热学大题专练(学生版)

1、O第1页共20页第 页共20页绝密启用刖2016-2017学年度?学校5月月考卷热学大题专练3粗细均匀的u形管装有水银，左管上端有一活塞P,右管上端有一阀门S,开始时活塞位置与阀门等高，如图所示，阀门打开时，管内两边水银面等高，两管空气柱高均为l=20cm,此时两边空气柱温度均为27C,外界大气压强Po=76cmHg若将阀门S关闭后，使左边活塞P缓慢下压，直至右边水银上升10cm，在活塞下压过程中，左管内空气温度始终保持27C，并使右管内空气温度上升到177C，求此时左管内空气的长度是多少？题号-一-二二总分得分考试范围：xxx;考试时间：100分钟；命题人：xxxp丄*”-*-J百气缸内被圭

2、寸闭气体的压强为当温度升到注意事项:1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2.请将答案正确填写在答题卡上1如图所示，足够长的圆柱形气缸竖直放置，内有与气缸壁封闭良好的活塞，被销子固定于如图位置，此时51.510Pa,温度为27C,若对密闭气体加热,AB处？L21考点：考查了理想气体状态方程【名师点睛】处理理想气体状态方程这类题目，关键是写出气体初末状态的状态参量，未知的先设出来，然后应用理想气体状态方程列式求解即可.2.如图所示，透热的气缸内封有一定质量的理想气体，缸体质量M=200kg，活塞质量m=10kg，活塞面2o积s=100cm，活塞与气缸壁无摩擦且不漏气，此时，缸内气体的温度为

3、27C，活塞位于气缸正中，整52个装置都静止，已知大气压恒为P0=1.010Pa，重力加速度为g=10m/s,T二t273K，求：缸内气体的压强p1；缸内气体的温度升高到多少摄氏度时，活塞恰好会静止在气缸缸口考点：考查了理想气体状态方程【名师点睛】处理理想气体状态方程这类题目，关键是写出气体初末状态的状态参量，未知的先设出来，然后应用理想气体状态方程列式求解即可.4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=27C,取0C为27

4、3K.求：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；保持封闭气体初始温度27C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)【名师点睛】此题考查了理想气体的状态变化方程的应用；关键是能找到气体的状态变化的参量，根据盖吕萨克定律及玻意尔定律列出方程求解.考点：理想气体的状态万程【名师点睛】巧选研究对象，注意变化过程的不变量，同时注意摄氏温度与热力学温度的换算关系。OO第 页共20页第4页共20页订5.如图所示，开口向上粗细均匀的玻璃管长L=100cm,管内有一段高h=20cm的水银柱，封闭着长a=50cm的空气柱

5、，大气压强Po=76cmHg温度to=27C.求温度至少升到多高时，可使水银柱全部溢出？7.如图所示，开口向上竖直放置的内壁光滑导热良好的汽缸，内有质量为m的导热活塞，缸内密封着理想气体。初状态整个装置静止不动，气体的长度为|0=15cm，设外界大气压强为po保持不变，温度为怙二27c，活塞横截面积为S,且mg二p0S，求：环境温度保持不变，在活塞A上逐渐添加铁砂，当铁砂质量等于m活塞重新处于平衡时下降的高度；在活塞A上逐渐添加铁砂，当铁砂质量等于m为保持活塞位置不变，将系统放入加热箱中，重新处于平衡时，缸内理想气体的温度为多少C?6.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

6、大气相通，下端开口处开关K关闭，A侧空气柱的长度为l=10.0cm,B侧水银面比A侧的高h=3.0cm.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hi=10.0cm时将开关K关闭.已知大气压强po=75.OcmHg.(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.考点：理想气体的状态方程、封闭气体压强名师点睛：本题考查气体实验定律的应用，关键时要确定初末状态的参量，正确求解封闭气体的压强，注意气体实验定律的适用条件.&如图所示，一个汽缸竖直放在水平地面上，缸体的质量M=10kg，活塞的质量m=

7、4kg,活塞的横截面积S=2X10_3m,活塞上面的汽缸内封闭了一定质量的理想气体，下面有气孔O与外界相通，大气压强P0=1.0X105Pa。活塞下面与劲度系数k=2X103N/m的轻弹簧相连，当汽缸内气体温度为127C时弹簧为自然长度，此时缸内气柱长度L1=20cm，取g=10m/s2,活塞不漏气且与缸壁无摩擦。当缸内气柱长度L2=24cm时，求缸内气体的温度。缸内气体温度上升到T0以上，气体将做等压膨胀，求T。考点：【名师点睛】本题考查了求气体的温度、气缸上升的高度，根据题意求出气体的状态参量、应用理想气体状态方程即可正确解题；解题时要知道当气体压强增大到一定值时，气缸对地压力为零，此后再

