2018年高考聯(lián)考君之名?？碱}沖擊波 【模塊九活塞封閉氣體類問題】-大聯(lián)考自主命題-文檔

第頁練習(xí)題如圖所示，豎直放置在地面上的結(jié)構(gòu)相似的絕熱氣缸A與導(dǎo)熱氣缸B，由剛性輕質(zhì)細(xì)桿連接的絕熱活塞與兩氣缸間均無摩擦，已知兩氣缸的橫截面積之比SA：SB=2：1，兩氣缸內(nèi)裝有某理想氣體。開始時氣缸中的活塞與缸底的距離均為L，溫度均為T0，已知外界大氣壓為p0，現(xiàn)緩慢加熱A中氣體，停止加熱達(dá)到穩(wěn)定后，A中氣體溫度變?yōu)樵瓉淼?.5倍，設(shè)環(huán)境溫度始終保持不變?；钊馁|(zhì)量、氣缸壁的厚度均忽略不計(jì)，氣缸B的質(zhì)量是，（題中對應(yīng)溫度為熱力學(xué)溫度）求：（i）初始狀態(tài)時，B氣缸中的氣體壓強(qiáng)；（ⅱ）停止加熱達(dá)到穩(wěn)定后，氣缸B上升的高度。2.如圖所示，氣缸中封閉著溫度為100℃的空氣，一重物用輕繩經(jīng)輕滑輪跟氣缸中的活塞相連接，不計(jì)繩與滑輪間的摩擦，重物和活塞都處于平衡狀態(tài)，這時活塞離氣缸底的高度為10cm．如果缸內(nèi)空氣變?yōu)?℃，則：重物是上升還是下降？這時重物從原處移動了多少厘米？（設(shè)活塞與氣缸壁間無摩擦）3.如圖所示，一水平放置的薄壁圓柱形容器內(nèi)壁光滑，長為L，底面直徑為D，其右端中心處開有一圓孔，質(zhì)量為m的理想氣體被活塞封閉在容器內(nèi)，器壁導(dǎo)熱良好，活塞可沿容器內(nèi)壁自由滑動，其質(zhì)量、厚度均不計(jì)，開始時氣體溫度為300K，活塞與容器底部相距L，現(xiàn)對氣體緩慢加熱，已知外界大氣壓強(qiáng)為p0，求溫度為480K時氣體的壓強(qiáng)。答案1.（1）初始狀態(tài)時，B氣缸中的氣體壓強(qiáng)為（2）停止加熱達(dá)到穩(wěn)定后，氣缸B上升的高度為0.5L。解析：（1）設(shè)初態(tài)時，氣缸B中的氣體壓強(qiáng)pB，對活塞B由平衡條件得：pBSB+Mg=p0SB解得：pB=（2）加熱膨脹前后氣缸A、B的壓強(qiáng)均不變，對氣缸A內(nèi)封閉氣體，由蓋-呂薩克定律得，解得：。對氣缸B，氣體溫度不變，所以B內(nèi)氣體的體積也不變，因此穩(wěn)定后氣缸A中活塞上升的高度就等于氣缸B上升的高度為：h=1.5L-L=0.5L2.重物是上升重物從原處移動了2.6厘米解析：①設(shè)重物的質(zhì)量為m，活塞的橫截面積為S，則缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)：p0、m、S都不變，氣體溫度發(fā)生變化時氣體壓強(qiáng)不變，氣體發(fā)生等壓變化，由題意可知，缸內(nèi)氣體溫度降低，由概率薩克定律可知，氣體體積減小，故活塞下移，重物上升．②分析可知缸內(nèi)氣體作等壓變化．設(shè)活塞截面積為Scm2，氣體初態(tài)體積V1=10Scm3，溫度T1=373K，末態(tài)溫度T2=273K，體積設(shè)為V2=hScm3，h為活塞到缸底的距離），由蓋呂薩克定律得：，解得：h=7.4cm則重物上升高度△h=10-7.4=2.6cm；3.溫度為480K時氣體的壓強(qiáng)為解析：開始加熱時，在活塞移動的過程中，氣體做等圧変化。設(shè)活塞緩慢移動