高考物理选考热学计算题三十五含答案与解析.docx

1、高考物理选考热学计算题三十五含答案与解析高考物理选考热学计算题(三十五)含答案与解析 评卷人 得 分 一计算题（共40小题）1有一块质量为24g 的橡皮泥置于水平桌面上其规格为长5cm宽4cm高1cm的长方体，小张同学将橡皮泥轻轻地放入盛满某种液体的烧杯中，发现橡皮泥下沉到烧杯底部，同时有部分液体从烧杯中溢出，他测得溢出液体的质量为18g取g10N/kg，请计算并回答：（1）橡皮泥对桌面的压强大小（2）这块橡皮泥的密度多大？（3）这块橡皮泥在液体中受到的浮力多大？2如图所示，一个容积为V的气缸，开口向上竖直放置在地面上，开口处有一卡圈，使活塞不能离开气缸，初始温度为300K，此时，已知封闭在缸

2、内的气体压强为p1，活塞刚好位于气缸中央求：（1）当温度上升到400K时，气缸内封闭气体的体积；（2）当温度上升到800K时，气缸内封闭气体的压强3内壁光滑的导热气缸竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭着压强为1.0105Pa、体积为2.0103m3的理想气体，大气压强为1.0105Pa现在活塞上方缓缓倒上沙子，使封闭气体的体积变为原来的一半，然后将气缸移出水槽，缓慢加热，使气体温度变为400K（1）求气缸内气体的最终体积；（2）在pV图上画出缸内气体的状态变化的整个过程4如图所示，有一长为L、右端开口的圆柱形气缸，一个质量不计的薄活塞封闭一定质量的理想气体，开始时活塞处在离

3、左端L处，气体温度为27，现对气体加热。求：当加热到427时，气体的压强。（已知外界大气压恒为p0，绝对零度为273，活塞阻力不计）5如图所示，一根粗细均匀的足够长玻璃管内有一段15cm高的水银柱，封闭了一定量的空气，大气压强相当于75cm水银柱产生的压强，管口竖直向下时，封闭空气柱长40cm，这时的温度为27，现将玻璃管慢慢侧转，使管口向上，再将封闭空气柱浸入87的热水中，求稳定后管内空气柱长度？6质量为M的雨滴从500m高处由静止下落，设它受到的平均阻力为重力的0.6倍，雨滴落地前所产生的热量有50%为其吸收，则落地前雨滴吸收多少热量？其温度升高多少？（g10m/s2，C水4.2103J/

4、kg）7某次科学实验中，从高温环境中取出一个如图所示的圆柱形导热汽缸，把它放在大气压强为P01atm、温度为t027的环境中自然冷却。该汽缸内壁光滑，容积为V1m3，开口端有一厚度可忽略的活塞。开始时，汽缸内密封有温度为t447、压强为p1.2atm的理想气体，将汽缸开口向右固定在水平面上，假设汽缸内气体的所有变化过程都是缓慢的。（）求活塞刚要向左移动时，汽缸内气体的温度t1；（）求最终汽缸内气体的体积V1；（）在整个过程中，汽缸内气体对外界做功还是外界对气体做功？汽缸内气体与外界传递的热量和气体内能的减少量的大小关系是怎样的？8如图所示，粗细均匀的薄壁U型管，左端上端封闭，右端开口且足够长。

5、温度为t127时，右管内水银面比左管高4cm，左管内空气柱长度L72cm，外界压强P076cmHg现使左管内空气温度缓慢下降，则当左管内水银面上升4cm时，管内气体的温度t2为多少？9图示为一上粗下细且下端开口的薄壁玻璃管，管内有一段被水银密闭的气体，下管足够长，图中管的截面积分别为S12cm2，S21cm2，管内水银长度为h1h22cm，封闭气体长度L10cm，大气压强为P076cmHg，气体初始温度为300K，若缓慢升高气体温度，试求：（1）当粗管内的水银刚被全部挤出时气体的温度；（2）当气体温度为525K时，水银柱上端距玻璃管底部的距离10如图所示，一气缸内由光滑的活塞封闭着一定量的气体

