当前位置:首页 > 高考物理选考热学计算题(四)含答案与解析
高考物理选考热学计算题(四)
组卷老师:莫老师
评卷人 得 分 一.计算题(共50小题)
1.如图所示,导热气缸上端开口,竖直固定在地面上,高度H=1.05m.质量均为m=1kg的A、B两个活塞静止时将气缸容积均分为三等份,A、B之间为真空并压缩一根轻质弹簧,弹性系数k=400N/m,A、B与气缸间无摩擦.大气压P0=1×105Pa,密封气体初始温度T0=300K,重力加速度g取10m/s2,活塞面积S=2×10﹣3 m2,其厚度忽略不计.
?(1)给电阻丝通电加热密封气体,当活塞A缓慢上升到气缸顶端时,求密封气体的温度;
?(2)保持密封气体的温度不变,当用F=60N的力竖直向下压活塞A,求稳定时A向下移动的距离.
2.如图所示,内径均匀的玻璃管长L=100m,其中有一段长h=15cm的水银柱把一部分空气封闭在管中,当管开口向上竖直放置时,封闭气柱A的长度L1=30cm,现将玻璃管在竖直平面内缓慢转过180°至开口向下,之后保持竖直,把开口端向下缓慢插入水银槽中,直至B端气柱长L2=30cm时为止,已知大气压强p0=75cmHg,整个过程中温度保持不变,求: ①玻璃管旋转后插入水银槽前,管内气柱B的长度; ②玻璃管插入水银温度后,管内气柱A的长度.
第1页(共77页)
3.如图所示,一绝热汽缸放在水平地面上,原长为l=50cm的轻弹簧一端固定在汽缸底部,另一端与质量为m=30kg、截面积为S=100cm2的厚度不计的绝热活塞相连,忽略活塞与汽缸之间的摩擦.开始缸内理想气体的温度为t=27℃,系统第一次平衡时,弹簧被压缩了△l1=10cm.用电阻丝对缸内的气体加热,经过一段时间系统第二次平衡,此时弹簧伸长了△l2=20cm.已知外界大气压强为P0=1.0×105Pa,弹簧的劲度系数为k=500N/m,重力加速度g=10m/s2.求系统第二次平衡时缸内气体的温度为多少摄氏度?
4.如图所示,亚铃状玻璃容器由两段粗管和一段细管连接而成,容器竖直放置,容器粗管的截面积为S1=2cm2,细管的截面积S2=1cm2,开始时粗细管内水银长度分别为h1=h2=2cm,整个细管长为4cm,封闭气体长度为L=6cm,大气压强为P0=76cmHg,气体初始温度为27℃,求:
①若要使水银刚好离开下面的粗管,封闭气体的温度应上升到多少;
②若在容器中再倒人同体积的水银,且使容器中气体体积不变,封闭气体的温度应为多少.
第2页(共77页)
5.如图所示,一直立气缸由两个横截面积不同的长度足够长的圆筒连接而成,活塞A、B间封闭有一定质量的理想气体,A的上方和B的下方分别与大气相通.两活塞用长为L=30cm的不可伸长的质量可忽略不计的细杆相连,可在缸内无摩擦地上下滑动.当缸内封闭气体的温度为T1=450K时,活塞A、B的平衡位置如图所示.已知活塞A、B的质量分别为mA=2.0kg,mB=1.0kg.横截面积分别为SA=20cm2、SB=10cm2,活塞厚度不计,大气压强为p0=1.0×105Pa,重力加速度大小为g=10m/s2.求:
①缸内温度缓慢升高到500K时气体的体积; ②缸内温度缓慢升高到900K时气体的压强.
6.如图所示,将一端封闭的均匀细玻璃管水平放置,其开口端向右,水银柱长度h1=25cm,被封空气柱长度L1=49cm,玻璃管总长L=76cm,在周围环境温度T1=300K,大气压强P0=1.0×105Pa的前提下,试求:
(1)若将玻璃管绕封闭端沿顺时针缓慢转过90°,计算被封空气柱的长度 (2)在上述假设的条件下,单独对封闭气体加热,要使水银柱恰好完全排出管外,温度需要升高到多少?
7.如图所示,横截面积分别为SA=30cm2与SB=10cm2的两个上部开口的柱形气缸A、B,底部通过体积可以忽略不计的细管连通,A、B气缸内分别有一个质量mA=1.0kg、mB=0.5kg的活塞,A气缸内壁粗糙,B气缸内壁光滑.当气缸内充有某种理想气体时,A、B气缸中气柱高度分别为hA=4cm、hB=3cm,此时气体温度T0=300K,外界大气压P0=1.0×105Pa.取g=10m/s2.求 (i)气缸内气体的压强;
(ii)缓慢降低缸内气体温度,当气缸B中的活塞下降至气缸底部时,气体的温度T1.
第3页(共77页)
8.在水平面上有一个导热气缸,如图甲所示,活塞与气缸之间密封了一定质量的理想气体.最初密封气体的温度为27℃,气柱长10cm;给气体加热后,气柱长变为12cm.已知气缸内截面积为0.001m2,大气压强p0=1.0×105Pa,重力加速度g取10m/s2,不计活塞与气缸之间的摩擦. (i)求加热后气缸内气体的温度.
(ii)若保持气缸内气体温度不变,将气缸直立后(如图乙所示),气柱长度又恢复为10cm,求活塞质量.
9.一足够长的内径均匀的细玻璃管,一端封闭,一端开口,如图所示,当开口竖直向上时,用h=25cm的水银柱封闭住长L1=37.5cm的空气柱.大气压强P0=75cmHg,空气柱温度不变.
①若将细玻璃管缓慢水平放置,求此时管内被封闭的空气柱的长度L2; ②若玻璃管总长度L0=1m,将管口密封后在缓慢水平放置,求此时原封闭空气柱(即竖立时水银柱下方的空气柱)的长度L3.
10.如图所示,一端开口且内壁光滑的玻璃管竖直放置,管中用一段长H0=25cm的水银柱封闭一段长L1=20cm的空气,此时水银柱上端到管口的距离为L2=25cm,大气压强恒为p0=75cmHg,开始时封闭气体温度为t1=27℃,取0℃为273K.求: (1)将封闭气体温度升高到37℃,在竖直平面内从图示位置缓慢转动至玻璃管
第4页(共77页)
共分享92篇相关文档