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2015级汉阳一中物理导学案 编写人 周学雄 2017 7 10 3 3热学大题题库 1 如图所示 一上端开口 下端封闭的细长玻璃管 下部有长的水银柱 中间封有长 的空气柱 上部有长的水银柱 此时水银面恰好与管口平齐 已知大气压强为 如 果使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢地转动一周 求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度 封入 的气体可视为理想气体 在转动过程中没有发生漏气 2 如图所示 装有水银的细形管与巨大的密闭气罐相连 左端封闭有一段空气柱 气温为 23 时 空气柱长为62 右端水银面比左端低40 当气温升到27 时 形管两边高度差增加了4 则 气罐内气体在 23 时的压强为多少 3 某同学自己设计制作了一个温度计 其构造如图所示 玻璃泡内封有一定质量的气体 与相连的细玻璃 管插入水银槽中 管内水银面的高度即可反映内气体温度 如在管上刻上刻度 即可直接读出温度 设管 体积忽略不计 则 1 在标准大气压下在管上进行刻度 已知当 时的刻度线在管内水银柱高度处 则 时的刻度线在 为多少处 2 当大气压为75时 利用该装置测量温度时若所得读数仍为27 求此时实际温度 2015级汉阳一中物理导学案 编写人 周学雄 2017 7 10 4 如图所示 一个质量为20 kg的绝热气缸竖直放置 绝热活塞的质量为5 kg 处于静止状态时被封闭气体的高度为 50 cm 现在在活塞上方加一 15 kg的物体 待稳定后 被封闭气体的髙度变为 40 cm 求在这一过程中气体的内能增加多少 g取10 m s2 不考虑活塞的大气压力及摩擦阻力 5 如图所示 一个上下都与大气相通的直圆筒 中间用两个活塞与封住一定质量的理想气体 都可沿 圆筒无摩擦地上 下滑动 但不漏气 的质量可不计 的质量为 并与一劲度系数的 较长的弹簧相连 已知大气压强 1 105Pa 活塞的横截面积 平衡时 两活塞问的距离 现用力压 使之缓慢向下移动一定距离后 保持平衡 此时 用于压的力 5 102N 求活塞 向下移动的距离 假定气体温度保持不变 6 如图所示 压缩式喷雾器储液桶的容积为5 7 10 3 m3 往桶内倒入4 2 10 3 m3的药液后开始打气 打气过程中药液不会向外喷出 如果每次能打进2 5 10 4 m3的空气 要使喷雾器内空气的压强达到4个标准大气压 应打气几次 这个压强能否使喷雾器内药液全部喷完 设大气压强为1个标准大气压 2015级汉阳一中物理导学案 编写人 周学雄 2017 7 10 7 如图 绝热气缸与导热气缸均固定于地面 由刚性杆连接的绝热活塞与两气缸间均无摩擦 两气缸内装 有处于平衡状态的理想气体 开始时体积均为 温度均为 缓慢加热中气体 停止加热达到稳定后 中气体压强为原来的1 2倍 设环境温度始终保持不变 求气缸中气体的体积和温度 8 用销钉固定的活塞把水平放置的容器分隔成 两部分 其容积之比 2 1 如图所示 起初中 有温度为127 压强为1 8 105 Pa的空气 中有压强为1 2 105 Pa 温度为27 的空气 拔去销钉后使活塞无摩擦地移动 不漏气 由于容器壁缓慢导热 最后温度都变成27 活塞也停止移动 求最后 中气体的压强 9 如图 两端封闭 粗细均匀 竖直放置的玻璃管内 有一长为h的水银柱 将管内气体分为两部分 已知 若使两部分气体同时升高相同的温度 管内水银柱将如何运动 设原来温度相同 2015级汉阳一中物理导学案 编写人 周学雄 2017 7 10 10 如图所示 一个壁厚可以不计 质量为的气缸放在光滑的水平面上 活塞的质量为 面积为 内部封 有一定质量的气体 活塞不漏气 摩擦不计 外界大气压强为 若在活塞上加一水平向左的恒力 不考虑气 体温度的变化 求气缸和活塞以共同加速度运动时 气缸内气体的压强多大 11 如图 容积为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 两管中水银面同高 左管中水银面上方到气阀之间空气的体积为 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的高度差为h 已知水银的密度为 大气压强为 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P 1 12 如图所示 粗细均匀的弯曲玻璃管A B 两端开口 管内有一段水银柱 右管内气柱长为39 cm 中管内水银面与管口A之间气柱长为40 cm 先将B端封闭 再将左管竖直插入水银槽 设整个过程温度不变 稳定后右管内水银面比中管内水银面高 2 cm 求 1 定后右管内的气体压强p 2 左管A端插入水银槽的深度h 大气压强p0 76 cmHg 2015级汉阳一中物理导学案 编写人 周学雄 