熱學(xué)計算題專題復(fù)習(xí)含答案

1、熱學(xué)專題復(fù)習(xí)二1、（10分）如圖所示，水平地面上固定兩個完全相同導(dǎo)熱性能良好的足夠長的氣缸，兩氣缸內(nèi)各有一個用輕桿相連接的活塞，活塞和氣缸封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，活塞到氣缸底部的距離均為，活塞與氣缸之間無摩擦，輕桿無壓力，大氣壓強(qiáng)為，現(xiàn)鎖定兩個活塞，使右側(cè)氣缸與一個恒溫?zé)嵩唇佑|，使右側(cè)氣體的熱力學(xué)溫度升高為原來的2倍，求：(i) 若右側(cè)氣缸的溫度升高后，右側(cè)氣缸內(nèi)的氣體壓強(qiáng)變?yōu)槎啻蟆?ii)若保證右側(cè)氣缸與上述恒溫?zé)嵩吹慕佑|，解除兩側(cè)活塞的鎖定，求穩(wěn)定后活塞向左移動的距離。2、(9分) 如圖所示的玻璃管ABCDE，CD部分水平，其余部分豎直（B端彎曲部分長度可忽略），玻璃管截面半徑相比其長度

2、可忽略，CD內(nèi)有一段水銀柱，初始時數(shù)據(jù)如圖，環(huán)境溫度是300K，大氣壓是75cmHg?，F(xiàn)保持CD水平，將玻璃管A端緩慢豎直向下插入大水銀槽中，當(dāng)水平段水銀柱剛好全部進(jìn)入DE豎直管內(nèi)時，保持玻璃管靜止不動。問：（i）玻璃管A端插入大水銀槽中的深度是多少？（即水銀面到管口A的豎直距離）？（ii）當(dāng)管內(nèi)氣體溫度緩慢降低到多少K時，DE中的水銀柱剛好回到CD水平管中？        3、（9分）如圖所示除氣缸右壁外其余部分均絕熱，輕活塞K與氣缸壁接觸光滑，K把密閉氣缸分隔成體積相等的兩部分，分別裝有質(zhì)量、溫度均相同的同種氣

3、體a和b，原來a、b兩部分氣體的壓強(qiáng)為p0、溫度為27 、體積均為V。現(xiàn)使氣體a溫度保持27 不變，氣體b溫度降到-48 ，兩部分氣體始終可視為理想氣體，待活塞重新穩(wěn)定后，求：最終氣體a的壓強(qiáng)p、體積Va。4. （10分）如下圖所示，一個上下都與大氣相通的直圓筒，內(nèi)部橫截面的面積S=0.01m2，中間用兩個活塞A與B封住一定質(zhì)量的理想氣體，A、B都可沿圓筒無摩擦地上、下滑動，但不漏氣，A的質(zhì)量可不計、B的質(zhì)量為M，并與一勁度系數(shù)k=5×103N/m的較長的彈簧相連。已知大氣壓強(qiáng)p0=1×105Pa，平衡時兩活塞間的距離l0=0.6m。現(xiàn)用力壓A，使之緩慢向下移動一定距離后保

4、持平衡。此時，用于壓A的力F=5×102N。假定氣體溫度保持不變，求:  （1） 此時兩活塞間的距離。（2）活塞A向下移的距離。（3）大氣壓對活塞A和活塞B做的總功。5 (9分)如圖所示是小明自制的簡易溫度計。在空玻璃瓶內(nèi)插入一根兩端開口、內(nèi)橫截面積為0.4cm2的玻璃管，玻璃瓶與玻璃管接口處用蠟密封，整個裝置水平放置。玻璃管內(nèi)有一段長度可忽略不計的水銀柱，當(dāng)大氣壓為1.0×105Pa、氣溫為7時，水銀柱剛好位于瓶口位置，此時封閉氣體體積為480cm3，瓶口外玻璃管有效長度為48cm。求此溫度計能測量的最高氣溫；當(dāng)氣溫從7緩慢上升到最高氣溫過程中，密封氣

