2020年高考物理計算題強化專練-熱學含答案

0aa02200aa0220計算題強專練熱學一、計算題（本大題共小，共分）如所示，質(zhì)量為m的絕熱氣缸（厚度不計），橫截面積=10

，倒扣在水平桌面上（與桌面有縫隙），氣缸內(nèi)有一絕熱的”型活塞固定在桌面上，活塞與氣缸封閉一定質(zhì)量的理想氣體在缸內(nèi)可無摩擦滑動且不漏氣時，封閉氣體的溫度為t℃，壓P5P=1.0×105P．：

P，取ms

，大氣壓強為此時桌面對氣缸的作用力大??；通過電熱絲給封閉氣體緩慢加熱到t

氣剛好對水平桌面無壓力t

的值．2.

如圖所示用量為橫面積為cm

的活塞在氣缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體與缸壁之間的摩擦忽略不計。開始時活塞距氣缸底的高度為h=10cm且缸足夠高，氣體溫度為t=27℃，外界大氣壓強為=1.0×10

，ms2

，絕對零度℃．求：此時封閉氣體的壓強；給氣缸緩慢加熱，當缸內(nèi)氣體吸收的量時，內(nèi)能的增加量為2.3，求此時缸內(nèi)氣體的溫度。3.

如圖所示豎放置的U形管左端封閉右端開口左管橫截面積為管橫截面積的，在左管內(nèi)用水銀封閉一段長為l溫度為T的氣柱，左右兩管水銀面高第1頁，共6頁010010度差為，界大氣壓為若向右管中緩慢注入水銀，直至兩管水銀面相原右管中水銀沒全部進入水平部分)，求在右管中注入水銀柱的長度以cm為位；在兩管水銀面相平后升高體的溫度至空氣柱的長度變?yōu)殚_始時的長度l求此時空氣柱的溫度T′

一內(nèi)壁光滑粗均勻的U形璃管豎放置左開口右端封閉左上部有一輕活塞始內(nèi)銀柱及空氣柱長度如圖所示知大氣壓強p=75，環(huán)境溫度不變．（1求右側(cè)封閉氣體的壓強p；（2現(xiàn)用力向下緩慢推活塞，直至管內(nèi)兩邊水銀柱高度相等并達到穩(wěn)定．求此時右側(cè)封閉氣體的壓強；（3求第2)中活塞下移的距離x．第2頁，共6頁111A0111A05.

如圖所示，用細管連接AB兩絕熱的氣缸，細管中有一可以自由移動的絕熱活塞M細管容積不計、中別裝有完全相同的理想氣體，初態(tài)的體積均為V=1.0×103壓強均為p=1.0×10溫和環(huán)境溫度相同且均為t℃A中導熱活塞N的截面積緩加熱氣體持氣的溫度不變，同時給N施水平向右的推力，使活塞M的置始終保持不變。穩(wěn)定時，推力F=N外界大氣壓p5，不計活塞與缸壁間的摩擦。求：A中體的壓強；活塞N向移動的距離；B中體的溫度。第3頁，共6頁N0N11202201120211N0N112022011202111答案和解析1.【答案】解：①對氣缸受力析，由平衡條件有+pS+解得：F；②氣缸內(nèi)的氣體初始狀態(tài)p=0.5×105Pa，T=300K；氣缸剛好和水平桌面上無壓力時，氣體的壓強+p等容變化由查理定律：解得：答：①此時桌面對氣缸的作用力大小為N；②通過電熱絲給封閉氣體緩慢加熱到t氣剛好對水平桌面壓力

的值為℃【解析】①對氣缸進行受力分析根據(jù)平衡條件求解；②氣缸剛好和水平桌面上無壓力時據(jù)衡條件求出缸內(nèi)氣體的壓強體生等容變化，根據(jù)查理定律求解。本題關(guān)鍵是根據(jù)平衡條件求解氣壓，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程列式求解，基礎(chǔ)題目。2.【答案】解：（）以活塞為研究對象，由平衡條件，則有：+=pS解得，封閉氣體壓強為105

