高中物理原创试题(9)

积盾市安家阳光实验学校物理原创试题（9）
1．（14分）一质量的理想气体被活塞封闭在可导热的气缸内，活塞相对于底部
的高度为h ，可沿气缸无摩擦地滑动。

取一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上。

沙子倒完时，活塞下降了h /4。

再取相同质量的一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上。

外界天气的压强和温度始终保持不变，求此次沙子倒完时活塞距气缸底部的高度。

解析：设大气和活塞对气体的总压强为0p ，加一小盒沙子对气体产生的压强为p ，由玻马律得
001
()()4
p h p p h h =+- ①
由①式得
01
3
p p = ② 再加一小盒沙子后，气体的压强变为p 0+2p 。

设第二次加沙子后，活塞的高度为h ′
00(2)p h p p h =+′ ③
联立②③式解得
h ′=35
h ④
2．（15分）如图，水平放置的汽缸内壁光滑，一个不导热的活塞将汽缸内的气体分为A 、B
两气体
可以分别通过放在其中的电热丝加热。

开始时，A
气体的体积是B 的一半，A 气体的温度是17ºC，B 气体的温度是27ºC，活塞静止。

现缓慢加热汽缸内气体， 使A 、B 两气体的温度都升高10ºC，在此过
程中活塞向哪个方向移动？
某同学的解题思路是这样的：设温度升高后，左边气体体积增加V ∆，则右边气体体积减少V ∆，根据所给条件分别对两气体运用气态方程，讨论出V ∆的正负便可知道活塞移动方向。

你认为该同学的思路是否正确？如果认为正确，请按该同学思路确活塞的移动方向；如果认为不正确，请指出错误之处，并通过计算确活塞的移动方向。

解析：该同学思路正确。

对A 有：A A
A A T V V p T V p '∆+'=)
( 对B 有：
B
B
B B T V V p T V p '∆-'=⋅)
2(2 将已知条件代入上述方程，得V ∆＞0） 故活塞向右移动
还可以用下面方法求解：
设想先保持A 、B 的体积不变，当温度分别升高10ºC 时，对A 有 同理，对B 有B B B B B p p T T p 300
310='=' 由于290300,
B A p p =>300
310 所以A p '>B p '，故活塞向右移动。

3．（17分）如图所示为一简易火灾装置。

其原理是：竖直放置的试管中装有水银，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发出的响声。

27℃时，空气柱长度L 1为20cm ，水
银上表面
与导线下端的距离L 2为10cm ，管内水银柱的高度h 为8cm ，大气压强为75cm 水银柱高。

（1）当温度达到多少℃时，器会？
（2）如果要使该装置在87℃时，则该再往玻璃管内注入多少cm 高的水银柱？ （3）如果大气压增大，则该器的温度会受到怎样的影响？
解析：（1）压变化T 1T 2 ＝V 1V 2
300T 2 ＝2030
T 2＝450K t 2＝177℃
（2）设加入x cm 水银柱，在87℃时会
p 1V 1T 1 ＝p 3V 3T 3
8320S 300 ＝360
)
30)(83(x x -+
x ＝8.14cm
（3）的温度会升高。