8、升高气体温度,气体压强不变，气体做等压变化。题答内线订装在要不请第5页共20页第 页共20页OO装线O内OO订号考OO级班线O装名姓订O校学O装外O内OO9如图所示，有一光滑的导热性能良好的活塞两倍，A、B两室分别放有一定质量的理想气体.边水银柱高度为19cm时，两室气体的温度均为时，(外界大气压等于76cm汞柱)求：此时气体的温度为多少？C将容器分成AB两室，A室体积为Vo,B室的体积是A室的A室上连有一U形管(U形管内气体的体积忽略不计)，当两Ti=300K.若气体的温度缓慢变化，当U形管两边水银柱等高在这个过程中B气体的内能如何变化？从外界吸热还是放热?【名师点睛】应用理想气体状态方程与

9、热力学第一定律即可正确解题，根据题意求出气体的初末状态参量、应用理想气体状态方程即可正确解题；要掌握连接体问题的解题思路与方法.10.一圆柱形气缸，质量M为10kg，总长度L为40cm,内有一厚度不计的活塞，质量m为5kg，截面积S为50cm2,活塞与气缸壁间摩擦不计，但不漏气，当外界大气压强P0为1105Pa，温度t为7C时，如果用绳子系住活塞将气缸悬挂起来，如图所示，气缸内气体柱的高L1为35cm,g取10m/s2.求：(i)此时气缸内气体的压强；(ii)当温度升高到多少摄氏度时，活塞与气缸将分离。RMI評【名师点睛】能够把力学中的受力分析和平衡知识运用到理想气体变化的问题中，根据题目找出

10、气体的变化的物理量和不变的物理量。11.如图所示，粗细均匀U型细玻璃管竖直放置，各部分水银柱的长度分别为L2=25cm,L3=25cm,L10cm,A端被封空气柱的常见为J=60cm,BC在水平面上，整个装置处在恒温环境中，外界气压F0=75cmHg。将玻璃管绕B点在纸面内沿逆时针方向缓慢旋转90至AB管水平，求此时被封空气柱的长度.考点：考查了理想气体状态方程的应用【名师点睛】先假设水品管中水银没有进入左管，根据玻意耳定律求出气体长度，对结果进行检验，与实际不符，说明有水平管中有水银进入左管，再根据玻意耳定律列式即可求解12.如图所示的装置中,A、B和C为三支内径相等的玻璃管，它们都处于竖直

11、位置,A、B两管的上端等高，管内装有水,A管上端封闭，内有气体,B管上端开口与大气相通,C管中水的下方有活塞顶住,A、BC三管由内径很小的细管连接在一起，开始时,A、B两管中气柱的长度均为L=3.9m,C管中水柱的长度L=5.2m,整个装置处于平衡状态.现将活塞缓慢向上顶，直到C管中的水全部被顶到上面的管中，环境温度不变。已知大气压强P0=1.0 x105Pa.g取10m/s?，水=110kg/m3求：(1)判断水是否会从B管溢出(2)此时A管中的气柱的长度L1【名师点睛】此题是对气体状态方程的考查；解题时采用假设的思想，通过分析能否溢出.A气体的状态参量判断水柱OO第7页共20页第 页共20

12、页订13如图所示，一汽缸固定在水平地面上，通过活塞封闭有一定质量的理想气体，活塞与缸壁的摩擦可忽略不计，活塞的截面积S=100cm2.活塞与水平平台上的物块A用水平轻杆连接，在平台上有另一物块B,A、B的质量均为m=625kg，物块与平台间的动摩擦因数卩=0.&两物块间距为d=10cm.开始时活塞距缸底Li=10cm,缸内气体压强pi等于外界大气压强pc=1x105Pa,温度ti=27C.现对汽缸内的气体缓慢加热，(g=10m/s2)求：物块A开始移动时，汽缸内的温度；物块B开始移动时，汽缸内的温度.-I-15.如图所示，导热良好，内壁光滑长度为4L、横截面积为S的汽缸AB,A水平、B竖直固定