2017 7 10 13 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 活塞与气缸底相距L 现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动 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 不计气缸和活塞间的摩擦 且小车运动时 大气对活塞的压强仍可视为p0 整个过程中温 度保持不变 求小车的加速度的大小 14 如图所示 钢筒质量为40 kg活塞质量为20kg 横截面积为100 cm2 钢筒放在水平地面上时 气柱长度为10 cm 大气压强为lx 105 Pa 温度为7 1 当竖直向上提活塞杆 将钢筒缓慢地提起来时 气柱多长 2 当对杆施加竖直向上的750 N的拉力时 气柱多长 g取10m s2 15 在竖直放置的U形管内由密度为 的两部分液体封闭着两段空气柱 大气压强为P0 各部分长度如图所示 求A B气体的压强 2015级汉阳一中物理导学案 编写人 周学雄 2017 7 10 16 如图所示 粗细均匀 导热良好 装有适量水银的U形管竖直放置 右端与大气相通 左端封闭气柱长l1 20 cm 可视为理想气体 两管中水银面等髙 现将右端与一低压舱 未画出 接通 稳定后右管水银面图高出左管水 银面h 10 cm 环境温度不变 大气压强p0 75 cmHg 求稳定后低压舱内的压强 用 cmHg 作单位 17 一个右端开口左端封闭的U形玻璃管中装有水银 左侧封有一定质量的空气 如图所示 已知 空气柱长是40 cm 两侧水银面高度差56cm 若左侧距管顶66cm处的k点处突然断开 断开处上方水银能否流出 这时左侧上方封 闭气柱将变为多高 设大气压强为1 013 105Pa 18 如图所示 一个盛水容器两端开口 小口的横截面积为S1 大口的横截面积为S2 内盛的水在不断地流出 此 时的高度差为h 求此时流出小口水流的速度 提示 上部和下部流量Q Sv是相等的 2015级汉阳一中物理导学案 编写人 周学雄 2017 7 10 19 如图所示 轻且不可伸长的线悬挂质量为500g的圆柱体 圆柱体又套在可沿水平方向移动的框架内 框架槽 沿竖直方向 质量为200g 自悬线静止于竖直位置开始 框架在水平恒力F 20 0N的作用下移至图中位置 线长L 20 0cm 不计一切摩擦 求圆柱体在此瞬时位置的速度 取g 10m s2 20 在圆筒形容器的M N两处 分别有A B两个截面积为S 重量可以忽略不计的薄的活塞 活塞A左面为真空 且有倔强系数为k的弹簧与容器壁相连 在弹簧自然伸长时 活塞A能刚好触及固定在N处的活塞B 当活塞A B之 间充入一定质量的气体 活塞A移到M点 此时活塞之间的气柱长度为L 活塞与容器壁之间无摩擦 问 1 保持温度变 使活塞B移到容器的右侧 这时活塞A移到M 处 则此时 弹簧的伸长L 是多少 2 将活塞A固定在M 处 使容器内的气体温度由T1升高到T2时 气体的压强是多少 21 1 以下说法正确的是 A 浸润现象是表面张力作用的结果 不浸润现象不是表面张力作用的结果 B 温度越高物体分子的平均动能越大 C 热量可以自发地由低温物体传到高温物体 D 压缩气体 气体的内能不一定增加 E 气体的体积变小 其压强可能减小 2 如图所示 在一竖直放置的圆环形管道内封闭有一定质量的理想气体 用一绝热的固定活塞C和绝热 不计 质量 可自由移动的活塞A将管道内气体分隔成体积相等的两部分 A C与圆环的圆心O等高 两部分气体的温 度均为T 0 300K 现保持下部分气体的温度不变 对上部分气体缓慢加热至T 500K 求此时活塞A的位置与O点 的连线跟竖直方向OB之间的夹角 不计两活塞的体积 2015级汉阳一中物理导学案 编写人 周学雄 2017 7 10 22 1 关于一定量的气体 下列说法正确的是 A 气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积 而不是该气体所有分子体积之和 B 只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度 气体的温度就可以降低 C 在完全失重的情况下 气体对容器壁的压强为零 D 气体从外界吸收热量 其内能一定增加 E 气体在等压膨胀过程中温度一定升高 2 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l2 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 2015级汉阳一中物理导学案 编写人 周学雄 2017 7 10 参考答案 一 计算题 1 答案 12 9 2 来源 百强中学 2015届黑龙江哈尔滨九中高三第三次高考模拟物理卷 带解析 解析 设玻璃管开口向上时 空气柱的压强为 则 式中和 分别表示水银的密度和重力加速度 玻璃管开口向下时 