5、體吸收的熱量為3J，則在這一過程中密封氣體的內(nèi)能變化了多少。6、 (10分) 如圖所示，內(nèi)壁光滑長度為4l、橫截面積為S的汽缸A、B，A水平、B豎直固定，之間由一段容積可忽略的細(xì)管相連，整個裝置置于溫度27、大氣壓為p0的環(huán)境中，活塞C、D的質(zhì)量及厚度均忽略不計。原長3l、勁度系數(shù)的輕彈簧，一端連接活塞C、另一端固定在位于汽缸A缸口的O點。開始活塞D距汽缸B的底部3l后在D上放一質(zhì)量為的物體。求：（i）穩(wěn)定后活塞D下降的距離；（ii）改變汽缸內(nèi)氣體的溫度使活塞D再回到初位置，則氣體的溫度應(yīng)變?yōu)槎嗌?7.如圖，體積為V、內(nèi)壁光滑的圓柱形導(dǎo)熱氣缸頂部有一質(zhì)量和厚度均可忽略的活塞；氣缸內(nèi)密封有溫度為

6、2.4T0、壓強(qiáng)為1.2p0的理想氣體，p0和T0分別為大氣的壓強(qiáng)和溫度已知：氣體內(nèi)能U與溫度T的關(guān)系為UT，為正的常量；容器內(nèi)氣體的所有變化過程都是緩慢的求：(1)氣缸內(nèi)氣體與大氣達(dá)到平衡時的體積V1；(2)在活塞下降過程中，氣缸內(nèi)氣體放出的熱量Q.8.(2013·新課標(biāo)卷)如圖，一上端開口、下端封閉的細(xì)長玻璃管豎直放置玻璃管的下部封有長l125.0cm的空氣柱，中間有一段長為l225.0cm的水銀柱，上部空氣柱的長度l340.0cm.已知大氣壓強(qiáng)為P075.0cmHg.現(xiàn)將一活塞(圖中未畫出)從玻璃管開口處緩緩?fù)峦疲构芟虏靠諝庵L度變?yōu)閘120.0cm.假設(shè)活塞下推過程中沒有

7、漏氣，求活塞下推的距離9.用DIS研究一定質(zhì)量氣體在溫度不變時，壓強(qiáng)與體積關(guān)系的實驗裝置如圖甲所示，實驗步驟如下：把注射器活塞移至注射器中間位置，將注射器與壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機(jī)逐一連接；移動活塞，記錄注射器的刻度值V，同時記錄對應(yīng)的由計算機(jī)顯示的氣體壓強(qiáng)值p；用V圖像處理實驗數(shù)據(jù)，得出如圖乙所示的圖線(1)為了保持封閉氣體的質(zhì)量不變，實驗中采取的主要措施是 ；(2)為了保持封閉氣體的溫度不變，實驗中采取的主要措施是 和 ；(3)如果實驗操作規(guī)范正確，但圖中的V圖線不過原點，則V0代表 10（10分）如圖所示，粗細(xì)均勻的L形細(xì)玻璃管AOB，OA、OB兩部分長度均為20cm，OA部分水平

8、、右端開口，管內(nèi)充滿水銀，OB部分豎直、上端封閉現(xiàn)將玻璃管在豎直平面內(nèi)繞O點逆時針方向緩慢旋轉(zhuǎn)53°，此時被封閉氣體長度為x緩慢加熱管內(nèi)封閉氣體至溫度T，使管內(nèi)水銀恰好不溢出管口已知大氣壓強(qiáng)為75cmHg，室溫為27，sin53°=0.8，求：氣體長度x；溫度T熱學(xué)專題復(fù)習(xí)二參考答案1、(10分)解：(i)由題意可知，右側(cè)氣體做等容變化，升溫前，左右氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)均為，升溫后右側(cè)氣體壓強(qiáng)為，由查理定律得： （2分）解得 （1分）(ii)設(shè)活塞向左移動，左側(cè)氣體壓強(qiáng)變?yōu)?，右?cè)氣體壓強(qiáng)變?yōu)?，由玻意耳定律對左?cè)氣體有： （2分）對右側(cè)氣體有： （2分）對活塞受力分析可知： （1分