13、，之间由一段容积可忽略的细管相连，整个装置置于温度27C、大气压为po的环境中，活塞CD的质量及厚度均忽略k_3PoS不计.原长3L、劲度系数的轻弹簧，一端连接活塞C另一端固定在位于汽缸A缸口的0点.开始活塞m上D距汽缸B的底部3L.后在D上放一质量为g的物体.求：稳定后活塞D下降的距离；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？考点：考查了理想气体状态方程的应用【名师点睛】本题考查理想气体的状态方程，要熟悉理想气体等温变化，用玻意耳定律；理想气体等容变化,用查理定律；理想气体等压变化，用盖？吕萨克定律.14.如图所示，光滑水平面上放有一质量为M的气缸,气缸内放有一质量

14、为m的可在气缸内无摩擦滑动的活塞活塞面积为S,活塞距气缸底部的距离为d。现用水平恒力F向右推气缸，最后汽缸和活塞达到相对静止状态假设这个过程中气体温度不发生变化。求此时活塞距气缸底部的距离。(已知外界大气压为p0)题答内线订装在要不请考点：理想气体的状态方程、封闭气体压强【名师点睛】分析两种情况下的气体的状态参量之间的关系根据玻意耳定律直接计算即可。考点：理想气体状态方程【名师点睛】本题考查玻意耳定律的应用及压强的计算，关键要注意首先明确气体发生的什么变化，根据力平衡法求气体的压强，然后才能分析状态参量，由理想气体的状态方程或实验定律进行分析求解，第二问要注意升温过程压强不变，弹簧的形变量不变

15、，活塞C不动.O第9页共20页第 页共20页16.如图所示，在固定的气缸A和B中分别用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞面积之比Sa：Sb=1:3,两活塞以穿过B底部的刚性细杆相连，可沿水平方向无摩擦滑动，两个气缸都不漏气。初始时活塞处于平衡状态，AB中气体的体积均为V0,AB中气体温度均为T0=300K,A中气体压强Pa=1.6p。,p。是气缸外的大气压强。18.定质量的理想气体被质量m=30kg横截面积S=100cm的活塞封闭在光滑圆筒形的金属汽缸内，活塞与汽缸底之间用一轻弹簧连接。开始时汽缸水平放置，弹簧恰好处于原长Lo=5Ocm,如图(a)所示。将汽缸从(1)求初始时B中气体的压强pB

16、；(2)现对A中气体加热，使其中气体的压强升到达到平衡状态时A中气体的温度Ta。Pa=2.5p0，同时保持B中气体的温度不变，求活塞重新水平位置缓慢地竖直立起，稳定后活塞下降升L2=30cm,如图(c)所示。已知重力加速度一切摩擦，求弹簧的劲度系数k；加热后，汽缸内气体的温度T。Li=10cm,如图(b)所示。再对汽缸内的气体逐渐加热，活塞上g=10m/s2，外界气温t=27C,大气压强po=1.0X105Pa,不计p-Lq-图(a)L/-IT图Ch)【名师点睛】本题是连接体问题，找出两部分气体状态参量间的关系，然后由理想气体状态方程即可解题，要掌握连接体问题的解题思路与方法。17如图所示，薄

17、壁光滑导热良好的气缸放在光滑水平面上，当环境温度为10C时，用横截面积为1.0X102吊的活塞封闭体积为2.0X103卅的理想气体，活塞另一端固定在墙上外界大气压强为1.0X105Pa.当环境温度为37C时，气缸自由移动了多少距离？如果环境温度保持在37C，对气缸作用水平力，使缸内气体体积缓慢地恢复到原来数值，这时气缸受到的水平作用力多大？考点：气体的状态变化方程【名师点睛】本题关键找出封闭气体的已知状态参量，然后选择恰当的气体实验定律列式求解。考点：考查了理想气体状态方程的应用【名师点睛】本题关键是对封闭气体根据气体实验定律列方程，根据活塞平衡得到气压，根据几何关系得到体积.OO第11页共2

18、0页第 页共20页订2d/3，温度为ti=27C，外界大气压强为Po=1atm，19将如图所示的装置的右端部分气缸B置于温度始终保持不变的环境中，绝热气缸A和导热气缸B均固定在地面上，由刚性杆连接的绝热活塞与两气缸间均无摩擦，开始时两形状相同的长方体气缸内装有理想气体，压强均为po、体积均为V)、温度均为To.缓慢加热A中气体，使气缸A的温度升高到2To,稳定后.求：气缸A中气体的压强Pa以及气缸B中气体的体积Vb；试分析说明此过程中B中气体吸热还是放热？IIII31I1TZE如图所示,圆柱形的气缸上部有小挡板，可以阻止活塞滑离气缸，气缸内部的高度为d,质量不计的薄活塞将一定质量的气体封闭在气

