2022年人教版物理選修3-3熱學(xué)計(jì)算題專(zhuān)項(xiàng)突破訓(xùn)練

1、精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載熱學(xué)運(yùn)算題（二）1. 如下列圖,一根長(zhǎng)l=100cm .一端封閉的細(xì)玻璃管開(kāi)口向上豎直放置,管內(nèi)用h=25cm 長(zhǎng)的水銀柱封閉了一段長(zhǎng)l1=30cm 的空氣柱已知大氣壓強(qiáng)為75cmhg ,玻璃管四周環(huán)境溫度為27求： 如將玻璃管緩慢倒轉(zhuǎn)至開(kāi)口向下,玻璃管中氣柱將變成多長(zhǎng)？如使玻璃管開(kāi)口水平放置,緩慢上升管內(nèi)氣體溫度,溫度最高上升到多少攝氏度時(shí),管內(nèi)水銀不能溢出2. 如下列圖,兩端開(kāi)口.粗細(xì)勻稱的長(zhǎng)直u 形玻璃管內(nèi)由兩段水銀柱封閉著長(zhǎng)度為15cm 的空氣柱,氣體溫度為 300k 時(shí),空氣柱在u 形管的左側(cè)（ i ）如保持氣體的溫度不變,從左側(cè)開(kāi)口處緩慢地注入25

2、cm 長(zhǎng)的水銀柱,管內(nèi)的空氣柱長(zhǎng)為多少？（ ii ）為了使空氣柱的長(zhǎng)度復(fù)原到15cm,且回到原位置,可以向u 形管內(nèi)再注入一些水銀,并轉(zhuǎn)變氣體 的溫度,應(yīng)從哪一側(cè)注入長(zhǎng)度為多少的水銀柱？氣體的溫度變?yōu)槎嗌?？（大氣壓?qiáng)p0=75cmhg ,圖中標(biāo)注的長(zhǎng)度單位均為cm）3. 如下列圖, u 形管兩臂粗細(xì)不等,開(kāi)口向上,右端封閉的粗管橫截面積為開(kāi)口的細(xì)管的三倍,管中裝入水銀,大氣壓為76cmhg ；左端開(kāi)口管中水銀面到管口距離為11cm,且水銀面比封閉管內(nèi)高4cm,封閉 管內(nèi)空氣柱長(zhǎng)為11cm；現(xiàn)在開(kāi)口端用小活塞封住,并緩慢推動(dòng)活塞,使兩管液面相平,推動(dòng)過(guò)程中兩管的氣體溫度始終不變,試求：粗管中氣體

3、的最終壓強(qiáng)；活塞推動(dòng)的距離；1精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載4. 如下列圖,內(nèi)徑粗細(xì)勻稱的u 形管豎直放置在溫度為7的環(huán)境中,左側(cè)管上端開(kāi)口,并用輕質(zhì)活塞封閉有長(zhǎng)l 1=14cm ,的抱負(fù)氣體,右側(cè)管上端封閉,管上部有長(zhǎng)l 2=24cm 的抱負(fù)氣體,左右兩管內(nèi)水銀面高度差 h=6cm ,如把該裝置移至溫度恒為27的房間中（依舊豎直放置）,大氣壓強(qiáng)恒為p0=76cmhg ,不計(jì)活塞與管壁間的摩擦,分別求活塞再次平穩(wěn)時(shí)左.右兩側(cè)管中氣體的長(zhǎng)度5. 如下列圖,開(kāi)口向上豎直放置的內(nèi)壁光滑氣缸,其側(cè)壁為絕熱的,底部導(dǎo)熱,內(nèi)有兩個(gè)質(zhì)量均為 m 的密閉活塞,活塞a 導(dǎo)熱,活塞b 絕熱,將缸內(nèi)

4、抱負(fù)氣體分成.兩部分初狀態(tài)整個(gè)裝置靜止不動(dòng)且處于平穩(wěn)狀態(tài),.兩部分氣體的高度均為l 0,溫度為t0設(shè)外界大氣壓強(qiáng)為p0 保持不變,活塞橫截面積為s,且 mg=p 0s,環(huán)境溫度保持不變求：在活塞a 上逐步添加鐵砂,當(dāng)鐵砂質(zhì)量等于2m 時(shí),兩活塞在某位置重新處于平穩(wěn),活塞b 下降的高度6. 如圖,在固定的氣缸 a 和 b 中分別用活塞封閉肯定質(zhì)量的抱負(fù)氣體,活塞面積之比為 sa ： sb=1： 2, 兩活塞以穿過(guò) b 的底部的剛性細(xì)桿相連,可沿水平方向無(wú)摩擦滑動(dòng)兩個(gè)氣缸都不漏氣初始時(shí), a. b 中氣體的體積皆為 v 0,溫度皆為 t0=300k a 中氣體壓強(qiáng) pa =1.5p0, p0 為氣

