高考物理选考热学计算题(十一)含答案与解析.docVIP

第PAGE1页（共NUMPAGES1页） 高考物理选考热学计算题（十一） 组卷老师：莫老师 　 评卷人 得 分 一．计算题（共50小题） 1．如图所示为某种理想气体的压强和温度关系（p﹣t）图线，纵轴单位“atm”表示“标准大气压”，已知在0℃气体的体积为20L，求： （1）t=127℃时气体的压强； （2）t=227℃时气体的体积． 2．生活中有一种很有意思的现象：给空暖水瓶灌上开水，塞紧瓶塞，过会瓶塞会自动跳起来．现给一只空暖水瓶灌上开水，塞紧瓶塞后，暖水瓶中仍封闭有少部分空气． 开始时内部封闭空气的温度为320K，压强为大气压强P0．当封闭气体温度上升至360K时，瓶塞恰好被整体顶起，放出少许气体后再将瓶塞塞紧，其内部压强立即减为P0，温度仍为360K．再经过一段时间，内部气体温度下降到320K．设瓶塞的横截面积为S，瓶塞的重力及瓶塞与瓶口的摩擦力保待不变，整个过程中封闭空气可视为理想气体．求： （i）当温度上升到360K且尚未放气时，封闭气体的压强； （ii ）当温度下降到320K时，至少要用多大的力才能将瓶塞拔出？ 3．某同学估测室温的装置如图所示，用绝热活塞封闭一定质量理想气体，气缸导热性能良好，室温时气体的体积V1=66mL，将气缸竖直放置于冰水混合物中，稳定后封闭气体的体积V2=60mL，不计活塞重力及活塞与缸壁间的摩擦，室内大气压P0=1.0×105Pa，阿伏加德罗常数NA=6.0×1023mol﹣1．（取T=t+273K） （1）求室温是多少？ （2）若已知该气体在1.0×105Pa、0℃时的摩尔体积为22.4L/mol，求气缸内气体分子数目N；（计算结果保留两位有效数字） （3）若已知该气体内能U与温度T满足U=0.03T（J），则在上述过程中该气体向外释放的热量Q． 4．如图所示，竖直放置的气缸内有一可作无摩擦滑动的活塞，活塞面积为3.0×10﹣3m2，活塞质量不计，气缸内封闭一定质量的气体，气体体积为V，温度是57℃，大气压强为1.0×105Pa．问： （1）在活塞上放一个质量多大的重物，可使气缸内气体的体积变为原来体积？ （2）要使压缩后气体的体积恢复到原来的体积V，应使气体温度升高多少摄氏度？ 5．一定质量的理想气体由状态A→B→C变化，其有关数据如图所示．已知状态A、C的温度均为27℃，求： ①该气体在状态B的温度； ②上述过程气体从外界吸收的热量． 6．如图所示，用导热性能良好的气缸和活塞封闭一定质量的理想气体，活塞厚度及其与气缸之间的摩擦不计．现将气缸放置在光滑水平面上，活塞与水平轻弹簧连接，弹簧另一端固定在竖直墙壁上．已知气缸的长度为2L，活塞的横截面积为S，此时封闭气体的压强为P0，活塞到缸口的距离为L，大气压强恒为p0，现用外力向左缓慢移动气缸，当气缸的位移为L时，活塞到缸口的距离为L． （1）求弹簧的劲度系数k； （2）若在上述条件下保持气缸静止，缓慢降低外界温度，使活塞距离缸口仍为L，求此时气体的热力学温度与其原来的热力学温度的比值． 7．一足够高的内壁光滑的导热气缸竖直地浸在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭了一定质量的理想气体，如图所示．开始时，气体的体积为2.0×10﹣3m3，现缓慢地在活塞上倒上一定量的细沙，活塞静止时气体的体积恰好变为原来的一半，然后将气缸移出水槽，缓慢加热，使气体温度变为137℃（大气压强为1.0×105Pa）． （1）求气缸内气体最终的压强； （2）求气缸内气体最终的体积． 8．如图所示，导热性能良好的气缸竖直放置，其横截面积S=1.0×10﹣3m2，活塞质量m=10kg，活塞与气缸壁之间密封良好，不计摩擦；开始时活塞被销钉K固定在A位置，A离缸底L1=20cm，气缸内气体的压强P1=2.0×105Pa，温度T1=600K．现拔去销钉K，活塞开始缓慢移动，最后静止在B位置，这一过程气体内能减少了30J．外界环境温度T0=300K，大气压P0=1.0×105Pa，g=10m/s2．求： （1）B离缸底L2； （2）在此过程气体是吸热还是放热？传送的热量为多少？ 9．如图所示，一端开口、内壁光滑的玻璃管竖直放置，管中用一段长H0=38cm的水银柱封闭一段长L1=20cm的空气，此时水银柱上端到管口的距离为L2=4cm，大气压强恒为p0=76cmHg，开始时封闭气体温度为t1=27℃，取0℃为273K．求： （1）缓慢升高封闭气体温度至水银开始从管口溢出，此时封闭气体的温度； （2）保持封闭气体初始温度27℃不变，在竖直平面内从图示位置缓慢转动至玻璃管水平过程中，求从管口溢出的水银柱的长度．（转动过程中没有发生漏气） 10．如图所示，一端开口的钢制圆筒，在开口端上面放一活塞，活塞与筒壁间的摩擦及活塞的重力不计，现将其开口端向下，