长31、劲度系数k 3pos的轻弹簧，一端连接活塞C、另一端固定在位于汽缸 A1缸口的。点。开始活塞 D距汽缸B的底部31.后在D上放一质量为 m &S的物体。求： g(i)稳定后活塞D下降的距离；(ii)改变汽缸内气体的温度使活塞D再回到初位置，则气体的温度应变为多少？7.如图，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 活塞；气缸内密封有温度为 2.4T。、压强为1.2po的理想气体，po和

6、To分别为 的压强和温度.已知：气体内能U与温度T的关系为U = a T, a为正的常量； 内气体的所有变化过程都是缓慢的.求：(1)气缸内气体与大气达到平衡时的体积V1 ；(2)在活塞下降过程中，气缸内气体放出的热量Q.8.(2013新课标卷H )如图，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置.玻璃管的下部封有 长1i= 25.0cm的空气柱，中间有一段长为l2= 25.0cm的水银柱，上部空气柱的长度l3=40.0cm.已知大气压强为Po=75.0cmHg.现将一活塞(图中未画出)从玻璃管开口处缓缓往下推，使管下部空气柱长 度变为1i' = 20.0cm.假设活塞下推过程中没有漏气

7、，求活塞下推的距离.9.用DIS研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图甲所示，实验步骤如下: 把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接； 移动活塞，记录注射器的刻度值V,同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p；一一 1 -.一 用V1图像处理实验数据，得出如图乙所本的图线.P中乙为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是 (2)为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是 和 ，1 一(3)如果实验操作规范正确，但图中的V 1图线不过原点，则V。代表p10. (10分)如图所示，粗细均匀的 L形细玻璃管 AOB, OA

8、、OB两部分长度均为 20cm, OA部 分水平、右端开口，管内充满水银， OB部分竖直、上端封闭.现将玻璃管在竖直平面内绕。点逆时针方向缓慢旋转 53。，此时被封闭气体长度为 x.缓慢加热管内封闭气体至温度 T,使管内水银恰 好不溢出管口.已知大气压强为 75cmHg,室温为27C , sin53 =0.8, 712369111 .求：气体长度x;温度T.热学专题复习二参考答案1、（10分）解：（i）由题意可知，右侧气体做等容变化，升温前，左右气缸内气体压强均为po ,升温后右侧气体压强为 p2,由查理定律得： 牛界 （2分）解得p22 Po（1分）P2 ,由玻意耳定律（ii）设活塞向左移动

9、x ,左侧气体压强变为pi ,右侧气体压强变为对左侧气体有：p0 dS P1 （d x）S（2分）对右侧气体有：2 Po dsp2 （d x）S对活塞受力分析可知：p1p2联立式并代入数据解得： x d 32、 解：i、 PiVi=P2V2即：75 X160= （75+5） X L2L2=150cmh=25cm （2分） （1分）（2分）VV3T1T3L3=1 40-25+15+10=140cmT3 262.5K3、【答案】P= 7P。； Va = 8V 87【解析】试题分析：由题意可知b降温平衡后ab两部分气体压强仍相等，设为P;对b气体，加热前压强为:Pb=Po,体积为：Vb=V,温度为：

10、Tb=To=273+27=3OOK设降温后气体压强 巳温度：T=273-48=225K,体积为V1根据理想气体状态方程得：_PV = PVLToT1对a气体，初态压强为：Pa=Po,体积为：Vao=V,温度为：Ta=T0=300K末态压强为P,体积为：Va=2V-V1因为隔板绝热，a做等温变化，由玻意耳定律得：PaVao=PVa联立得:867Va= -V ; Vi= V ; P= -P07784、【答案】(1) 0.4m(2) 0.3m(3) 200J试题分析二(l)活塞A受氐向下移动的同时,活塞后也向下移动.已知达到平衡时,尸 =5靛1。51.P学”41取um(2纷)J=0.4m Q 分)(

11、2)当气体的压强为火时，强醇B的作用而有一定的压缩量，当气悻的压强变为 研F居时，弹瞽增加 的压缩量就是B向下移切的距离格由胡克定律：F 二hJt=O.lm(2 分谩A向下移动的距离为口 f= fqr-y得:jF,3m号分)(3)旷三PC7小 >3=2001(2 分)5、【答案】18.2 C1.08J【解析】试题分析：当水银柱到达管口时，达到能测量的最高气温T2,则初状态：Ti=(273+7)K=280K Vi=480cm3末状态：V2=(480+48 X 0.4)(3=499.2 cm3一V1V2由盖吕阱克7E律 TiT2代入数据得T2=291.2K=18.2 C水银移动到最右端过程中

12、，外界对气体做功W=-P0SL=-1.92J由热力学第一定律得气体内能变化为 E=Q+W=3J+(-1.92J)=1.08J6、(10分)解：(i)开始时被封气体的压强为6pO,活塞C距气缸A的底部为I,被封气体的体积为4IS ,重物放在活塞 D上稳定后，被封气体的压强 mg P2P0 2 P0活塞C将弹簧向左压缩了距离I1 ,则kl1 (P2 P0)S 根据波意耳定律，得Po4lSP2XS活塞D下降的距离 l 4l x 11整理得1 713(ii)升高温度过程中，气体做等压变化，活塞C的位置不动，最终被封气体的体积为(4111)S,对最初和最终状态，根据理想气体状态方程得q 27 273 t

13、2 273解得t2 377oC评分标准：本题共 10分，其中 每式2分，其余每式1分。7、解析：(1)在气体由p=1.2p。下降到po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T1=即T p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，由盖吕萨克定律得：V T1VI To'T1 = 2To解得 1.V1=2V(2)在活塞下降过程中，活塞对气体做的功为W= po(V-V1),在这一过程中，气体内能的减少量为AU= a(T1 To)由热力学第一定律得，气缸内气体放出的热量为：Q=W+AU,解得 Q = poV+ a 08、解析：以cmHg为

14、压强单位，在活塞下推前，玻璃管下部空气柱的压强为p1= p0+ l2 设活塞下推后，下部空气柱的压强为p/ ,由玻意耳定律得p1l1=p1' 11'如图，设活塞下推距离为Al,则此时玻璃管上部空气柱的长度为13, =13+11 11' Al 设此时玻璃管上部空气柱的压强为p3',则p3' = p1 ' l2,由玻意立定律得 PoI3=P3 13联立式结合题给数据解得Al= 15.0cm.9、(1)在注射器活塞上涂润滑油(2)移动活塞要缓慢不能用手握住注射器封闭气体部分(3)注射器与压强传感器连接部位的气体体积10【解答】解： 气体的状态参量：pi=75cmHg, Vi=20S, V2=xS, p2=