5、缸外的大氣壓強(qiáng)現(xiàn)對(duì) a 加1精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載熱,使其中氣體的體積增大4v 0,溫度升到某一溫度t同時(shí)保持b 中氣體的溫度不變求此時(shí)a 中氣精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載體壓強(qiáng)（用p0 表示結(jié)果）和溫度（用熱力學(xué)溫標(biāo)表達(dá)）2精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載7.如下列圖為一簡(jiǎn)易火災(zāi)報(bào)警裝置.其原理為：豎直放置的試管中裝有水銀,當(dāng)溫度上升時(shí), 水銀柱上升,使電路導(dǎo)通,蜂鳴器發(fā)出報(bào)警的響聲.27時(shí),空氣柱長(zhǎng)度l1 為 20cm,水銀上表面與導(dǎo)線下端的距離l 2 為 10cm,管內(nèi)水銀柱的高度h 為 13cm,大氣壓強(qiáng) p0=75cmhg.（1

6、）當(dāng)溫度達(dá)到多少攝氏度時(shí),報(bào)警器會(huì)報(bào)警？（2）假如要使該裝置在87時(shí)報(bào)警,就應(yīng)當(dāng)再往玻璃管內(nèi)注入多少cm 高的水銀柱？8. 如下列圖,導(dǎo)熱氣缸a 與導(dǎo)熱氣缸b 均固定于地面,由剛性桿連接的導(dǎo)熱活塞與兩氣缸間均無(wú)摩擦,兩活塞面積sa .sb 的比值4： 1,兩氣缸都不漏氣；初始狀態(tài)系統(tǒng)處于平穩(wěn),兩氣缸中氣體的長(zhǎng)度皆為7l ,溫度皆為t0=27, a 中氣體壓強(qiáng)pa= 8 p0 ,p0 為氣缸外的大氣壓強(qiáng)；（）求 b 中氣體的壓強(qiáng)；精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載（）如使環(huán)境溫度緩慢上升,并且大氣壓保持不變,求在活塞移動(dòng)位移為度？l 時(shí)環(huán)境溫度為多少攝氏2精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 -

7、 - - 歡迎下載9. 如圖,兩氣缸ab粗細(xì)勻稱,等高且內(nèi)壁光滑,其下部由體積可忽視的細(xì)管連通；a 的直徑為b 的 2倍, a 上端封閉, b 上端與大氣連通；兩氣缸除a 頂部導(dǎo)熱外,其余部分均絕熱兩氣缸中各有一厚度 可忽視的絕熱輕活塞a.b,活塞下方充有氮?dú)?活塞a 上方充有氧氣；當(dāng)大氣壓為p0,外界和氣缸內(nèi)氣1精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載體溫度均為7且平穩(wěn)時(shí),活塞a 離氣缸頂?shù)木嚯x為氣缸高度的4,活塞 b 在氣缸的正中心精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載（）現(xiàn)通過(guò)電阻絲緩慢加熱氮?dú)?當(dāng)活塞b 升至頂部時(shí),求氮?dú)獾臏?/p>

8、度；（）連續(xù)緩慢加熱,使活塞a 上升,當(dāng)活塞a 上升的距離為氣缸高度的1 時(shí),求氧氣的壓強(qiáng)16精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載3精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載10. a.b 汽缸的水平長(zhǎng)度均為20 cm.截面積均為10 cm2,c 為可在汽缸內(nèi)無(wú)摩擦滑動(dòng)的.精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載體積不計(jì)的活塞, d 為閥門(mén)整個(gè)裝置均由導(dǎo)熱材料制成起初閥門(mén)關(guān)閉,a 內(nèi)有壓強(qiáng)pa 精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載b4.0 ×105 pa 的氮?dú)?b 內(nèi)有壓強(qiáng) p2.0 ×105 pa 的氧氣閥門(mén)打開(kāi)后,活塞c 向右移動(dòng),最后達(dá)