（ii）根據(jù)熱力學第定律定律得=W+Q活塞緩慢上升，視為等壓過程，則活塞對氣體做功=-；對氣體由蓋呂克定律，則有：解得：氣缸內(nèi)的氣體溫度為t′℃答：（i）此時封閉氣體的壓強是5Pa；（ii）此時缸內(nèi)氣體溫度為℃?！窘馕觥恳曰钊麨檠芯繉ο螅胶鈼l件，即可求解；依據(jù)氣體做等壓變化出初末態(tài)的狀態(tài)參量列等壓變化方程求解加熱的過程中內(nèi)能的變化可由熱力學第一定律求解。本題考查理想氣體的狀態(tài)方程及熱力學第一定律題時注意分清氣體的變化過程利用熱力學第一定律時，注意做功和熱量的正負問題?！景傅葴刈兓癄顟B(tài)h)cmHglS態(tài)=cmHgV=l由玻意耳定律：pV=V①在左側(cè)的試管中，液面上升的高度h=l-l′進入左側(cè)試管中的水銀的體積eq\o\ac(△,=)?所以注入右側(cè)的水銀的體積：所以在右管中注入水銀柱的長度=

=②第4頁，共6頁00聯(lián)立①②得：（2空氣柱的長度為開始時的長度l

時，左管水銀面下降回到原來的位置，左管水銀面下降

此時右側(cè)的水銀面升高

，所以比左側(cè)高空氣柱的壓強：

=

③由④聯(lián)立解得：答：①若向右管中緩慢注入水銀，直至兩管水銀面相(原右管中水銀沒全部進入水平部分，在右管中注入水銀柱的長度是；②在兩管水銀面相平后，緩慢升高氣體的溫度至空氣柱的長度為開始時的長度l，此時空氣柱的溫度是。【解析根據(jù)液體產(chǎn)生的壓強的點求出封閉氣體壓強練應(yīng)用玻意耳定律及查理定律即可正確解題；本題的難點是：氣體最終狀態(tài)的壓強。以封閉氣體為研究對象，先結(jié)合連通器的原理求出初末狀態(tài)的壓強，應(yīng)用玻意耳定律可以求出氣體的長度，再由幾何關(guān)系即可求出；在液面上升或下降的過程中，水銀的體積保持不變；根據(jù)題意求出封閉氣體的壓強，然后應(yīng)用查理定律求出氣體的溫度。4.【答案】解：（）右側(cè)封閉氣體的壓強=pcmHg+(20-5)（2當兩邊的水銀柱高度相等時，左邊水銀柱下降7.5cm，右邊水銀柱上升了7.5cm，所以右側(cè)封閉氣體的高度變?yōu)閏m，則對于右邊封閉的氣有：初態(tài)：，末態(tài)：，根據(jù)玻意耳定律：所以：（3設(shè)當兩邊水銀柱高度相等時左邊空氣柱的高度為h則此時，左右兩邊的封閉氣體的壓強相等，所以對于左邊封閉的氣體有：初態(tài)：p=75cmHg，V=4末態(tài)：p'=144，V'=根據(jù)玻意耳定律p='V所以：h=2.083cm則活塞下降的距離：x=7.5+cm=9.417答：（1右側(cè)封閉氣體的壓強p是；（2此時右側(cè)封閉氣體的壓強是；（3第（）問中活塞下移的距離是cm。【解析】（1）右側(cè)封閉氣體的壓強等于大氣強加上左側(cè)高出的水銀柱產(chǎn)生的壓強。（2兩部分封閉氣體的溫度與環(huán)境溫度保持相等，氣體都做等溫變化。對右端氣體研究，根據(jù)玻意耳定律求出活塞下移后右側(cè)封閉氣體的壓強。第5頁，共6頁12121212（3水銀面相平時，兩部分氣體的壓強相等，研究左端氣體，求出活塞下移后空氣柱的長度。根據(jù)幾何關(guān)系求解活塞向下移動的距離。本題考查了玻意耳定律，關(guān)鍵要抓住兩部分氣體之間相關(guān)聯(lián)的條件，如體積關(guān)系，運用玻意耳定律解答。5.【答案】解：（）給N施加水平向右的推力穩(wěn)定后，設(shè)氣體的壓強為，活塞力分析得解得A中體的壓強為：（2因為整個過程中保持A體溫度不變，則對體由玻意耳定律得：p=p，解得：活塞向右移動的距離為：（3）B氣溫度為：初度=300K，溫度為T

2因為活塞M的位置始終保持不變，則對氣缸B由理定律：

，得：所以：℃答：（1）A中體的壓強1.33×5Pa活塞N向移動的距離是5cmB氣中的氣體升溫到℃?！窘馕觥浚?）根據(jù)受力平衡計算氣體的壓強的大小。由題意知，A中氣體發(fā)生等溫變化中生等容變化，活塞M