人教版物理选修3-3热学计算题专项突破训练(解析版)8页
9页1、热学计算题(二)1.如图所示,一根长L=100cm、一端封闭的细玻璃管开口向上竖直放置,管内用h=25cm长的水银柱封闭了一段长L1=30cm的空气柱已知大气压强为75cmHg,玻璃管周围环境温度为27求:若将玻璃管缓慢倒转至开口向下,玻璃管中气柱将变成多长?若使玻璃管开口水平放置,缓慢升高管内气体温度,温度最高升高到多少摄氏度时,管内水银不能溢出2.如图所示,两端开口、粗细均匀的长直U形玻璃管内由两段水银柱封闭着长度为15cm的空气柱,气体温度为300K时,空气柱在U形管的左侧(i)若保持气体的温度不变,从左侧开口处缓慢地注入25cm长的水银柱,管内的空气柱长为多少?(ii)为了使空气柱的长度恢复到15cm,且回到原位置,可以向U形管内再注入一些水银,并改变气体的温度,应从哪一侧注入长度为多少的水银柱?气体的温度变为多少?(大气压强P0=75cmHg,图中标注的长度单位均为cm)3.如图所示,U形管两臂粗细不等,开口向上,右端封闭的粗管横截面积是开口的细管的三倍,管中装入水银,大气压为76cmHg。左端开口管中水银面到管口距离为11cm,且水银面比封闭管内高4cm,封闭管内空气柱长为
2、11cm。现在开口端用小活塞封住,并缓慢推动活塞,使两管液面相平,推动过程中两管的气体温度始终不变,试求:粗管中气体的最终压强; 活塞推动的距离。4.如图所示,内径粗细均匀的U形管竖直放置在温度为7的环境中,左侧管上端开口,并用轻质活塞封闭有长l1=14cm,的理想气体,右侧管上端封闭,管上部有长l2=24cm的理想气体,左右两管内水银面高度差h=6cm,若把该装置移至温度恒为27的房间中(依然竖直放置),大气压强恒为p0=76cmHg,不计活塞与管壁间的摩擦,分别求活塞再次平衡时左、右两侧管中气体的长度5.如图所示,开口向上竖直放置的内壁光滑气缸,其侧壁是绝热的,底部导热,内有两个质量均 为m的密闭活塞,活塞A导热,活塞B绝热,将缸内理想气体分成、两部分初状态整个装置静止不动且处于平衡状态,、两部分气体的高度均为l0,温度为T0设外界大气压强为P0保持不变,活塞横截面积为S,且mg=P0S,环境温度保持不变求:在活塞A上逐渐添加铁砂,当铁砂质量等于2m时,两活塞在某位置重新处于平衡,活塞B下降的高度6.如图,在固定的气缸A和B中分别用活塞封闭一定质量的理想气体,活塞面积之比为SA:S
3、B=1:2,两活塞以穿过B的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,A、B中气体的体积皆为V0,温度皆为T0=300KA中气体压强PA=1.5P0,P0是气缸外的大气压强现对A加热,使其中气体的体积增大V0,温度升到某一温度T同时保持B中气体的温度不变求此时A中气体压强(用P0表示结果)和温度(用热力学温标表达)7.如图所示为一简易火灾报警装置.其原理是:竖直放置的试管中装有水银,当温度升高时,水银柱上升,使电路导通,蜂鸣器发出报警的响声.27时,空气柱长度L1为20cm,水银上表面与导线下端的距离L2为10cm,管内水银柱的高度h为13cm,大气压强P0=75cmHg.(1)当温度达到多少摄氏度时,报警器会报警?(2)如果要使该装置在87时报警,则应该再往玻璃管内注入多少cm高的水银柱?8.如图所示,导热气缸A与导热气缸B均固定于地面,由刚性杆连接的导热活塞与两气缸间均无摩擦,两活塞面积SA、SB的比值4:1,两气缸都不漏气;初始状态系统处于平衡,两气缸中气体的长度皆为L,温度皆为t0=27,A中气体压强PA=P0,P0是气缸外的大气压强;()求b中气体的压
4、强;()若使环境温度缓慢升高,并且大气压保持不变,求在活塞移动位移为时环境温度为多少摄氏度?9.如图,两气缸AB粗细均匀,等高且内壁光滑,其下部由体积可忽略的细管连通;A的直径为B的2倍,A上端封闭,B上端与大气连通;两气缸除A顶部导热外,其余部分均绝热两气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b,活塞下方充有氮气,活塞a上方充有氧气;当大气压为P0,外界和气缸内气体温度均为7且平衡时,活塞a离气缸顶的距离是气缸高度的,活塞b在气缸的正中央()现通过电阻丝缓慢加热氮气,当活塞b升至顶部时,求氮气的温度;()继续缓慢加热,使活塞a上升,当活塞a上升的距离是气缸高度的时,求氧气的压强10.A、B汽缸的水平长度均为20 cm、截面积均为10 cm2,C是可在汽缸内无摩擦滑动的、体积不计的活塞,D为阀门整个装置均由导热材料制成起初阀门关闭,A内有压强4.0105 Pa的氮气B内有压强2.0105 Pa的氧气阀门打开后,活塞C向右移动,最后达到平衡求活塞C移动的距离及平衡后B中气体的压强11.如图所示,内壁光滑长度为4l、横截面积为S的汽缸A、B,A水平、B竖直固定,之间由一段容积可忽略的细管相连
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