高考专题精校解析Word版---物理冲刺大题精做16 热 学(教师版)
8页1、高考物理冲刺训练1【2018全国模拟卷】如图,一竖直放置的气缸上端开口,气缸壁内有卡口a和b,a、b间距为h,a距缸底的高度为H;活塞只能在a、b间移动,其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为m,面积为S,厚度可忽略;活塞和汽缸壁均绝热,不计他们之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态,上、下方气体压强均为p0,温度均为T0。现用电热丝缓慢加热气缸中的气体,直至活塞刚好到达b处。求此时气缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。重力加速度大小为g。【解析】由于活塞处于平衡状态所以可以利用活塞处于平衡状态,求封闭气体的压强,然后找到不同状态下气体参量,计算温度或者体积。开始时活塞位于a处,加热后,汽缸中的气体先经历等容过程,直至活塞开始运动。设此时汽缸中气体的温度为T1,压强为p1,根据查理定律有p0T0=p1T1根据力的平衡条件有p1S=p0S+mg联立式可得T1=1+mgp0ST0此后,汽缸中的气体经历等压过程,直至活塞刚好到达b处,设此时汽缸中气体的温度为T2;活塞位于a处和b处时气体的体积分别为V1和V2。根据盖吕萨克定律有V1T1=V2T2式中V1=SHV2=S(H+h)
2、联立式解得T2=1+hH1+mgp0ST0从开始加热到活塞到达b处的过程中,汽缸中的气体对外做的功为W=p0S+mgh故本题答案是:W=p0S+mgh1【2018年(新课标I卷)】如图,容积为V的汽缸由导热材料制成,面积为S的活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分,汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连,细管上有一阀门K。开始时,K关闭,汽缸内上下两部分气体的压强均为p0, 现将K打开,容器内的液体缓慢地流入汽缸,当流入的液体体积为时,将K关闭,活塞平衡时其下方气体的体积减小了,不计活塞的质量和体积,外界温度保持不变,重力加速度大小为g。求流入汽缸内液体的质量。【解析】设活塞再次平衡后,活塞上方气体的体积为V1,压强为p1;下方气体的体积为V2,压强为p2。在活塞下移的过程中,活塞上、下方气体的温度均保持不变,由玻意耳定律得p0V2=p1V1 p0V2=p2V2 由已知条件得V1=V2+V6-V8=1324V V2=V2-V6=V3 设活塞上方液体的质量为m,由力的平衡条件得p2S=p1S+mg 联立以上各式得m=15p0S26g 2【2018全国III卷】在两端封闭、粗细均匀的U形细玻
3、璃管内有一股水银柱,水银柱的两端各封闭有一段空气。当U形管两端竖直朝上时,左、右两边空气柱的长度分别为l1=18.0 cm和l2=12.0 cm,左边气体的压强为12.0 cmHg。现将U形管缓慢平放在水平桌面上,没有气体从管的一边通过水银逸入另一边。求U形管平放时两边空气柱的长度。在整个过程中,气体温度不变。【解析】设U形管两端竖直朝上时,左、右两边气体的压强分别为p1和p2。U形管水平放置时,两边气体压强相等,设为p,此时原左、右两边气体长度分别变为l1和l2。由力的平衡条件有p1=p2+g(l1-l2)式中为水银密度,g为重力加速度大小。由玻意耳定律有p1l1=pl1p2l2=pl2l1l1=l2l2由式和题给条件得l1=22.5 cml2=7.5 cm3【湖南省洞口一中2018届高三模拟】一粗细均匀的U形管ABCD的A端封闭,D端与大气相通用水银将一定质量的理想气体封闭在U形管的AB一侧,并将两端向下竖直放置,如图所示此时AB侧的气体柱长度l1=25cm管中AB、CD两侧的水银面高度差h1=5cm现将U形管缓慢旋转180,使A、D两端在上,在转动过程中没有水银漏出已知大气压强p
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