热学二（计算.docVIP

热学二（计算题） 1.[2015·新课标全国Ⅰ]如图，一固定的竖直汽 缸由一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞.已知大活塞的质量为m1＝2.50 kg，横截面积为S1＝80.0 cm2；小活塞的质量为m2＝1.50 kg，横截面积为S2＝40.0 cm2；两活塞用刚性轻杆连接,间距为l＝40.0 cm；汽缸外 大气的压强为p＝1.00×105 Pa,温度为T＝303 K.初始时大活塞与大圆筒底部相距eq \f(l,2)，两活塞间封闭气体的温度为T1＝495 K.现汽缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移.忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦,重力加速度大小g取 10 m/s2.求： （ⅰ）在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，缸内封闭气体的温度； （ⅱ）缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强. 2.[2015·新课标全国Ⅱ]如图，一粗细均匀的U 形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上端与大气相通，下端开口处开关K关闭；A侧空气柱的长度为l＝10.0 cm，B侧水银面比A侧的高h＝3.0 cm.现将开关K打开，从U形管中放出部分水银，当两侧水银面的高度差为h1＝10.0 cm时将开关K关闭.已知大气压强p0＝75.0 cmHg. （ⅰ）求放出部分水银后A侧空气柱的长度； （ⅱ）此后再向B侧注入水银，使A、B两侧的水银面达到同一高度，求注 入的水银在管内的长度. 3.[2015·江苏单科]给某包装袋充入氮气后密封，在室温下，袋中气体压强为1个标准大气压、体积为1 L.将其缓慢压缩到压强为2个标准大气压时，气体的体积变为0.45 L.请通过计算判断该包装袋是否漏气. 4.[2015·重庆]北方某地的冬天室外气温很低，吹出的肥皂泡会很快冻结.若刚吹出时肥皂泡内气体温度为T1，压强为p1,肥皂泡冻结后泡内气体温度降为T2.整个过程中泡内气体视为理想气体,不计体积和质量变化，大气压强为p0.求冻结后肥皂膜内外气体的压强差. 5. [2015·山东理综]扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象.如图，截面积为S的热杯盖扣在水平桌面上，开始时内部封闭气体的温度为300 K，压强为大气压强p0.当封闭气体温度上升至303 K时，杯盖恰好被整体顶起，放出少许气体后又落回桌面，其内部气体压强立刻减为p0，温度仍为303 K.再经过一段时间，内部气体温度恢复到300 K.整个过程中封闭气体均可视为理想气体.求： （ⅰ）当温度上升到303 K且尚未放气时，封闭气体的压强； （ⅱ）当温度恢复到300 K时，竖直向上提起杯盖所需的最小力. 6.[2014·新课标全国Ⅰ]一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形汽缸内，汽缸壁导热良好，活塞可沿汽缸壁无摩擦地滑动.开始时气体压强为p，活塞下表面相对于汽缸底部的高度为h,外界的温度为T0.现取质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面,沙子倒完时，活塞下降了h/4.若此后外界的温度变为T，求重新达到平衡后气体的体积.已知外界大气的压强始终保持不变，重力加速度大小为g. 7. [2014·新课标全国Ⅱ]）如图,两汽缸A、B粗细均匀、等高且内壁光滑，其下部由体积可忽略的细管连通,A的直径是B的2倍，A上端封闭，B上端与大气连通；两汽缸除A顶部导热外，其余部分均绝热.两汽缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b,活塞下方充有氮气，活 塞a上方充有氧气.当大气压为p0、外界和汽缸内气体温度均为7 ℃且平衡时，活塞a离汽缸顶的距离是汽缸高度的eq \f(1,4)，活塞b在汽缸正中间. （ⅰ）现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b恰好升至顶部时，求氮气的温 度； （ⅱ）继续缓慢加热，使活塞a上升.当活塞a上升的距离是汽缸高度的eq \f(1,16)时，求氧气的压强. 8.[2014·山东理综]一种水下重物打捞方法的工作原理如图所示.将一质量M＝3×103 kg、体积V0＝0.5 m3的重物捆绑在开口朝下的浮筒上.向浮筒内充入一定量的气体，开始时筒内液面到水面的距离h1＝40 m，筒内气体体积V1＝1 m3.在拉力作用下浮筒缓慢上升，当筒内液面到水面的距离为h2时，拉力减为零，此时气体体积为V2，随后浮筒和重物自动上 浮.求V2和h2.已知大气压强p0＝1×105 Pa,水的密度ρ＝1×103 kg/m3，重力加速度的大小 g＝10 m/s2.不计水温变化，筒内气体质量不变且可视为理想气体，浮筒质量和筒壁厚度可忽略. 9.[2014·重庆]如图为一种减震垫，上面布满了圆柱状薄膜气泡，每个气泡内充满体积为V0,压强为p0的气体，当平板状物品平放在气泡上时，气泡被压缩.若气泡内气体可视为理想气体，其温度保持不变，当体积压缩到V时气泡与物品接触面的面积为S，求此时每个气泡内 气