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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,活塞到气缸底部的距离均为,活塞与气缸之间无摩擦,轻杆无压力,大气压强为,现锁定两个活塞,使右侧气缸与一个恒温热源接触,使右侧气体的热力学温度升高为原来的2倍,求:(i) 若右侧气缸的温度升高后,右侧气缸内的气体压强变为多大。(ii)若保证右侧气缸与上述恒温热源的接触,解除两侧活塞的锁定,求稳定后活塞向左移动的距离。2、(9分) 如图所示的玻璃管ABCDE,CD部分水平,其余部分竖直(B端弯曲部分长度可忽略),玻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300K,大气压是75cmHg。现保持CD水平,将玻璃管A端缓慢竖直向下插入大水银槽中,当水平段水银柱刚好全部进入DE竖直管内时,保持玻璃管静止不动。问:(i)玻璃管A端插入大水银槽中的深度是多少?(即水银面到管口A的竖直距离)?(ii)当管内气体温度缓慢降低到多少K时,DE中的水银柱刚好回到CD水平管中?3、(9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,K把密闭气缸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a、b两部分气体的压强为p0、温度为27 、体积均为V。现使气体a温度保持27 不变,气体b温度降到-48 ,两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的压强p、体积Va。4. (10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S=0.01m2,中间用两个活塞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的质量可不计、B的质量为M,并与一劲度系数k=5103N/m的较长的弹簧相连。已知大气压强p0=1105Pa,平衡时两活塞间的距离l0=0.6m。现用力压A,使之缓慢向下移动一定距离后保持平衡。此时,用于压A的力F=5102N。假定气体温度保持不变,求: (1)此时两活塞间的距离。(2)活塞A向下移的距离。(3)大气压对活塞A和活塞B做的总功。5 (9分)如图所示是小明自制的简易温度计。在空玻璃瓶内插入一根两端开口、内横截面积为0.4cm2的玻璃管,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水银柱,当大气压为1.0105Pa、气温为7时,水银柱刚好位于瓶口位置,此时封闭气体体积为480cm3,瓶口外玻璃管有效长度为48cm。求此温度计能测量的最高气温;当气温从7缓慢上升到最高气温过程中,密封气体吸收的热量为3J,则在这一过程中密封气体的内能变化了多少。6、 (10分) 如图所示,内壁光滑长度为4l、横截面积为S的汽缸A、B,A水平、B竖直固定,之间由一段容积可忽略的细管相连,整个装置置于温度27、大气压为p0的环境中,活塞C、D的质量及厚度均忽略不计。原长3l、劲度系数的轻弹簧,一端连接活塞C、另一端固定在位于汽缸A缸口的O点。开始活塞D距汽缸B的底部3l后在D上放一质量为的物体。求:(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?7.如图,体积为V、内壁光滑的圆柱形导热气缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞;气缸内密封有温度为2.4T0、压强为1.2p0的理想气体,p0和T0分别为大气的压强和温度已知:气体内能U与温度T的关系为UT,为正的常量;容器内气体的所有变化过程都是缓慢的求:(1)气缸内气体与大气达到平衡时的体积V1;(2)在活塞下降过程中,气缸内气体放出的热量Q.8.(2013新课标卷)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长l125.0cm的空气柱,中间有一段长为l225.0cm的水银柱,上部空气柱的长度l340.0cm.已知大气压强为P075.0cmHg.现将一活塞(图中未画出)从玻璃管开口处缓缓往下推,使管下部空气柱长度变为l120.0cm.假设活塞下推过程中没有漏气,求活塞下推的距离9.用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: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;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p;用V图像处理实验数据,得出如图乙所示的图线(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 ;(3)如果实验操作规范正确,但图中的V图线不过原点,则V0代表 10(10分)如图所示,粗细均匀的L形细玻璃管AOB,OA、OB两部分长度均为20cm,OA部分水平、右端开口,管内充满水银,OB部分竖直、上端封闭现将玻璃管在竖直平面内绕O点逆时针方向缓慢旋转53,此时被封闭气体长度为x缓慢加热管内封闭气体至温度T,使管内水银恰好不溢出管口已知大气压强为75cmHg,室温为27,sin53=0.8,求:气体长度x;温度T热学专题复习二参考答案1、(10分)解:(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为,升温后右侧气体压强为,由查理定律得: (2分)解得 (1分)(ii)设活塞向左移动,左侧气体压强变为,右侧气体压强变为,由玻意耳定律对左侧气体有: (2分)对右侧气体有: (2分)对活塞受力分析可知: (1分)联立式并代入数据解得: (2分)2、 解:、P1V1=P2V2 即:75160=(75+5)L2 L2=150cm h=25cm 、 L3=140-25+15+10=140cm3、【答案】;【解析】试题分析:由题意可知b降温平衡后ab两部分气体压强仍相等,设为P;对b气体,加热前压强为:Pb=P0,体积为:Vb=V,温度为:Tb=T0=273+27=300K设降温后气体压强P,温度:T1=273-48=225K,体积为V1根据理想气体状态方程得:对a气体,初态压强为:Pa=P0,体积为:Va0=V,温度为:Ta=T0=300K末态压强为P,体积为:Va=2V-V1因为隔板绝热,a做等温变化,由玻意耳定律得:PaVa0=PVa 联立得:;4、【答案】(1)0.4m (2)0.3m (3)200J5、【答案】18.21.08J【解析】试题分析:当水银柱到达管口时,达到能测量的最高气温T2,则初状态:T1=(273+7)K=280K V1=480cm3 末状态:V2=(480+480.4)cm3=499.2 cm3 由盖吕萨克定律 代入数据得T2=291.2K=18.2 水银移动到最右端过程中,外界对气体做功W=-P0SL=-1.92J 由热力学第一定律得气体内能变化为E=Q+W=3J+(-1.92J)=1.08J 6、(10分)解:(i)开始时被封气体的压强为,活塞C距气缸A的底部为,被封气体的体积为4,重物放在活塞D上稳定后,被封气体的压强.活塞C将弹簧向左压缩了距离,则 .根据波意耳定律,得 .活塞D下降的距离. .整理得.(ii)升高温度过程中,气体做等压变化,活塞C的位置不动,最终被封气体的体积为,对最初和最终状态,根据理想气体状态方程得.解得. .评分标准:本题共10分,其中每式2分,其余每式1分。7、解析:(1)在气体由p1.2p0下降到p0的过程中,气体体积不变,温度由T2.4T0变为T1,由查理定律得在气体温度由T1变为T0的过程中,体积由V减小到V1,气体压强不变,由盖吕萨克定律得:,解得.(2)在活塞下降过程中,活塞对气体做的功为Wp0(VV1),在这一过程中,气体内能的减少量为U(T1T0)由热力学第一定律得,气缸内气体放出的热量为:QWU,解得Qp0VT08、解析:以cmHg为压强单位,在活塞下推前,玻璃管下部空气柱的压强为p1p0l2设活塞下推后,下部空气柱的压强为p1,由玻意耳定律得p1l1p1l1如图,设活塞下推距离为l,则此时玻璃管上部空气柱的长度为l3l3l1l1l设此时
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