19、缸内。开始时活塞离底部高度为现对气体缓缓加热，求：当气体温度升高到t2=127C时，活塞升高了多少？当气体温度升高到13=357C时，缸内气体的压强。2kg的砝码，再让周围环境温度缓慢升高考点：考查理想气体的状态方程；热力学第一定律.【名师点睛】本题考查理想气体状态变化规律和关系，找出AB部分气体状态的联系(即Vb=2Vo-Va)是关键.20.如图，上端开口的竖直汽缸由大、小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞，两活塞用刚性轻杆连接，两活塞间充有氧气，小活塞下方冲有氮气，已知，大活塞的质量为2m,横截面积为2S,小活塞的质量为m横截面积为s；两活塞间距为L；大活塞导热性能良好，汽缸及小活塞绝

20、热；初始时氮气和汽缸内大气的压强均为P)，大活塞与大圆筒底部相距L，两活塞与气缸壁之间的摩擦不计，重力加速度为g,现通过电阻丝缓慢加热氮气，求当小活塞缓慢上升至上表面与大圆筒底部平齐时，氮气的压强。考点：盖吕萨克定律；查理定律【名师点睛】此题考查了盖吕萨克定律以及查理定律的应用；关键是分析气体在不同状态下的状态参量；根据气体的状态方程列得表达式求解.如图所示，一个内壁光滑的导热气缸竖直放置，内部封闭一定质量的理想气体，环境温度为27C，现将一个质量为m=2kg的活塞缓慢放置在气缸口，活塞与气缸紧密接触且不漏气。已知活塞的横截面积为S=4.0X10-4m，大气压强为P0=1.0X105Pa,重力

21、加速度g取10m/s2，气缸高为h=0.3m忽略活塞及气缸壁的厚度。(i)求活塞静止时气缸内封闭气体的体积。题答内线订装在要不请(ii)现在活塞上放置一个温度应升高到多少摄氏度？考点：考查了理想气体状态方程的应用【名师点睛】以两活塞整体为研究对象，根据平衡条件求出初始时氧气压强为p1和体积V1；再求出当小活塞缓慢上升至上表面与大圆筒底部平齐时氧气的体积v2；再由玻意耳定律，求出此时氧气的压强p2,最后利用平衡条件求出氮气压强为p考点：玻意耳定律；查理定律【名师点睛】本题考察气体实验定律，关键是根据题目暗含条件分析出为何种变化过程，然后确定好初末状态量，选择合适的气体实验定律列式求解即可.第 页

22、共20页第14页共20页OO装线O内OO订号考OO级班线O装名姓订O校学O装外O内OO23.如图所示，A气缸截面积为500cm2,AB两个气缸中装有体积均为10L、压强均为1atm、温度均为27C的理想气体，中间用细管连接。细管中有一绝热活塞M细管容积不计现给左面的活塞N施加一个推力，使其缓慢向右移动，同时给B中气体加热，使此过程中A气缸中的气体温度保持不变，活塞M保持在原位置不动。不计活塞与器壁间的摩擦，周围大气压强为活塞N向右移动的距离是多少厘米？B气缸中的气体升温到多少摄氏度？1atm=105Pa，当推力F=?103N时，求:3考点：考查理想气体的状态方程；封闭气体压强.【名师点睛】对于

23、两部分气体问题，既要分别研究各自的变化过程，同时要抓住之间的联系，本题是压强相等是重要关系.24.横截面积为S的气缸水平放置，固定不动，两个活塞A和B将气缸分隔为1、2两气室，温度均为27C,达到平衡时1、2两气室长度分别为40cm和20cm如图所示。在保持两气室温度不变的条件下，缓慢推动活塞A,使之向右移动6cm,不计活塞与气缸壁之间的摩擦，大气压强为1.0 xl05Pa。求：活塞B向右移动的距离与气室2中气体的压强；接上一问，现在若将活塞A用销子固定，保持气室1的温度不变，要使气室2中气体的体积恢复原来的大小，则应将气室2气温度升高为多少C?考点：玻意耳定律，查理定律25如图所示，长为31

