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1、选修 33（8 分）选做 10 题（每题 10 分）I1.如图是导热性能良好的材料制成的气体实验装置，开始时封闭的空气柱长度为 L1，人手用竖直向下的外力推动活塞压缩气体，使封闭的空气柱长度变为 L2，人对活塞做功 W，大气压强为 P0，活塞横截面积为S，活塞及杆的重力为 G，不计活塞和筒壁间的摩擦。求：（1）若用足够长的时间缓慢压缩，压缩后稳定不动时外力 F 是多大？（ 2）若以适当的速度压缩气体，箱外散失的热量为 Q 时，气体的内能增加多少？2.如图所示，一个上下都与大气相通的直筒，内部横截面积为 S=0.01m2，中间用两个活塞 A 和 B 封住一定质量的气体。A，B 都可沿圆筒无摩擦地
2、上下滑动，且不漏气。A 的质量不计，B 的质量为 M，并与一劲度系数为 k=5x103 N/m 的较长的弹簧相连。已知大气压 P0=1x105 Pa，平衡时两活塞之间的距离 l0=0.6m，现用力压 A，使之缓慢向下移动一段距离后，保持平衡。此时用于压 A 的力 F=500 N。求活塞 A 下移的距离。3.如图所示，两端开口. 粗细均匀的足够长玻璃管插在大水银槽中，管的顶部有一定长度的水银。两段空气柱被封闭在左右两侧的竖直管中。开启顶部连通左右水银的阀门 A，右侧空气柱长为 L0，右侧空气柱底部水银面比槽中水银面高出 h，右侧空气柱顶部水银面比左侧空气柱顶部水银面低 h。 （1 ）试根据上述条
3、件推测右侧空气柱的长度为多少？左侧空气柱底部水银面与槽中水银面的高度差是多少？（2）若初始状态温度为 T0，大气压强为 P0，关闭阀门 A，则当温度升至多少时，右侧气柱底部水银面与水银槽中的水银面相平？（不考虑水银柱下降对大水银槽中液面高度的影响，大气压强保持不变）4.如图所示，用面积为 S 的活塞在气缸内封闭一定质量的空气，活塞上放一砝码，活塞和砝码的总质量为m，现对气缸缓缓加热使气缸内的空气温度从 T1 升高到 T2， 且空气柱的的高度增加了 l，已知加热时气选修 33（8 分）选做 10 题（每题 10 分）II体吸收的热量为 Q，外界大气压强为 P0，问：(1)此过程中被封闭气体的内能
4、变化了多少？(2)被封闭空气初始状态的体积。5.如图所示，一水平放置的薄壁气缸，由截面积不同的两个圆筒连接而成，质量均为 m=1.0 kg 的活塞A、B 用长度为 3L=30cm、质量不计的轻细杆连接成整体，它们可以在筒内无摩擦地左右滑动且不漏气。活塞 A、B 的面积分别为 SA=200cm2和 SB=100cm2,气缸内 A 和 B 之间封闭有一定质量的理想气体，A 的左边及B 的右边都是大气，大气压强始终保持为 P0=1.0x105 Pa。当气缸内气体的温度为 T1=500K 时，活塞处于图示位置平衡。问：（1）此时气缸内理想气体的压强多大？（2）当气缸内气体的温度从 T1=500K 缓慢
5、降至T2=400K 时，活塞 A、B 向哪边移动？移动的位移是多少？6.(2010海南)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。T 0和 P0分别为大气的温度和压强。已知：气体内能 U与温度 T 的关系为 U=T， 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。7.（2011海南）如图，容积为 V1的容器内充有压缩空气。容器与水银压强计相连，压强计左右两管下部由软胶管相连。气阀关闭时，两管中水银面
6、登高，左管中水银面上方到气阀之间空气的体积为 V2。打开气阀，左管中水银下降；缓慢地向上提右管，使左管中水银面回到原来高度，此时右管与左管中水银面高度差为 h。已知水银的密度为 0，大气压强为 P0，重力加速度为 g；空气可视为理想气体，其温度不变。求气阀打开前容器中压缩空气的压强 P1。选修 33（8 分）选做 10 题（每题 10 分）III8.(2012海南)如图，一气缸水平固定在静止的小车上，一质量为 m、面积为 S 的活塞将一定量的气体封闭在气缸内，平衡时活塞与气缸底部相距 L。现让小车以一较小的水平恒定加速度向右移动，稳定时发现活塞相对于气缸移动了距离 d。已知大气压强为 P0，不
7、计活塞与气缸间的摩擦；且小车运动时，大气对活塞的压强仍可视为 P0;整个过程温度保持不变。求小车加速度的大小。9.(2013海南)如图，一带有活塞的气缸通过底部的水平细管与一个上端开口的竖直管相连，气缸与竖直管的横截面积之比为 3:1，初始时，该装置的底部盛有水银；活塞与水银面之间有一定的气体，气柱高度为 L（cm 为单位） ；竖直管内的水银面比气缸的水银面高出 3L/8。现使活塞缓慢向上移动 11L/32，这时气缸和竖直管内的水银面位于同一水平面上，求初始时气缸内气体的压强（以 cmHg 为单位）10.(2014海南)一竖直放置、缸壁光滑且导热的柱形气缸内盛有一定量的氮气，被活塞分隔成、两部
8、分；达到平衡时，这两部分气体的体积相等，上部气体的压强为 PI0。若将气缸缓慢倒置，再次达到平衡时，上下两部分气体的体积之比为 3:1。设外界温度不变，已知活塞面积为 S，重力加速度大小为 g，求活塞的质量。选修 33（8 分）选做 10 题（每题 10 分）IV11.(2015海南)如图，一底面积为 S、内壁光滑的圆柱形容器竖直放置在水平地面上，开口向上，内有两个质量均为 m 的相同活塞 A 和 B；在 A 和 B 之间、B 与容器底面之间分别封有一定量的同样的理想气体，平衡时体积均为 V。已知容器内气体温度始终保持不变，重力加速度大小为 g，外界大气压强为 P0。现假设活塞 B 发生缓慢漏气，致使 B 最终与容器底面接触。求活塞 A 移动的距离。12.一气象探测气球，在充有压强为 1.00atm（即 76.0cmHg） 、温度为 27的氦气时，体积为 3.50m3,。在上升至海拔 6.50km 高空的过程中，气球内氦气压强逐渐减小到此高度上的大气压 36.0cmHg，气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不变。此后停止加热，保持高度不变。已知在这一海拔高度气温为-48.0.求：（1）氦气在停止加热前的体积；（2）氦气在停止加热较长一段时间后的体积。
