完整热学计算题专题复习含答案
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d，活塞到气缸底部的距离均为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，p，现锁定两个活塞，使右侧气缸与一个恒温热活塞与气缸之间无摩擦，轻杆无压力，大气压强为0源接触，使右侧气体的热力学温度升高为原来的2倍，求：
右侧气缸内的气体压强变为(i) 若右侧气缸的温度升高后，多大。若保证右侧气缸与上述恒温热源的接触，解除两侧活塞(ii) 的锁定，求稳定后活塞向左移动的距离。
，玻端弯曲部分长度可忽略）B，CD部分水平，其余部分竖直（2、(9分) 如图所示的玻璃管ABCDE，大气压300K璃管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，环境温度是端缓慢竖直向下插入大水银槽中，当水平段水银柱刚好全A。现保持CD水平，将玻璃管是75cmHg 竖直管内时，保持玻璃管静止不动。问：部进入DE
AA端插入大水银槽中的深度是多少？（即水银面到管口（i）玻璃管的竖直距离）？中的水银柱刚好回到时，DE（ii）当管内气体温度缓慢降低到多少K 水平管中？CD
把密闭气缸K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，
3、（9两部分气体的a、b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℃℃℃，两-48a。现使气体温度保持27 不变，气体b温度降到V、温度为p压强为27 、体积均为0、体积pV。的压强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 a
1
2，中间用两=0.01m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S4. （10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35Pa=1×10，的较长的弹簧相连。已知大气压强并与一劲度系数的质量为M，k=5×10pN/m 量可不计、B0
，使之缓慢向下移动一定距A=0.6m平衡时两活塞间的距离l。现用力压02。假定气体温度保持不变，F=5×10N离后保持平衡。此时，用于压A的力: 求此时两活塞间的距离。）1（离。A向下移的距（2）活塞
B做的总功。A（3）大气压对活塞和活塞
20.4cm在空玻璃瓶内插入一根两端开口、内横截面积为分5 (9)如图所示是小明自制的简易温度计。
玻璃管，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
5℃时，水银柱7的水银柱，当大气压为1.0×10、气温为P a3，瓶口外刚好位于瓶口位置，此时
封闭气体体积为480cm 玻璃管有效长度为48cm。求①此温度计能测量的最高气温；，则在这一过程中密封气体3J℃缓慢上升到最高气温过程中，密封气体吸收的热量为②当气温从7 的内能变化了多少。
2
竖直固定，之B、的汽缸AB，A水平、6、(10分) 如图所示，内壁光滑长度为4l、横截面积为S的质量及D大气压为p的环境中，活塞C、间由一段容积可忽略的细管相连，整个装置置于温度27℃、0Sp30?k的轻弹簧，厚度均忽略不计。原长3l、一端连接活塞劲度系数C、另一端固定在位于汽缸A lpS0m?上放一质量为．后在DB的底部3l的物体。求：缸口的O点。开始活塞D距汽缸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?
略的、内壁光滑的圆柱形导热气缸顶部有一质量和厚度均可忽7.如图，体积为V大气和T分别为的理想气体，2.4T、压强为1.2pp气缸内密封有温度为活塞；0000容器为正的常量；，αUT的关系为＝αT的压强和温度．已知：气体内能U与温度
内气体的所有变化过程都是缓慢的．求：；气缸内气体与大气达到平衡时的体积V(1)1. 在活
塞下降过程中，气缸内气体放出的热量(2)Q
如图，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置．玻璃管的下部封有新课标卷Ⅱ)8.(2013·已知40.0cm.l＝＝＝25.0cm的空气柱，中间有一段长为l25.0cm的水银柱，上部空气柱的长度长l321从玻璃管开口处缓缓往下推，使管下部空气柱长图中未画出)＝75.0cmHg.现将一活塞(大气压强为P0假设活塞下推过程中没有漏气，求活塞下推的距离．l′＝20.0cm.度变为1
3
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：9.用①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；；②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p1 图像处理实验数据，得出如图乙所示的图线．－③用Vp
(1)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(3)如果实验操作规范正确，但图中的V－图线不过原点，则V代表0p
1010LAOBOAOB20cmOA部．（分）如图所示，粗细均匀的、形细玻璃管两部分长度均为，，OBO 点逆分水平、右端开口，管内充满水银，部分竖直、上端封闭．现将玻璃管在竖直平面内绕53xT°，使管内水银恰时针方向缓慢旋转，此时被封闭气体长度为．缓慢加热管内封闭气体至温度
75cmHg27sin53=0.8 °℃．好不溢出管口．已知大气压强为，室温为，，x①；气体长度求：T
②．温度
4
热学专题复习二参考答案(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(10分)解：1、pp pp20?，升温后右侧气体压强为，由查理定律得：2分）①（为
TT202p?2p②（1分）解得02??ppx，左侧气
体压强变为，右侧气体压强变为(ii)设活塞向左移动，由玻意耳定律12??(d?x)Sp?dS?p对左侧气体有：（2分）③10??(d?x)S2p?ds?p对右侧气体有：分）④（2 20??p?p对活塞受力分析可知：分）（1 ⑤
12d?x联立③④⑤式并代入数据解得：⑥（2分）32、解：ⅰ、PV=PV 即：75×160=（75+5）×L
ⅱ、31?
