完整版2018年高考物理二輪復習第十四章熱學專題144與氣缸相關的計算問題

1、 專題14.4 與氣缸相關的計算問題LM 江西贛中南五校聯(lián)考）（20181.地，開口向上置于水平的導熱性能極好的氣缸，高為如圖，質量為 Sm 的光滑活塞，活塞將一定質量的理想氣體封閉在氣缸內。外界溫度面上，氣缸中有橫截面積為、質量為 gtlp 、大氣壓為 。 ，此時氣柱高度為 ，氣缸和活塞的厚度均可忽略不計，重力加速度為為01 F(1) 多大？用豎直向上的力作用在活塞上使氣缸能離開地面，則需要施加的最小力 1 F(2) 豎直拉力處，的如果氣體溫度保持不變，將活塞緩慢拉至氣缸頂端，求在頂端 將氣缸固定在地面上，2 大小。t(3) 如果外界溫度由度？ 緩慢升高到恰使活塞移至氣缸頂端，則此時外界溫度

2、為多少攝氏 1 LM+mgmg+pSL-l)/【參考答案】)(1) ()(2) ( ；0273?tL-273(3) l【命題意圖】本題考查平衡條件、氣體實驗定律及其相關的知識點，意在考查運用相關知識解決實際問題 的能力。 Spmg+pS =在起始狀態(tài)對活塞由受力平衡得：01Fmg+pS +pFS= =解得在氣缸頂端對活塞由受力平衡得：2220Lmg+pSL-lSpS- p)/=( )( 021lSLS-(3)= 由蓋呂薩克定律得： TT =tTT=t +273+273，而：，t?273L-273。 =解得：tl2（2018金考卷）如圖所示，一圓筒形汽缸靜止于地面上，汽缸的質量為M，活塞(連同手

3、柄)的質量為m，汽缸內部的橫截面積為S，大氣壓強為，平衡的汽缸內的容積為V，現(xiàn)用手握住活塞手柄緩慢向上提.設汽00缸足夠長，在整個上提過程中氣體的溫度保持不變，不計汽缸內氣體的重力與活塞與汽缸壁間的摩擦，求汽缸剛提離地面時活塞上升的距離. 【命題意圖】本題考查玻意耳定律及其相關的知識點。 【解題思路】 p=p+ V=V(2分) 0011 P=p- V=V(2分) 220等溫變化：pV=PV(3分) 1212 H=(3分) 3.(2017湖南永州二模)如圖所示,在絕熱圓柱形汽缸中用光滑絕熱活塞密閉有一定質量的理想氣體,在汽5PaU穩(wěn)定后兩邊水=27 ,=1.010 ,缸內氣體溫度tp缸底部開有一

4、小孔,與形水銀管相連,外界大氣壓為00Ucmcm。已知()銀面的高度差為h=1.5 l=50 ,此時活塞離容器底部的高度為形管內氣體的體積忽略不計22m/sm 10 gS=0.01 柱形容器橫截面,重力加速度取。 ; 求活塞的質量(1) Uh和活塞離容器底部的高度形管兩側水銀面的高度差若容器內氣體溫度緩慢降至-3 l,求此時。(2) kgcmcm (1)2 h=1.5 (2),l=45 【參考答案】 4. (2016廣州模擬)如圖所示,一圓柱形絕熱汽缸豎直放置,通過絕熱活塞封閉著一定質量的理想氣體。活塞的質量為m,橫截面積為S,與容器底部相距h?，F(xiàn)通過電熱絲緩慢加熱氣體,當氣體的溫度為T時活塞

5、上升1了h。已知大氣壓強為p,重力加速度為g,不計活塞與汽缸間摩擦。 0 (1)求溫度為T時氣體的壓強。 1(2)現(xiàn)停止對氣體加熱,同時在活塞上緩慢添加砂粒,當添加砂粒的質量為m時,活塞恰好回到原來位置,求0此時氣體的溫度。 (2)T 【答案】(1)+p 10 L1.0 m如圖所示，導熱性能極好的氣缸，高為，開口向上固定在水平面上，氣缸5. (2016西安模擬)2mS的光滑活塞，活塞將一定質量的理想氣體封閉在氣缸內。當100 cm、質量為20 kg中有橫截面積為5lpt，氣缸和活塞的厚度均可忽略0.80 m27 、大氣壓為 Pa1.010時，氣柱高度為外界溫度為02g ，求：不計，取10 m/

