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d，

活塞与气缸之间无摩擦，轻杆无压力，大气压强为p0，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, 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

的竖直距离）？

部分气体始终可视为理想气体，待活塞重新稳定后，求：最终气体当水平段水银柱刚好全

15

（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

140ci

2 ' ZT

CD水平管中?

单位:cm.

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p。、温度为27 C、体积均为V。现使气体a温度保持27 C不变，气体b温度降到-48 C,两

r

a的压强p、体积V a。

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 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=5X 10N/m 的较长的弹簧相连。已知大气压强p o =1 x l 5Pa , 平衡时两活塞间的距离l o =O.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=5X

10N 。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0.4cm 2

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 1.0 x 1為、气温为7C 时，水银柱刚好位于瓶口位置，此时封闭气体体积为 480cm 3,瓶口外玻璃管有效长度为 48cm 。求

① 此温度计能测量的最高气温；

② 当气温从7C 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。

S=0.01m 2，中间用两

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小；？

6、(10分)如图所示，内壁光滑长度为 41、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27C 、大气压为p o 的环境中，活塞C 、D 的质量及 厚度均忽略不计。原长31、劲度系数k 3P o S 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0点。开始活塞D 距汽缸B 的底部31 .后在D 上放一质量为m -P o S 的物体。求：

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

？

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2.4T 。、压强为1.2p o 的理想气体，p o 和T o 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 U = aT, a 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

V i ；

(2) 在活塞下降过程中，气缸内气体放出的热量

8.(2013新课标卷H )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1i = 25.0cm 的空气柱，中间有一段长为 12= 25.0cm 的水银柱，上部空气柱的长度 13= 40.0cm.已知 大气压强为P 0= 75.0cmHg.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l i '= 20.0cm.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

:

Q.

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 P ； ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ?

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

p

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27C , sin53°0.8，卩计I . 求：①气体长度x ；

热学专题复习二参考答案

③用V -1图像处理实验数据，得出如图乙所示的图线.

(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