6、，平放在水平面上。已知活塞的质量为m，活塞的横截面积为S，大气压强为P0，重力加速度g，整个装置静止时，活塞距气缸底部的距离为h，假设气缸壁的导热性能很好，环境的温度保持不变。若用外力向右拉气缸，让整个装置向右做加速度为a的匀加速直线运动，当活塞和气缸达到相对静止时，求此时密闭气体的压强p1若将整个装置缓慢地逆时针旋转90，让整个装置静止在地面上，稳定后，求活塞相对气缸移动的距离d。11如图为气压式保温瓶的原理图，整个保温瓶的容积为V，现瓶中装有体积为的水，瓶中水的温度为T1，管内外液面一样高，瓶中水面离出水口的高度为h，已知水的密度为，大气压强为p0，不计管的体积，重力加速度为g。若从顶部向

7、下按活塞盖子，假设按压的过程缓慢进行且没有出现漏气现象，则瓶内空气压缩量至少为多少，才能将水压出？若瓶的气密性非常好，则瓶中气体的温度降为T2时，管内外液面高度差为多少？12如图所示，气缸放置在水平平台上；活塞质量为m8kg，横截面积为S40cm2，厚度为d1cm；气缸全长为l16cm（不含气缸底部的厚度），大气压强为p01.0105Pa当温度为t17时，活塞封闭的气柱长l08cm；若将气缸倒过来放置时，活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通。（g取10m/s2，不计活塞与气缸之间的摩擦）将气缸倒过来放置，若温度上升到t227，求此时气柱的长度（结果保留三位有效数字）；汽缸倒过来放置后，若

8、逐渐升高温度，发现活塞刚好接触平台，求此时气体的温度T。13汽缸里密封了一定质量的气体，通过活塞压缩对空气做了800J的功，同时汽缸向外散热为200J，压缩前缸内气压为P11.0105Pa，温度t127，体积V130L，压缩后缸内气压为P22.0105Pa，体积减成V220L汽缸与活塞间的摩擦不计，则此过程：（1）汽缸内的空气内能增加多少？（2）缸内空气温度升高了多少？14如图所示，一端封闭、粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置，管内用水银将一段气体封闭在管中。当温度为280K时，被封闭的气柱长L22cm，两边水银柱高度差h16cm，大气压强p076cmHg封闭气体的温度重新回到280K后为使

9、封闭气柱长度变为20cm，需向开口端注入的水银柱长度为多少？15两个侧壁绝热、底面积均为S10cm2的圆柱形容器下端由可忽略容积的细管连通组成。左容器足够高，上端敞开，右容器上端由导热材料封闭。容器内两个绝热的活塞A、B下方封有氮气，B上方封有氢气。大气的压强p01105pa，温度为T0280K，两个活塞质量均为m1kg。系统平衡时，各气体柱的高度如图所示。h10cm。现将系统的底部浸入恒温热水槽中，并在活塞A上加一质量为M的重物再次达到平衡使A回到图中初始位置，此时活塞B上升，氢气柱高度为8cm。氮气和氢气均可视为理想气体。（g10m/s2）求：（1）求此时B活塞上方氢气压强；（2）所加重物

10、的质量M；（3）水的温度。16如图所示，A、B两个气缸中装有体积均为10L、压强均为1atm（标准气压），温度均为27的空气，中间用细管连接，细管容积不计，管中以绝热活塞，不计摩擦，A气缸中的气体温度保持不变，A、B气缸截面积都为50cm2，现将B气缸中的气体升温到127，若要使细管中的活塞仍停在原位置，则A中左边活塞应向右推多少距离？（0为273K）17如图所示，两个边长为10cm的正方体密闭导热容器A、B，用一根很细的玻璃管连接，玻璃管的下端刚好与B容器的底部平齐，玻璃管竖直部分为L30cm，初始时刻阀门K1、K1均关闭，A容器和玻璃管充满水银，B容器中封闭气体的压强为15cmHg外界环境

11、温度保持不变（1）打开阀门K1，让水银缓慢流入B容器，求最终B容器中水银的高度；（2）再打开阀门K2，向B容器中充入p075cmHg的气体，使B容器中恰好没有水银，求充入气体的体积。18如图所示为上下端均开口的玻璃管，下管用一活塞封闭一定质量的理想气体，管内气体上部由水银柱封住，上下管足够长，上下管横截面积分别为S11.0cm2、S22.0cm2已知封闭气体初始温度为57，封闭气体柱长度为L22cm，初始时水银柱在上管中高度为h12.0cm，在下管中高度为h22.0cm。大气压强为76cmHg若保持活塞不动，缓慢升高气体温度，温度升高至多少时可将所有水银全部压入上管内？19已知水的密度1.01

