高三二轮复习试题物理计算题对点练（一）热学计算题

计算题对点练(一)热学计算题1.(10分)(2025河北保定模拟)我国交通便利,物流快递业发达,网购成为越来越多人的主要购物方式。海南某同学网购了黑龙江生产的某玻璃瓶装的坚果。瓶子密封良好,装瓶时气温为23℃,瓶内气体体积为V0,海南的同学收到货时,海南气温为27℃。两地大气压强相差不大,可认为相等,都为p0。不考虑瓶内物体的挥发和瓶子的体积变化,认为0℃等于273K,瓶内气体可视为理想气体。求:(1)到海南后未开瓶时瓶内气体的压强;(2)海南的同学缓慢打开瓶盖后,瓶内减少的气体与开瓶前气体的质量之比。2.(12分)(2025江苏南航附中一模)如图所示,汽缸内封闭一定质量的理想气体,气体的温度为T1,压强为p,活塞的横截面积为S,活塞距汽缸底的高度为h1,不计活塞与汽缸壁之间的摩擦。现给汽缸缓慢加热,活塞上升到高度为h2处,气体吸收的热量为Q。求:(1)此时密闭气体的温度T2;(2)该过程中气体内能的增量ΔU。3.(13分)(2025甘肃靖远模拟)如图所示,一可自由移动的绝热活塞M将一横截面积为400cm2的水平固定的绝热汽缸分为A、B两个空间,A空间装有体积为12L、压强为1.5×105Pa、温度为23℃的理想气体,A的左侧是一导热活塞N,N的左边与大气相通;B空间中理想气体的温度为27℃,体积为30L。现增大左边活塞N受到的水平向右的推力F,使N缓慢向右移动,同时给B中气体加热,此过程A中的气体温度保持不变,活塞M保持原位置不动。已知阿伏加德罗常数NA=6.0×1023mol1,标准状态下(压强为1×105Pa,温度为0℃)1mol任何气体的体积为22.4L,外界大气压强p0=1×105Pa。不计活塞与汽缸壁间的摩擦,绝对零度取值为273℃。求:(1)B中气体的分子数(结果保留2位有效数字);(2)当推力增加ΔF=2×103N时,活塞N向右移动的距离。4.(15分)(2025广西河池二模)“竹筒炮”是一种自制玩具,各地对其叫法不一,其原理简化示意图如图所示。筒径均匀的圆竹筒,长L=18cm,横截面积S=1.5×104m2,在其两端A、B处分别塞紧湿纸团,将筒中空气密闭,用筷子快速压缩A处纸团至A'处,A'与B距离L'=6cm,再经t=0.01s,B处纸团被射出。若B处纸团质量m=5g,与竹筒间滑动摩擦力Ff=15N,最大静摩擦力大于滑动摩擦力,不计温度变化,已知大气压强p0=1×105Pa,求:(1)B处纸团的射出速度v;(2)若压缩A处纸团至A'的过程中,漏掉压强为大气压强、体积为0.135×104m3的空气,且之后不再漏气,B处纸团仍静止在原位,则此时B处纸团受到的摩擦力Ff'为多大。

参考答案1.答案(1)65p(2)1解析(1)在黑龙江时,瓶内气体温度T0=(23+273)K=250K到海南时,瓶内气体温度T1=(27+273)K=300K从黑龙江到海南,瓶内气体体积不变,由查理定律有p解得p=65p0(2)到海南后可认为打开瓶盖前后温度不变,设开瓶后气体体积为V,则由玻意耳定律有pV0=p0V,解得V=65V减少的气体与开瓶前气体的质量之比为Δm2.答案(1)h2h(2)QpS(h2h1)解析(1)气体加热过程为等压变化,有S解得T2=h2h1(2)对气体加热过程,气体膨胀,对外做功,有W=pΔV=pS(h2h1)根据热力学第一定律得ΔU=W+Q=QpS(h2h1)。3.答案(1)1.1×1024(2)7.5cm解析(1)初状态时,根据平衡条件可知,A和B中的气体压强相同,此时若将B中气体状态变化到压强为1×105Pa,温度为0℃,根据理想气体状态方程有p解得标准状态下B中气体的体积VB0=40.95L所以B中气体的分子个数n=VB022.4×NA≈1.(2)对A中气体,初状态有pA=1.5p0,VA=12L,TA=296K推力增加ΔF后,活塞N向右移动,此时A中气体压强为pA'=ΔFS+1.5p0=2p0,温度为TA'=296K,根据等温变化规律有pAVA=pA'V解得VA'=9×103m3所以活塞N向右移动的距离x=VAS-VA'S4.答案(1)30m/s(2)7.5N解析(1)压缩前筒内气体的体积为V1=LS=18×102×1.5×104m3=2.7×105m3压缩前筒内气体的压强为p1=p0=1×105Pa压缩后筒内气体体积为V2=L'S=6×102×1.5×104m3=9×106m3根据玻意耳定律p1V1=p2V2联立解得p2=3×105PaB处纸团受到筒内气体向右的压力为F=p2Sp0S=30NB处纸团质量m=5g=5×103kg根据牛顿第二定律有FFf=ma解得a=F-Ffm=3经t=0.01s,B处纸团被射出,由运动学公式v=at解得v=30m/s。(2)由题意可得,实际气体体积为V1实=V10.135×104m3=1.35×105m3压缩后体积为V2=9×106m