6、s F有多大；如果氣體溫度保持不變，將活塞緩慢拉至氣缸頂端，在頂端處，豎直拉力 (1)(2)如果僅因為環(huán)境溫度緩慢升高導致活塞上升，當活塞上升到氣缸頂端時，環(huán)境溫度為多少攝氏度。 【答案】(1)240 N (2)102 pp，當活塞緩慢拉至氣缸頂端，設氣缸內氣體壓強為設起始狀態(tài)氣缸內氣體壓強為【名師解析】(1) 21pSlpSL 由玻意耳定律得21 SpSmgp 在起始狀態(tài)對活塞由受力平衡得01SmgpSFp 在氣缸頂端對活塞由受力平衡得02F240 N 聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得LSLS 由蓋呂薩克定律得(2)t27327327t 102 代入數(shù)據(jù)解得BA是兩個厚度不計的活塞，可在氣缸內無摩6(201

7、6懷化模擬、)如圖所示，兩端開口的氣缸水平固定，22BSS通過水平細繩繞過光滑的定滑10 cm擦滑動，面積分別為20 cm，它們之間用一根細桿連接，21LTCM，已600 K2 kg 的重物連接，靜止時氣缸中的氣體溫度，氣缸兩部分的氣柱長均為輪與質量為125gp ，缸內氣體可看作理想氣體； Pa知大氣壓強110，取10 m/s0 (1)活塞靜止時，求氣缸內氣體的壓強； LA 若降低氣缸內氣體的溫度，當活塞時，求氣缸內氣體的溫度。緩慢向右移動(2)25(2)500 K Pa 【答案】(1)1.210 7(2016湖北八校聯(lián)考)如圖所示，一定質量的理想氣體被活塞封閉在豎直放置的圓柱形汽缸內，汽缸壁

8、hm的砝碼，導熱良好，活塞可沿汽缸壁無摩擦地滑動。開始時氣柱高度為，若在活塞上放上一個質量為0 hh。已知氣體溫度保再次平衡后氣柱高度變?yōu)?。去掉砝碼，將汽缸倒轉過來，再次平衡后氣柱高度變?yōu)镸pSg ，重力加速度為以及活塞的質量，試求大氣壓強持不變，汽缸橫截面積為。0 hmhhmghhh）（）00 【答案】hhhShhh）（）22（00 2cm40 3月湖南懷化一模）如圖所示，上端開口的光滑圓柱形汽缸豎直放置，截面積為分）（2016年（8.10Aab兩限、封閉在汽缸內。在汽缸內距缸底60 cm處設有的活塞將一定質量的氣體和一形狀不規(guī)則的固體5ba為大氣 Pa上，缸內氣體的壓強為（制裝置，使活塞只

9、能向上滑動開始時活塞擱在=1.010、pp00ba時，；當溫度為330 K，活塞恰好離開、360 K300 K壓強），溫度為?，F(xiàn)緩慢加熱汽缸內氣體，當溫度為A 4 cm。求活塞的質量和物體的體積?；钊仙?m/s10?g 【名師解析】 AVV 則設物體的體積為，開始時氣體的體積為,1 V?40?V?60 分）（1 15300KT?Pa?10?p1.0 11mg)Pap(p? 分） （1 12S330K?TV?V ， 212 VV （1分） 440+ 23pp?T 360K ，323pp21? 分）到狀態(tài)由狀態(tài)12為等容過程： （2 TT21VV32? （由狀態(tài)2到狀態(tài)3為等壓過程：2分） T

