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，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 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=0.01m 2

，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

35

k=5×10N/m 的较长的弹簧相连。已知大气压强 p0=1× 10Pa，

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

2

离后保持平衡。此时，用于压 A 的力 F=5×10N。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0.4cm2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

5

的水银柱，当大气压为 1.0 ×10P a、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

3p0 S

C、另一端固定在位于汽缸 A 3l、劲度系数k的轻弹簧，一端连接活塞

l

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m p0S

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 2.4T0、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 U ＝αT，α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Ⅱ )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 l1＝ 25.0cm 的空气柱，中间有一段长为 l 2＝ 25.0cm 的水银柱，上部空气柱的长度 l3＝ 40.0cm.已知大气压强为 P0＝ 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 l1′＝ 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：

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

p

(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 －

1

图线不过原点，则 V 0 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 27℃， sin53°=0.8，

．

求： ① 气体长度 x ；

②温度T ．