12、03kg/m3，摩尔质量M1.8102kg/mol，阿伏伽德罗常数N6.021023mol1估算：（1）每个水分子的质量；（2）每个水分子所占的体积。（计算结果保留两位有效数字）20如图所示，某同学制作了一个简单的温度计，一个导热性能良好的容器连接横截面积为S的足够长的直管，用一滴水银封闭了一定质量的气体，当温度T0时水银滴停在O点，封闭气体的体积为V0，大气压强不变，不计水银与管壁间的摩擦。（1）若环境温度缓慢变化，试分析封闭气体的压强怎么变化。（2）若环境温度缓慢升高，求水银滴相对O点移动距离x随封闭气体热力学温度T的变化关系。21如图所示，一定质量的理想气体从状态A经等温过程到状态B此过

13、程中，气体温度t20，吸收的热量Q3.6102J，已知A状态的体积是1升，求（1）此过程中气体内能的增量；（2）此过程中气体是对外做功还是外界对气体做功，做的功是多少；（3）若气体先从状态A经等压变化到状态C，再经等容变化到状态B，则这个过程气体吸收的热量是多少？22如图所示，粗细均匀U型细玻璃管竖直放置，各部分水银柱的长度分别为L225cm，L325cm，L410cm，A端被封空气柱的常见为L160cm，BC在水平面上，整个装置处在恒温环境中，外界气压P075cmHg将玻璃管绕B点在纸面内沿逆时针方向缓慢旋转90至AB管水平，求此时被封空气柱的长度。23如图所示，一竖直放置的、长为L的细管下

14、端封闭，上端与大气（视为理想气体）相通，初始时管内气体温度为T现用一段水银柱从管口开始注入管内将气柱封闭，该过程中气体温度保持不变且没有气体漏出，平衡后管内上下两部分气柱长度比为1：3。（1）将管内气体加热，至水银面上端与管口相平，求此时气体的温度T1（2）若将管内下部气体温度降至，在保持温度T2不变，将管倒置，平衡后水银柱下端与管下端刚好平齐（没有水银漏出）。已知大气压强为p0，重力加速度为g。求水银柱的长度h和水银的密度。24如图所示，上端带卡环的绝热圆柱形汽缸竖直放置在水平地面上，汽缸内部被质量均为m的活塞A和活塞B分成高度相等的三个部分，下边两部分封闭有理想气体P和Q，活塞A导热性能良

15、好，活塞B绝热。两活塞均与汽缸接触良好，活塞厚度不计，忽略一切摩擦。汽缸下面有加热装置，初始状态温度均为T0，气缸的截面积为S，外界大气压强大小为且保持不变，现对气体Q缓慢加热。求：当活塞A恰好到达汽缸上端卡口时，气体Q的温度T1；活塞A恰接触汽缸上端卡口后，继续给气体Q加热，当气体P体积减为原体积时，气体Q的温度T2。25如图所示，固定的绝热汽缸内有一质量为m的“T”形绝热活塞（体积可忽略），距汽缸底部h0处连接一U形管（管内气体的体积忽略不计）。初始时，封闭气体温度为T0，活塞距离汽缸底部为1.5h0已知水银的密度为，大气压强为p0，汽缸横截面积为S，活塞竖直部分长为1.2h0，重力加速度

16、为g。试求：（1）初始时，两边水银柱的高度差h；（2）缓慢降低气体温度，“T”形绝热活塞刚好接触汽缸底部时的温度；（3）改变气体温度，两边水银面相平时的温度。26如图所示，竖直圆筒是固定不动的，上方粗桶横截面积是下方细筒的2倍，粗桶足够长。细筒中A、B两轻质活塞间封有空气（可视为理想气体），气柱长l030cm。活塞A上方的水银深H30cm，两活塞与筒壁间的摩擦不计。用外力托住活塞B，使之处于平衡状态，此时水银面与细筒上端相平。现使活塞B缓慢上移，直至水银恰好全部推入粗桶中，设在整个过程中气柱的温度不变，大气压强P075cmHg试求：（i）水银恰好全部被推入粗筒中时气柱的长度l；（）活塞B上移的

