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2022年高考物理 名校模擬試題分項解析40熱點 專題37 熱學計算題

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1、2022年高考物理 名校模擬試題分項解析40熱點 專題37 熱學計算題 1.(10分)(2019廣東七校聯(lián)考)如圖所示,一圓柱形絕熱氣缸豎直放置,通過絕熱活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體.活塞的質(zhì)量為m,橫截面積為S,與容器底部相距h,此時封閉氣體的溫度為T1.現(xiàn)通過電熱絲緩慢加熱氣體,當氣體吸收熱量Q時,氣體溫度上升到T2.已知大氣壓強為p0,重力加速度為g,T1 和T2均為熱力學溫度,不計活塞與氣缸的摩擦。求: ①活塞上升的高度; ②加熱過程中氣體的內(nèi)能增加量. 【命題意圖】本題考查理想氣體狀態(tài)方程和熱力學第一定律及其相關(guān)知識點。 2.(8分)(2019四川成都摸底)如圖,A

2、為豎直放置的導熱氣缸,其質(zhì)量M=50kg、高度L=12cm,B氣缸內(nèi)的導熱活塞,其質(zhì)量m=10kg;B與水平地面間連有勁度系數(shù)k=100N/cm的輕彈簧,A與B的橫截面積均為S=100cm2。初始狀態(tài)下,氣缸A內(nèi)封閉著常溫常壓下的氣體,A、B和彈簧均靜止,B與氣缸底端相平。設活塞與氣缸間緊密接觸且無摩擦,活塞厚度不計,外界大氣壓強p0=1×105Pa。重力加速度g=10m/s2。 (i)求初始狀態(tài)下氣缸內(nèi)氣體的壓強; (ii)用力緩慢向下壓氣缸A(A的底端始終未接觸地面),使活塞B下降lcm,求此時B到氣缸頂端的距離。 【命題意圖】此題考查平衡條件和玻意耳定律及其相關(guān)知識點。 【解

3、題思路】(i)初態(tài),A受重力、大氣向下壓力P0S和內(nèi)部氣體向上壓力P1S作用處于平衡狀態(tài) 由力的平衡條件有:Mg+p0S=p1S(2分) ④ 式中 V1=SH⑤ V2=S(H+h)⑥ 5.(10分)(2018高考全國理綜I)如圖,容積為V的汽缸由導熱材料制成,面積為S的活塞將汽缸分成容積相等的上下兩部分,汽缸上部通過細管與裝有某種液體的容器相連,細管上有一閥門K。開始時,K關(guān)閉,汽缸內(nèi)上下兩部分氣體的壓強均為p0, 現(xiàn)將K打開,容器內(nèi)的液體緩慢地流入汽缸,當流入的液體體積為時,將K關(guān)閉,活塞平衡時其下方氣體的體積減小了,不計活塞的質(zhì)量和體積,外界溫度保持不變,重力加速度大小為

4、g。求流入汽缸內(nèi)液體的質(zhì)量。 【命題意圖】 本題考查玻意耳定律、關(guān)聯(lián)氣體、壓強及其相關(guān)的知識點。 【解題思路】設活塞再次平衡后,活塞上方氣體的體積為V1,壓強為p1;下方氣體的體積為V2,壓強為p2,在活塞下移的過程中,活塞上下方氣體的溫度均保持不變。由玻意耳定律得 ① ② 由已知條件得 ③ ④ 6(10分)(2018高考全國理綜III)在兩端封閉、粗細均勻的U形細玻璃管內(nèi)有一股水銀柱,水銀柱的兩端各封閉有一段空氣。當U形管兩端豎直朝上時,左、右兩邊空氣柱的長度分別為l1=18.0 cm和l2=12.0 cm,左邊氣體的壓強為12.0 cmHg。現(xiàn)將U形管緩慢平放在水

5、平桌面上,沒有氣體從管的一邊通過水銀逸入另一邊。求U形管平放時兩邊空氣柱的長度。在整個過程中,氣體溫度不變。 【命題意圖】 本題考查玻意耳定律、液柱模型、關(guān)聯(lián)氣體及其相關(guān)的知識點。 解得:T″A=750 K A、B中氣體溫度相同,故T″B=750 K. 答案:(1)BDE (2)(ⅰ)1.9H0 (ⅱ)750 K 8.(10分)一定質(zhì)量的理想氣體從A狀態(tài)變化到B狀態(tài)再變化到C狀態(tài),其狀態(tài)變化過程的p-V圖象如圖所示.已知該氣體在狀態(tài)A時的溫度為27 ℃. (ⅰ)求該氣體在狀態(tài)B和C時的溫度; (ⅱ)該氣體從狀態(tài)A經(jīng)B再到C的全過程中是吸熱還是放熱?傳遞的熱量是多少?

6、 9.【德州二?!咳鐖D所示,水平固定放置的氣缸,由截面積不同的兩圓筒連接而成?;钊鸄、B面積分別為2S和S,活塞A、B用長為2l的細直桿連接,活塞與筒壁氣密性好且摩擦不計?,F(xiàn)活塞間密閉有一定質(zhì)量的理想氣體,兩活塞外側(cè)(A的左方和B的右方)都是大氣,大氣壓強始終保持為p0,當氣缸內(nèi)氣體溫度為T0時,活塞B與兩圓筒連接處的距離為l且處于靜止狀態(tài)。 (i)現(xiàn)使氣缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降,活塞A剛剛緩慢右移到兩圓筒連接處時,求密閉氣體的溫度T1; (ii)若氣缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降至T0/2,求細直桿對活塞的彈力大小F。 (ii)若氣缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降至,氣體發(fā)生等容變化,故氣體壓強p2 有 細直桿對活塞的彈力大小為。

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