原来上部的水银有一部分会流出 封闭端会有部分真空 设此时开口端剩下的水银柱长度为 管内空气柱的压强为 则 由玻意耳定律得 式中 是此时空气柱的长度 为玻璃管的横截面积 联立以上各式并代入数据得 从开始转动一周后 设空气柱的压强为 则 由玻意耳定律得 式中为此时空气柱的长度 由以上各式得 2 答案 因气罐体积大 与细形管相比 可认为状态发生变化时气体体积是不变的 气罐中的气体在时 压强为 当温度升到27 即时压强为 根据查理定律有 以左边的细管中的气柱为研究对象 当 时 根据理想气体状态方程 代入数据 整理后得 将代入 解得 2015级汉阳一中物理导学案 编写人 周学雄 2017 7 10 来源 无 3 答案 1 气体为等容变化 设27 时压强为 温度为 0 时的压强为 温度为 由查理定律得 所以 所以 2 当外界大气压变为75时 气泡内压强设为 其实际温度为 由查理定律 因为 时 水银柱的长度为16 故气泡的压强为 所以 故 22 来源 无 4 答案 由能的转化与守恒定律可知 内能的增加等于活塞和物体重力势能的减少 来源 无 5 答案 设活塞向下移动 相应向下移动 对气体分析 初态 末态 由玻意耳定律 因为两活塞间的距离原来为 活塞向下移动 相应向下移动 则末状态时 两活塞的距离为 2015级汉阳一中物理导学案 编写人 周学雄 2017 7 10 得 初态时 弹簧被压缩量为 由胡克定律 当活塞受到压力F时 活塞的受力情况如图所示 为此时弹簧弹力 由平衡条件可知 由胡克定律有 联立 解得 答 活塞向下移动的距离为0 3m 来源 名校联盟 2012届湖南省浏阳一中高二下学期第一次月考理科物理试卷 带解析 6 答案 由题设可知 每次打入容器内的气体压强为1atm 建立质量守恒方程 得 将数据代入得 N 18 药液能否全部喷出取决于空气充满药桶时 空气压强与大气压的大小关系 由玻意耳定律知 代入数据得 故可以使喷雾器内药液全部喷完 来源 2012年2月高考模拟优化重组专题卷 十一 物理卷 带解析 7 答案 设初态压强为 膨胀后 压强相等 中气体始末状态温度相等 故 部分气体满足 故 来源 新人教版高三物理选修3 3固体 液体和气体专项练习 带解析 8 答案 对气体 初态 末态 2015级汉阳一中物理导学案 编写人 周学雄 2017 7 10 由理想气体状态方程得 即 对气体 初态 末态 由理想气体状态方程得 即 又对 两部分气体分析知 由 联立得 1 3 105 Pa 来源 无 9 答案 水银柱原来处于平衡状态 所受合外力为零 即此时两部分气体的压强差 p P1 P2 h 温度升高后 两部分气体的压强都增大 若 P1 p2 水银柱所受合外力方向向上 应向上移动 若 P1P2 所以 P1 P2 即水银柱上移 2 图象法 在同一p T图上画出两段气柱的等容线 如图 因为在温度相同时 P1 P2 得气柱l1等容线的斜率较大 当两气柱升高相同 的温度 T时 其压强的增量 P1 P2 所以水银柱上移 3 极限法 由于P2较小 设想P2 0 即上部为真空 升温则p1增大 水银柱上移 降温下移 来源 无 2015级汉阳一中物理导学案 编写人 周学雄 2017 7 10 10 答案 设稳定时气体和活塞以共同加速度 向左做匀加速运动 这时缸内气体的压强为 分析它们的受力情况 分别 列出它们的运动方程为 气缸 活塞 将上述两式相加 可得系统加速度 将其代入 式 化简即得封闭气体的压强为 来源 无 11 答案 来源 2011 2012学年吉林省油田高中高二下学期期中考试物理试卷 带解析 解析 由玻马定律得 求出 12 答案 1 78cmHg 2 7cm 来源 2014届贵州省六盘水市六校联合统考高三12月月考物理试卷 带解析 解析 1 设均匀玻璃管的横截面积为S 插入水银槽后对右管内气体 由玻意耳定律得 所以 2 插入水银槽后左管内气体压强 左管内 外水银面高度差h1 4 cm 对中 左管内气体有 得 左管插入水银槽深度 2015级汉阳一中物理导学案 编写人 周学雄 2017 7 10 13 答案 来源 2014届海南省琼海市嘉积中学高三上学期教学质量监测 段考 物理试卷 带解析 解析 设小车加速度大小为a 稳定时气缸内气体的压强为 活塞受到气缸内外气体的压力分别为 由牛顿第二定律得 小车静止时 在平衡情况下 气缸内气体的压强应为 由波伊尔定律得 式中 联立解得 14 答案 1 设钢筒刚离开地面时气柱长为 压强为P1 钢筒放在地面上时气柱压强为p 长度为 选活塞为研究对象 钢 筒放在地面上尚未上提活塞时 根据平衡条件得 所以 提起时以钢筒为研究对象 根据平衡条件得 所以 选钢筒内的封闭气体为研究对象 根据玻意耳定律得 得 2 由于钢筒竖直向上做加速运动 选整体为研究对象有 得 设这时钢筒内气体压强为p2气柱 长为l2 选钢筒为研究对象有 得 再选钢筒内封闭气体为研究对象 根据玻意耳定律得 解得 来源 无 15 2015级汉阳一中物理导学案 编写人 周学雄 2017 7 10 答案 解法一 平衡法 选与气体接触的