17、距离d。27一定质量理想气体经历如图所示的AB、BC、CA三个变化过程，已知TA300K，气体从CA的过程中做功为100J，同时吸热250J、已知气体的内能与温度成正比。求：（1）气体处于B状态时的温度TB；（2）气体处于C状态时的温度TC；（5）气体处于C状态时内能EC。28一定质量的理想气体由状态A经状态B变化到状态C的PV图象如图所示，已知阿伏伽德罗常数为6.01023mol1，在标准状态（压强p0latm、温度t00）下理想气体的摩尔体积都为22.4L，已知理想气体在状态C时的温度为27，求，（1）该气体在状态B时的温度；（2）该气体在标准状态下的体积；（3）该气体的分子数（计算结果保

18、留两位有效数字）。29如图所示，均匀的细玻璃管一端开口、一端封闭，管内长为h15cm的水银柱封闭着一定质量的理想气体。当玻璃管水平放置时，管内封闭的气柱长度为L130cm（如图甲），将玻璃管缓慢地转过90，使它开口向上（如图乙），已知大气压强p075cmHg，求：（1）管内气体的长度L2；（2）往玻璃管内缓慢加入水银，当封闭的气柱长度L320cm时，加入的水银柱长度h。30一支足够长且粗细均匀的玻璃管，倒插在深而大的水银槽中，玻璃管封闭的上端有一段45cm长的水银柱，管内下端水银面与槽内水银面相平，其间封有L130cm长的空气柱，如图所示，设环境温度保持不变。（已知大气压强p075cmHg）。

19、求：（1）管内水银柱与玻璃管的顶端间的压强；（2）将玻璃管缓慢上提多少距离后，管内水银柱与玻璃管的顶端间弹力恰好为零？31有一下粗上细且上端开口的薄壁玻璃管，管内有一部分水银封住密闭气体，上管足够长，图1中大小截面积分别为S13cm2、S21cm2，粗细管内水银长度分别为h1h22cm，封闭气体长度为L22cm。大气压强为p076cmHg，气体初始温度为57求：（1）若缓慢升高气体温度，升高至多少K方可将所有水银全部挤入细管内；（2）若温度升高至504K，液柱下端离开玻璃管底部的距离；（3）在图（2）中作出全过程的pV图象。32如图所示，右侧有挡板的导热气缸固定在水平地面上，气缸内部总长为41

20、cm，活塞横截面积为10cm2厚度为1cm，给活塞施加一向左的水平恒力F50N，稳定时活塞封闭的气柱长度为10cm。大气压强为1.0105pa，外界温度为27，不计摩擦。（1）若将恒力F方向改为水平向右，大小不变，稳定时活塞封闭气柱的长度；（2）若撤去外力F，将外界温度缓慢升高，当挡板对活塞的作用力大小为80N时求封闭气柱的温度。33如图为一简易火灾报警装置。其原理是：竖直放置的试管中装有水银，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发出报警的响声。27时，空气柱长度L1为30cm，水银上表面与导线下端的距离L2为10cm，管内水银柱的高度h为25cm。当温度达到多少摄氏度时，报警器会报警

21、？若水银柱上升过程中，被封闭气体吸收热量9102J，对外做功6102J，求封闭气体内能的变化量。34图所示，一水平放置的固定不动的足够长的圆柱形汽缸，用活塞封闭了一定质量的理想气体，初温为27，气柱长度l100cm，截面积S10cm2开始时，内、外气压均为105Pa，活塞与汽缸的最大静摩擦力为5N（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）求：（1）当气体温度缓慢升高到37时，气体的体积；（2）当气体温度缓慢升高到127时，活塞相对地面运动的位移。35如图所示，汽缸开口向下放置在支架上，支架固定于水平地面，厚活塞在汽缸的正中间，恰好将汽缸空间分为三等份，上端封闭着一定质量的气体为V0，气体可视为理想气体，

