2020年高考物理計(jì)算題強(qiáng)化專練-熱學(xué)含答案

0aa02200aa0220計(jì)算題強(qiáng)專練熱學(xué)一、計(jì)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(jì)），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(dòng)且不漏氣時(shí)，封閉氣體的溫度為t℃，壓P5P=1.0×105P．：

P，取ms

，大氣壓強(qiáng)為此時(shí)桌面對(duì)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(duì)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(jì)。開始時(shí)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(qiáng)為=1.0×10

，ms2

，絕對(duì)零度℃．求：此時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)；給氣缸緩慢加熱，當(dāng)缸內(nèi)氣體吸收的量時(shí)，內(nèi)能的增加量為2.3，求此時(shí)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(jìn)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(shí)的長度l求此時(shí)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(qiáng)p=75，環(huán)境溫度不變．（1求右側(cè)封閉氣體的壓強(qiáng)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(dá)到穩(wěn)定．求此時(shí)右側(cè)封閉氣體的壓強(qiáng)；（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(xì)管連接AB兩絕熱的氣缸，細(xì)管中有一可以自由移動(dòng)的絕熱活塞M細(xì)管容積不計(jì)、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(qiáng)均為p=1.0×10溫和環(huán)境溫度相同且均為t℃A中導(dǎo)熱活塞N的截面積緩加熱氣體持氣的溫度不變，同時(shí)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(shí)，推力F=N外界大氣壓p5，不計(jì)活塞與缸壁間的摩擦。求：A中體的壓強(qiáng)；活塞N向移動(dòng)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(duì)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(shí)，氣體的壓強(qiáng)+p等容變化由查理定律：解得：答：①此時(shí)桌面對(duì)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(duì)水平桌面壓力

的值為℃【解析】①對(duì)氣缸進(jìn)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(shí)據(jù)衡條件求出缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)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(duì)象，由平衡條件，則有：+=pS解得，封閉氣體壓強(qiáng)為105

（ii）根據(jù)熱力學(xué)第定律定律得=W+Q活塞緩慢上升，視為等壓過程，則活塞對(duì)氣體做功=-；對(duì)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(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)是5Pa；（ii）此時(shí)缸內(nèi)氣體溫度為℃?！窘馕觥恳曰钊麨檠芯繉?duì)象，根平衡條件，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(xué)第一定律求解。本題考查理想氣體的狀態(tài)方程及熱力學(xué)第一定律題時(shí)注意分清氣體的變化過程利用熱力學(xué)第一定律時(shí)，注意做功和熱量的正負(fù)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(jìn)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(shí)的長度l

時(shí)，左管水銀面下降回到原來的位置，左管水銀面下降

此時(shí)右側(cè)的水銀面升高

，所以比左側(cè)高空氣柱的壓強(qiáng)：

=

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(jìn)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(shí)的長度l，此時(shí)空氣柱的溫度是?！窘馕龈鶕?jù)液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)的點(diǎn)求出封閉氣體壓強(qiáng)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(diǎn)是：氣體最終狀態(tài)的壓強(qiáng)。以封閉氣體為研究對(duì)象，先結(jié)合連通器的原理求出初末狀態(tài)的壓強(qiáng)，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(qiáng)，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(qiáng)=pcmHg+(20-5)（2當(dāng)兩邊的水銀柱高度相等時(shí)，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(duì)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(dāng)兩邊水銀柱高度相等時(shí)左邊空氣柱的高度為h則此時(shí)，左右兩邊的封閉氣體的壓強(qiáng)相等，所以對(duì)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(qiáng)p是；（2此時(shí)右側(cè)封閉氣體的壓強(qiáng)是；（3第（）問中活塞下移的距離是cm?！窘馕觥浚?）右側(cè)封閉氣體的壓強(qiáng)等于大氣強(qiáng)加上左側(cè)高出的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)。（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(duì)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(qiáng)。第5頁，共6頁12121212（3水銀面相平時(shí)，兩部分氣體的壓強(qiáng)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(dòng)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(yùn)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(qiáng)為，活塞力分析得解得A中體的壓強(qiáng)為：（2因?yàn)檎麄€(gè)過程中保持A體溫度不變，則對(duì)體由玻意耳定律得：p=p，解得：活塞向右移動(dòng)的距離為：（3）B氣溫度為：初度=300K，溫度為T

2因?yàn)榛钊鸐的位置始終保持不變，則對(duì)氣缸B由理定律：

，得：所以：℃答：（1）A中體的壓強(qiáng)1.33×5Pa活塞N向移動(dòng)的距離是5cmB氣中的氣體升溫到℃。【解析】（1）根據(jù)受力平衡計(jì)算氣體的壓強(qiáng)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