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1、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（ 璃管截面半径相比其长度可忽略，CD内有一段
2、水银柱，初始时数据如图,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,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？（即水银面到管口的竖直距离）？端弯曲部分长度可忽略），玻 忖f - r.；30）K,大气压环境温度当水平段140（ii ）当管内气体温度缓慢降低到多少CD水平管中？K时，DE中的水银柱刚好回到3、（ 9分）如图所示除气缸右壁外其余部分均绝热，轻活塞 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 压强为p0、温度为27 C、体积均为V。现使气体a温度保持 部分气体始终可视为理想气体，待活塞重新稳定后
3、，求：最终气体K与气缸壁接触光滑， K把密闭气缸27 C a和b，原来、b两部分气体.一 J:不变，气体嗣温度降至到-48 C，|La的压强p、体积Va。两S=0.01m 2,中间用两4. ( 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，但漏气3量可不计、B的质量为M,并与一劲度系数k=5X10N/m的较长的弹簧相连。已知大气丿下A的质JL 5I X 10Pa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2离后保持平衡。此时，用于压 A的力F=5X10N。假定气体温度保持不变,
4、(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 X10Pa、气温为7C时，水银柱刚好位于瓶口位置，此时圭寸闭气体体积为480cm3，瓶口外玻璃管有效长度为 48cm。求 此温度计能测量的最高气温； 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
5、长度为 间由一段容积可忽略的细管相连，厚度均忽略不计。原长J、劲度系数k41、横截面积为S的汽缸A、B，A水平、B竖直固定，之 整个装置置于温度27C、大气压为Po的环境中，活塞C、D的质量及3p0 S的轻弹簧，一端连接活塞lC、另一端固定在位于汽缸A缸口的0点。开始活塞 D距汽缸B的底部31 后在D上放一质量为 m PS的物体。求:(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匕紐-略的 大气 容器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 活塞；气缸内密封有温度为2.4T0、压强为1.2p0的理想气体，p
6、0和To分别为 的压强和温度.已知：气体内能U与温度T的关系为U =a T，a为正的常量; 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= 40.0c|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IT 度变为l1 ,= 20.0cm 假设活塞下推过程中没有
7、漏气，求活塞下推的距离.LI丄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: 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; 巾算机显示的气体压强值 4亠移动活塞，记录注射器的刻度值二v,同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1 ；(3) 如果实验操作规范正确，但图中的V图线不过原点，则V。代表P10.( 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，
8、OB部分竖直、上端封闭现将玻璃管在竖直平面内绕0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使管内水银恰求:气体长度x；好不溢出管口已知大气压强为，室温为 27C, sin53 =0.8,热学专题复习二参考答案1、（10分）解：（i）由题意可知，右侧气体做等容变化，升温前，左右气缸内气体压强均为p0，升温后右侧气体压强为p2，由查埋定律得：t2T解得p22 p0（ii）设活塞向左移动 x，左侧气体压强变为 p1，右侧气体压强变为p2，对左侧气体有：P。dS p1 ( dx) S对右侧气体有：2 p0dsp2 (dx)S对活塞受力分析可知： =P1 P2d（1分）
9、由玻意耳定律（2分）（1分）联立式并代入数据解得：x（2分）（2分）（2分）2、解：i、PM=P2V2即:75 X160=( 75+5 )X L211、L2=150cmV1h=25cmL3=1 40-25+15+10=140cmT1T3T3 262.5KP3、【答案】8【解析】试题分析：由题意可知b降温平衡后ab两部分气体压强仍相等,设为P；对b气体，加热前压强为:Pb=P，体积为：Vb =V，温度为：Tb=T=273+27=300K设降温后气体压强 P，温度：T1=273-48=225K，体积为V1根据理想气体状态方程得：PV PVT0 =对 a 气体，初态压强为：Pa=P0，体积为:Va0
10、=V，温度为： Ta=T0=300K末态压强为P，体积为:Va=2V-V1因为隔板绝热， a 做等温变化，由玻意耳定律得：PaVa0=PVa 867联立得：Va= V ； V1=v； P= P07784、【答案】(1) 0.4m(2) 0.3m( 3) 200J5、【答案】18.2C1.08J【解析】试题分析：当水银柱到达管口时，达到能测量的最高气温T2，则初状态：T=(273+7)K=280K V1 =480cm3亠 -33末状态：V2=(480+48 X 0.4)cm=499.2 cmV1 V2由盖吕萨克定律T1T2代入数据得T2=291.2K=18.2C水银移动到最右端过程中，外界对气体
11、做功W=-P0SL=-1.92J由热力学第一定律得气体内能变化为 E=Q+W=3J+(-1.92J)=1.08J6、 (10分)解：(i)开始时被封气体的压强为 P1 P0，活塞C距气缸A的底部为丨，被封气体的 体积为4 lS，重物放在活塞 D上稳定后，被封气体的压强mgp2 p02 p S活塞C将弹簧向左压缩了距离l1，则kl1 ( p2 p0 ) S根据波意耳定律，得p0 4IS p2 xS 直三.t.二活塞D下降的距离 I 4I x I 1 整理得I 7|亠 3 (ii )升高温度过程中，气体做等压变化，活塞C的位置不动，最终被封气体的体积为(4I I1 )S，对最初和最终状态，根据理想
12、气体状态方程得1 一 P2 (4i )sP0 4IS327 273 t2 273解得t2 377。C评分标准：本题共10分，其中每式2分，其余每式1分。7、解析：(p)在气体由p= 1.2p0下降到p0的过程中，气体体积不变，温度由T= 2.4T0变为T1,由查 理定律得 1=0T p在气体温度由T1变为T0的过程中，体积由 V减小到Vi,气体压强不变，由盖 吕萨克定律得：V = Ti，Vi T0I 一(Ti= 2T0解得 =1.v 2v(2)在活塞下降过程中，活塞对气体做的功为W= Po(V V1)，在这一过程中，气体内能的减少量为U = a (T1 T0)由热力学第一定律得，气缸内气体放出的热量为：Q= W+ U,解得 Q=p0V+ a T0&解析：以cmHg为压强单位，在活塞下推前，玻璃管下部空气柱的压强 p1 = p0+ l 2设活塞下推后，下部空气柱的压强为pj ,由玻意耳定律得p1= pIJ 如图，设活塞下推距离为 则此时玻璃管上部空气柱的长度为l 3=l 3+ l 1 l 1 l设此时玻璃管上部空气柱的压强为 p3 = p1 $， 由玻意耳定律得 p0 I3= p3 I3 联立式结合题给数据解得I，P3，则I= 15.0cm.9、（ 1）在注射器活塞上涂