9、到平穩(wěn)求活塞c 移動(dòng)的距離及平穩(wěn)后b 中氣體的壓強(qiáng)11.如下列圖,內(nèi)壁光滑長(zhǎng)度為4l .橫截面積為s 的汽缸 a .b ,a 水平. b 豎直固定,之間由一段容積可忽視的細(xì)管相連,整個(gè)裝置置于溫度27.大氣壓為p0 的環(huán)境中,活塞c. d 的質(zhì)量及厚度均忽視不精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載計(jì)原長(zhǎng)3l.勁度系數(shù)k3 p0 s的輕彈簧,一端連接活塞c.另一端固定在位于汽缸a 缸口的 o 點(diǎn)開(kāi)l精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載始活塞 d 距汽缸 b 的底部 3l 后在 d 上放一質(zhì)量為m（ 1）穩(wěn)固后活塞d 下降的距離；p0

10、 s的物體求：g精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載（ 2）轉(zhuǎn)變汽缸內(nèi)氣體的溫度使活塞d 再回到初位置,就氣體的溫度應(yīng)變?yōu)槎嗌伲?精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載答案解析1.解：以玻璃管內(nèi)封閉氣體為討論對(duì)象,設(shè)玻璃管橫截面積為s, 初態(tài)壓強(qiáng)為：p1=p0+h=75+25=100cmhg , v 1=l 1s=30s,倒轉(zhuǎn)后壓強(qiáng)為：p2=p0 h=75 25=50cmhg ,v 2=l 2s,由玻意耳定律可得：p1l 1=p2l 2 ,100 ×30s=50 ×l 2s,解得： l 2=60cm ； t 1=273+27=300k ,當(dāng)水銀柱與管口相平

11、常,管中氣柱長(zhǎng)為：l 3=l h=100 25cm=75cm ,體積為： v 3=l 3s=75s,p3 =p0h=75 25=50cmhg , 由抱負(fù)氣體狀態(tài)方程可得：代入數(shù)據(jù)解得：t3=375k ,t=102 2.解：（）由于氣柱上面的水銀柱的長(zhǎng)度為25cm,所以右側(cè)水銀柱的液面的高度比氣柱的下表面高25cm,所以右側(cè)的水銀柱的總長(zhǎng)度為25+5=30cm ,試管的下面與右側(cè)段的水銀柱的總長(zhǎng)45cm,所以在左 側(cè)注入 25cm 長(zhǎng)的水銀后,設(shè)有長(zhǎng)度為x 的水銀處于底部水平管中,就50x=45解得 x=5cm即 5cm 水銀處于底部的水平管中,末態(tài)壓強(qiáng)為75+ （ 25+25） 5=120cm

12、hg ,由玻意耳定律 p1 v1=p2v 2代入數(shù)據(jù),解得：l 2=12.5cm（）由水銀柱的平穩(wěn)條件可知需要也向右側(cè)注入25cm 長(zhǎng)的水銀柱才能使空氣柱回到a .b 之間這時(shí)空氣柱的壓強(qiáng)為：p3 =（75+50 ） cmhg=125cmhg由查理定律,有：=解得 t 3=375k3. 88cmhg ； 4 5cm設(shè)左管橫截面積為s,就右管橫截面積為3s,以右管封閉氣體為討論對(duì)象初狀態(tài)p1 80 cmhg , v 1 11×3s 33s,兩管液面相平常,sh1 3sh2, h1 h2 4 cm,解得 h2 1 cm,此時(shí)右端封閉管內(nèi)空氣柱長(zhǎng)l 10 cm,v 2 10×3s

13、 30s氣體做等溫變化有p1v 1 p2v 25精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載即 80×33s p2×30s解得 p2 88cmhg以左管被活塞封閉氣體為討論對(duì)象p1 76 cmhg , v 1 11s,p2 p2 88 cmhg氣體做等溫變化有p1v1 p2v2解得 v 2 9 5s活塞推動(dòng)的距離為l 11 cm 3 cm 95 cm 4 5cm4. 解：設(shè)管的橫截面積為s,活塞再次平穩(wěn)時(shí)左側(cè)管中氣體的長(zhǎng)度為l ,左側(cè)管做等壓變化,就有：其中,t=280k , t=300k,解得：設(shè)平穩(wěn)時(shí)右側(cè)管氣體長(zhǎng)度增加x,就由抱負(fù)氣體狀態(tài)方程可知：其中,h=6cmhg