9、）聯(lián)立式并代入數(shù)據(jù)解得： （2分）2、 解：、P1V1=P2V2 即：75 ×160=（75+5）×L2                                       

10、;                     L2=150cm  h=25cm                           

11、、  L3=140-25+15+10=140cm                                   3、【答案】；【解析】試題分析：由題意可知b降溫平衡后ab兩部分氣體壓強(qiáng)仍相等，設(shè)為P；對b氣體，加熱前壓強(qiáng)為：Pb=P0

12、，體積為：Vb=V，溫度為：Tb=T0=273+27=300K設(shè)降溫后氣體壓強(qiáng)P，溫度：T1=273-48=225K，體積為V1根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程得： 對a氣體，初態(tài)壓強(qiáng)為：Pa=P0，體積為：Va0=V，溫度為：Ta=T0=300K末態(tài)壓強(qiáng)為P，體積為：Va=2V-V1因為隔板絕熱，a做等溫變化，由玻意耳定律得：PaVa0=PVa  聯(lián)立得：；4、【答案】（1）0.4m （2）0.3m （3）200J5、【答案】18.21.08J【解析】試題分析：當(dāng)水銀柱到達(dá)管口時，達(dá)到能測量的最高氣溫T2，則初狀態(tài)：T1=(273+7)K=280K V1=480cm3 末狀態(tài)：V2=

13、(480+48×0.4)cm3=499.2 cm3 由蓋呂薩克定律 代入數(shù)據(jù)得T2=291.2K=18.2 水銀移動到最右端過程中，外界對氣體做功W=-P0SL=-1.92J 由熱力學(xué)第一定律得氣體內(nèi)能變化為E=Q+W=3J+(-1.92J)=1.08J 6、（10分）解：（i）開始時被封氣體的壓強(qiáng)為，活塞C距氣缸A的底部為，被封氣體的體積為4，重物放在活塞D上穩(wěn)定后，被封氣體的壓強(qiáng).活塞C將彈簧向左壓縮了距離，則 .根據(jù)波意耳定律，得 .活塞D下降的距離. .整理得.（ii）升高溫度過程中，氣體做等壓變化，活塞C的位置不動，最終被封氣體的體積為,對最初和最終狀態(tài)，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方

14、程得.解得. .評分標(biāo)準(zhǔn)：本題共10分，其中每式2分，其余每式1分。7、解析：(1)在氣體由p1.2p0下降到p0的過程中，氣體體積不變，溫度由T2.4T0變?yōu)門1，由查理定律得在氣體溫度由T1變?yōu)門0的過程中，體積由V減小到V1，氣體壓強(qiáng)不變，由蓋·呂薩克定律得：，解得.(2)在活塞下降過程中，活塞對氣體做的功為Wp0(VV1)，在這一過程中，氣體內(nèi)能的減少量為U(T1T0)由熱力學(xué)第一定律得，氣缸內(nèi)氣體放出的熱量為：QWU，解得Qp0VT08、解析：以cmHg為壓強(qiáng)單位，在活塞下推前，玻璃管下部空氣柱的壓強(qiáng)為p1p0l2設(shè)活塞下推后，下部空氣柱的壓強(qiáng)為p1，由玻意耳定律得p1l1p1l1如圖，設(shè)活塞下推距離為l，則此時玻璃管上部空氣柱的長度為l3l3l1l1l設(shè)此時玻璃管上部空氣柱的壓強(qiáng)為p3，則p3p1l2，由玻意耳定律得p0l3p3l3聯(lián)立式結(jié)合題給數(shù)據(jù)解得l15.0cm.9、（1）在注射器活塞上涂潤滑油 （2）移動活塞要緩慢 不能用手握住注射器封閉氣體部分（3）注射器與壓強(qiáng)傳感器連接部位的氣體體積.10【解答】解：氣體的狀態(tài)參量：p1=75cmHg，V1=20S，V