24、cm、内径均匀的细玻璃管开口向上竖直放置，管内水银柱的上端正好与管口齐平，封闭气体的长为10cm,外界大气压强不变若把玻璃管在竖直平面内缓慢转至开口竖直向下，这时留在管内的水银柱长为15cm,然后再缓慢转回到开口竖直向上，求：大气压强p。的值；玻璃管重新回到开口竖直向上时空气柱的长度.31cm10cm考点：考查理想气体的状态方程.【名师点睛】气体的状态变化问题关键是分析气体发生的是何种变化，要挖掘隐含的条件，比如玻璃管在空气中缓慢转动，往往温度不变，封闭气体发生等温变化.O第15页共20页第 页共20页订27如图所示，均匀薄壁U形管左管上端封闭，右管开口且足够长，管内水银柱封住A部分气体，当A

25、部分气柱的温度为300K时，左、右两管内水银面等高，A气柱的长度L=10cm，大气压强为75cmHg现使A气体的温度缓慢升高，当温度升高到多少K时，左管水银面下降2、5cm?如果A内气体的温度在情况下升高后保持不变，在右管内加入多长的水银，可以使A管的水银面重新回到原位置。如图所示，竖直放置的导热气缸内用活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞的质量为m横截面积为S,缸内气体高度为2h0。现在活塞上缓慢添加砂粒，直至缸内气体的高度变为h。然后再对气缸缓慢加热，让活塞恰好回到原来位置。已知大气压强为po,大气温度为To,重力加速度为g,不计活塞与气缸间摩擦。求：所添加砂粒的总质量；活塞返回至原来位置时

26、缸内气体的温度。II题答内线订装在要不请考点：本题考查气体实验定律，意在考查考生对定律、概念的理解和分析问题的能力。【名师点睛】该题考查了理想气体状态方程的应用，具体注意以下两个方面：1、在求解被封闭气体气体的压强时，有时需要对活塞或液柱进行受力分析，利用力的平衡解答.在选取研究对象时，往往以受力较少的那个物体为研究对象.2、对于研究在U型管内被封闭的气体的状态参量的变化时，要正确的确定理想气体的状态，分析其状态参量，选择相应的状态方程进行解答.横截面积分别为S=2.0X103吊、Sb=1.0X103卅的汽缸A、B竖直放置，底部用细管连通，用质量分别为m=4.0kg、m=2.0kg的活塞封闭一

27、定质量的气体，气缸A中有定位卡环.当气体温度为27C时，活塞A恰与定位卡环接触，此时封闭气体的体积为V0=300mL外界大气压强为P=1.0X105Pa(g=10m/s2).求：(1)当将气体温度缓慢升高到57C时，封闭气体的体积；(2)保持气体的温度57C不变，用力缓慢压活塞B,使气体体积恢复到V。，此时封闭气体的压强多大？此时活塞A与定位卡环间的弹力多大?考点：气体的状态变化方程【名师点睛】此题是对气体状态变化方程的考查；解题时要弄清气体的状态并能找到气体的状态变化参量，根据气态方程列式解答.如图所示，面积S=100cm2的轻活塞A将一定质量的气体封闭在导热性能良好的气缸B内，汽缸开口向上

28、竖直放置，高度足够大，在活塞上放一重物，质量为m=20kg,静止时活塞到缸底的距离为=20cm，摩擦不计，大气压强为p0=10105Pa，温度为27C，g取10m/s2。若保持稳定不变，将重物去掉，求活塞A移动的距离；若加热汽缸B，使封闭气体温度升高到1770C，求活塞A移动的距离。考点：理想气体的状态方程【名师点睛】本题考查了求活塞移动的距离，理解题意知道气体发生什么变化、求出气体状态参量是正确解题的关键，应用玻意耳定律与查理定律即可正确解题.o第 页共20页第18页共20页气缸开口向上固定在水平面上，气缸内部空间的高度L=1m气缸中有横截面积S=100cm、质量m=10kg的活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞静止时内部气柱长度为Li=0.4m.已知大气压强为pc=ixio5pa,取重力加速度g=10m/s2,活塞与气缸壁间的摩擦可忽略不计，活塞不漏气.现用力缓慢向上拉活塞，气体温度保持不变，当活塞即将脱离气缸时，竖直向上的拉力F多大？33.如图所示，长为2L