21122 L=150cm h=25cm 2VV
L=140-25+15+10=140cm 3
TT31T?262.5K3
78V＝＝PVP；3、【答案】a078【解析】加热前压强为：气体，设为P；对b两部分气体压强仍相等，试题分析：由题意可知b降温平衡后ab=273+27=300K V=V，温度为：T=TP=P，体积为：00bbb V=273-48=225K，体积为，温度：设降温后气体压强PT11PVPV b1＝①根据理想气体状态方程得：TT10对a气体，初态压强为：P=P，体积为：V=V，温度为：T=T=300K 0a0a0a末态压强为P，体积为：V=2V-V 1a因为隔板绝热，a做等温变化，由玻意耳定律得：PV=PV ②aa0a
5
786P＝VP＝V＝VV①②联立得：；；0a1877
200J
）0.4m （2）0.3m 3）（4、【答案】（1
1.08J 18.25、【答案】①℃②【解析】当水银柱到达管口时，达到能测量的最高气温T，则试题分析：①23=480cm T初状态：=(273+7)K=280K V1133=499.2 cm =(480+48×0.4)cm末状态：V2VV21?由盖吕萨克定律TT21=291.2K=18.2代入数据得T℃2②水银移动到最右端过程中，外界对气体做功SL=-1.92J W=-P 0△E=Q+W=3J+(-1.92J)=1.08J 由热力学第一定律得气体内能变化为pp?l，被封气体的距气缸（10分）解：i）开始时被封气体的压强为A的底部为，活塞C、6（01lS上稳定后，被封气体的压强，重物放在活塞D体积为4mgp2??pp? .............................................................................................①020Sl将弹簧向左压缩了距离活塞C，则1S)p(kl?p? ...................................................................................................②021
根据波意耳定律，得6
xSpp4lS?③.......................................................................................................20l??l4l?x? . ................................. .....................................④活塞D下降的距离17l?l?⑤整理得.........................................................................................................3的位置不动，最终被封气体的体积为（ii）升高温度过程中，气体做等压变化，活塞C Sl(4l?) ,对最初和最终状态，根据理想气体状态方程得1lS)l?p(4lS4p230? ........................................................................................⑥273?273t27?2o C377t?⑦. 解得...............................................................................................2 110③④⑥2分。分，其中分，其余每式每式评分标准：本题共
，的过程中，气体体积不变，温度由T＝2.4T变为T＝7、解析：(1)在气体由p1.2p下降到p1000pT01由查理定律得＝pT吕萨克定律得：·T变为的过程中，体积由V减小到V，气体压强不变，由盖在气体温度由T110TV1，＝TV01T＝2T?10??. 解得1VV＝?1?2 (2)在活塞下降过程中，活塞对气体做的功为)，在这一过程中，气体内能的减少量为p(V－VW＝10Tα(ΔU＝)
T－01由热力学第一定律得，气缸内气体放出的热量为：αT＝pV＋Q＝W＋ΔU，解得Q00
为压强单位，在活塞下推前，玻璃管下部空气柱的压强为、解析：以cmHg8 ＋pl①p＝201
′，设活塞下推后，下部空气柱的压强为p1
由玻意耳定律得②＝p′l′lp1111，如图，设活塞下推距离为Δl则此时玻璃管上部空气柱的长度为l③－＋＝ll－l′Δ′l1331，则′设此时玻璃管上部空气柱的压强为p3′p－l，④′p＝213l＝p由玻意耳定律得lp′′⑤303315.0cm.
＝Δ联立①－⑤式结合题给数据解得l
7
9、（1）在注射器活塞上涂润滑油