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

P o ，现锁定两个活塞，使右侧气缸与一个恒温热

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

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 15 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 140 CD 水平管中? 单位：CK1 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 0、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

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=5X 10N/m的较长的弹簧相连。已知大气压强p o=1 X iba.

平衡时两活塞间的距离l0=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 I O N。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。

2 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

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 lOp a、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

480cm3,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。

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

的底部31 .后在D 上放一质量为m=卫0

§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

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; 温度为2.4T 0、压强为1.2P 0的理想气体，p 0和T 0分别为大气的压强和温度. 已 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 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 1 ；

(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n )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 1 ‘= 20.0cm.假设活塞下推过程中没有漏气，求活塞下推的距离.

缸口的0点。开始活塞D 距汽缸 D 再回到初位置，则气体的温度应变为多少

气缸内密封有

知：

化过

C

(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)

.(3)如果实验操作规范正确，但图中的 V —-图线不过原点，则

P

•Vo 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27C, sin53°0.8, 712369^111.

求：①气体长度x ； ②温度T

.

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:

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 -；

③用-p 图像处理实验数据，得出如图乙所示的图线.