14、 解得： x=1cm所以活塞平穩(wěn)時(shí)右側(cè)管中氣體的長(zhǎng)度為25cm5. 解：對(duì) i 氣體,初狀態(tài),末狀態(tài)由玻意耳定律得：所以,對(duì) ii 氣體,初狀態(tài),末狀態(tài)由玻意耳定律得：所以, l2=l0 b 活塞下降的高度為：=l0；6. 解：活塞平穩(wěn)時(shí),由平穩(wěn)條件得： pa sa+pb sb =p0 （sa +sb ）, pa as+pbbs=p0（ sa+sb）,已知 sb=2sa,6精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載b 中氣體初.末態(tài)溫度相等,設(shè)末態(tài)體積為vb ,由玻意耳定律得：pb vb =pbv 0,設(shè) a 中氣體末態(tài)的體積為v a,由于兩活塞移動(dòng)的距離相等,故有=,對(duì) a 中氣體,由抱

15、負(fù)氣體狀態(tài)方程得：,代入數(shù)據(jù)解得：pb=, pb=, pa =20p,v a=, vb =, t a =500k ,7. 177 8 cm封閉氣體做等壓變化,設(shè)試管橫截面積為s,就初態(tài)： v1=20s, t1=300k,末態(tài)： v2=30s,由蓋呂薩克定精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載律可得：v1 = v2 tt2,解得 t2=450k,所以 t 2=177精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載 設(shè) 當(dāng) 有xcm 水 銀 柱 注 入 時(shí) 會(huì) 在87 報(bào) 警 , 由 理 想 氣 體 狀 態(tài) 方 程 可 得 ：代入數(shù)據(jù)解得x=8

16、cm8. 解：（ 1）設(shè)初態(tài)汽缸b 內(nèi)的壓強(qiáng)為pb,對(duì)兩活塞及剛性桿組成的系統(tǒng)由平穩(wěn)條件有： pa sa +p0sb =pbsb+p0sa據(jù)已知條件有：sa ： sb=4： 1 聯(lián)立有：pb =；p1v1 =t1p2v2,t2精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載（ 2）設(shè)末態(tài)汽缸a 內(nèi)的壓強(qiáng)為pa ',汽缸b 內(nèi)的壓強(qiáng)為pb',環(huán)境溫度由上升至的過(guò)程中活塞向右移動(dòng)位移為 x ,就對(duì)汽缸 a 中的氣體由抱負(fù)氣體狀態(tài)方程得：對(duì)汽缸 b 中的氣體,由抱負(fù)氣體狀態(tài)方程得：對(duì)末態(tài)兩活塞及剛性桿組成的系統(tǒng)由平穩(wěn)條件有：pa 'sa +p 0sb=pb 'sb+p0

17、sa聯(lián)立得：t=4029. 解：（）活塞b 升至頂部的過(guò)程中,活塞a 不動(dòng),活塞a.b 下方的氮?dú)饨?jīng)受等壓過(guò)程設(shè)氣缸 a 的容積為v 0,氮?dú)獬鯌B(tài)體積為v 1,溫度為t 1,末態(tài)體積為v 2,溫度為t2,按題意,氣缸b 的容積為v 0,就得：v 1=v 0+.v 0=v 0,7精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載v 2=v 0+v 0=v 0,依據(jù)蓋 .呂薩克定律得：=, 由式和題給數(shù)據(jù)得：t2=320k ； （）活塞b 升至頂部后,由于連續(xù)緩慢加熱,活塞a 開(kāi)頭向上移動(dòng),直至活塞上升的距離為氣缸高度的時(shí),活塞a 上方的氧氣經(jīng)受等溫過(guò)程,設(shè)氧氣初態(tài)體積為v 1,壓強(qiáng)為p1,末態(tài)體積為v 2,壓強(qiáng)為p2 ,由題給數(shù)據(jù)有,v 1=v 0,p1 =0p, v 2= v 0,由玻意耳定律得：p1 v1 =2pv2,由式得：p2=p0精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載10. 6.7 cm3×105 pa解析：由玻意耳定律,對(duì)a 部分氣體有pa lsp lx s精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載對(duì) b 部分氣體有pb lsp lxs精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料精