10、T323 mV=640cm（3分）代入數(shù)據(jù)得： =4kg -22S1.010m如圖所示，導熱良好的薄壁氣缸放在水平面上，用橫截面積為109.（分）（2016上海松江期末）的光滑薄活塞將一定質量的理想氣體封閉在氣缸內，活塞桿的另一端固定在墻上。此時活塞桿與墻剛好無5-33p 。求：。當環(huán)境溫度為27時，密閉氣體的體積為2.010m擠壓。外界大氣壓強Pa1.0100 p；時，氣體壓強的57 （1）若固定氣缸在水平面上，當環(huán)境溫度緩慢升高到2（2）若氣缸放在光滑水平面上不固定，當環(huán)境溫度緩慢升高到57時，氣缸移動的距離； （3）保持（2）的條件不變下，對氣缸施加水平作用力，使缸內氣體體積緩慢地恢復到

11、原來數(shù)值，這時氣缸受到的水平作用力大小。 5pPa 101.1【參考答案】（1）2-2lm 10）2（2F100N 3）（ pP21? 2）從狀態(tài)（【名師解析】11狀態(tài)，氣體發(fā)生等容變化 TT21 Tp5215Pa?p?101.1?p 分）Pa（所以1.110322T1 pV?pV 3狀態(tài)4，氣體發(fā)生等溫變化 （3）從狀態(tài)43345?3Vp10210?2.1.0?533pa?10.?11p? 即4?3p2.0?104pS?pS?FF100N （4分）又因為 解得 0410.（10分）（2016上海奉賢區(qū)期末）如圖所示，兩個壁厚可忽略的圓柱形金屬筒A和B套在一起，底部到頂部的高度為18cm，兩者

12、橫截面積相等，光滑接觸且不漏氣。將A用繩系于天花板上，用一塊絕熱板托住5下沉，當BPa，然后緩慢松開絕熱板，讓B，使它們內部密封的氣體壓強與外界大氣壓相同，均為1.010 時，停止下沉并處于靜止狀態(tài)。求：下沉了2cmB （1）此時金屬筒內氣體的壓強。 （2）若當時的溫度為27，欲使下沉后的套筒恢復到原來位置，應將氣體的溫度變?yōu)槎嗌伲?【名師解析】（10分） 253Vp 18s cm，Pa）s（cm，1.010，分）設金屬筒橫截面積為（1（）5113 V20s cm2pVpV 根據(jù)玻意耳定律，2211 5Vps18?101.?0115Pa?pPa 10解得：0.92sV20233VTV ，18s

13、 cm20s cm，300K，（ （2） 5分）322VVVT18?3003232?K?270?,T?K， 根據(jù)蓋呂薩克定律得到，3TTV20232t3。 a、b校聯(lián)考）如圖所示，兩水平放置的導熱氣缸其底部由管道連通，輕質活塞（2016上海1311、（12分）SSS =2S。缸內封有一定質和，且用鋼性輕桿相連，可在氣缸內無摩擦地移動，兩活塞橫截面積分別為abbaabLp，量的氣體，系統(tǒng)平衡時，活塞，已知大氣壓強為、 到缸底的距離均為0T，忽略管道中的氣體體積。求：環(huán)境溫度為 0 （1）缸中密閉氣體的壓強； 1L，穩(wěn)定后密閉氣體的壓強； 2（）若活塞在外力作用下向左移動47T ，活塞移動的距離。3（）若環(huán)境溫度升高到06 77pp?p?TTT? 1分）， 3）（5時：分）氣體溫度升高到（01300366TV11? 分）（1 由蓋?呂薩克定律：TV337L?S?V （1分） a32V?V?L(S?S)L? （，則：1活塞向左移動分） a13b1L?L? 分） （121L 故活塞向左移動2MmS210，橫截面積5 10 kg，活塞質量kg12.如圖所示，豎直放置在水平面上的汽缸，其缸體質量325pa，活 m，活塞上部的汽缸里封閉一部分理想氣體，下部有氣孔1.010與外界相通，大氣壓強 Pa03k210 N/m的彈簧相連。