22、温度为T0，活塞与汽缸壁无摩擦、无漏气。现对气体加热，直到封闭气体即将泄漏为止。已知汽缸和活塞的质量均为m，其中，P0为大气压强，g为重力加速度，S为汽缸截面积。请用P0、T0、V0表示：（1）加热前，封闭气体的压强P；（2）即将泄漏时，封闭气体的温度Tm；（3）在VT图中作出封闭气体变化规律，并标明相关坐标。36如图所示，长L2m的均匀细管竖直放置，下端封闭，管内封有一定量的气体。现用一段长h25cm的水银柱从管口注入将气柱封闭，该过程中环境温度T0360K不变且不漏气。现将玻璃管移入恒温箱中倒置，稳定后水银柱下端与管口平齐（没有水银漏出）。已知大气压强为p075cmHg求注水银后气柱的长度

23、和恒温箱的温度各为多少？37如图所示，一根粗细均匀的玻璃管长为l100cm，玻璃管内气柱长40cm，下端封闭上端开口竖直放置，管内有一段长为H25cm的水银柱。已知环境温度为t27，热力学温度与摄氏温度的关系为Tt+273K，大气压强为p075cmHg。（1）如果将玻璃管缓缓放平（水银外溢），求玻璃管内气柱将变为多长（保留三位有效数字）？（2）如果保持玻璃管口向上，缓慢升高管内气体温度，当温度升高到多少摄氏度时，管内水银开始溢出？38如图，水平面上固定着两个内壁光滑的气缸A、B，横截面积相同的绝热活塞a、b用水平轻杆连接，将一定量的气体封闭在两气缸中，气缸A绝热，气缸B导热。开始时活塞静止，活

24、塞与各自气缸底部距离相等，B气缸中气体压强等于大气压强p01.0105Pa，A气缸中气体温度TA300K气缸外界温度保持不变，现通过电热丝加热A气缸中的气体，活塞缓慢移动，当B缸中气体体积变为开始状态的倍时，求：（1）B气缸气体的压强；（2）A气缸气体的温度。39如图，导热性能极好的气缸，高为L1m，开口向下固定在竖直平面内，气缸中有横截面积为S100cm2、质量为m10kg的光滑活塞，活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内。当外界温度为t27、大气压为p01105Pa时，气柱高度为l0.9m，汽缸和活塞的厚度均可忽略不计，取g10m/s2求：如果外界温度缓慢升高到恰使活塞移至汽缸开口处，求此时

25、外界温度为多少开；如果气体温度保持不变，将活塞缓慢拉至汽缸开口处，作用于活塞上的竖直拉力F的大小。40在装有食品的包装袋中充入氮气，可以起到保质作用。某厂家为检测包装袋的密封性，在包装中充满一定量的氮气，然后密封进行加压测试。现给某包装袋充入1.0g氮气后密封，在室温下，袋中气体压强为1个标准大气压、体积为0.8L将其缓慢压缩到压强为2个标准大气压，问：袋中气体的体积应为多大？经精确测量，袋中气体的体积为0.36L，试计算该包装袋漏掉氮气的质量。高考物理选考热学计算题(三十五)含答案与解析参考答案与试题解析一计算题（共40小题）1有一块质量为24g 的橡皮泥置于水平桌面上其规格为长5cm宽4c

26、m高1cm的长方体，小张同学将橡皮泥轻轻地放入盛满某种液体的烧杯中，发现橡皮泥下沉到烧杯底部，同时有部分液体从烧杯中溢出，他测得溢出液体的质量为18g取g10N/kg，请计算并回答：（1）橡皮泥对桌面的压强大小（2）这块橡皮泥的密度多大？（3）这块橡皮泥在液体中受到的浮力多大？【分析】（1）橡皮泥对地面的压力等于重力，根据P求解对地压强大小；（2）知道橡皮泥的规格可求体积，又知道橡皮泥的质量，根据密度公式求出其密度；（3）根据阿基米德原理可知橡皮泥受到的浮力等于溢出液体的重力，根据Gmg求出受到浮力的大小【解答】解：（1）橡皮泥对地面的压力等于重力，为：FGmg24103kg10N/kg0.2

27、4N；故对地压强为：P120Pa；（2）橡皮泥的体积：V5cm4cm1cm20cm3，橡皮泥的密度：；（3）根据阿基米德原理可得，橡皮泥受到的浮力：F浮G溢出18103kg10N/kg0.18N；答：（1）橡皮泥对桌面的压强大小为120Pa；（2）这块橡皮泥的密度为1.2g/cm3；（3）这块橡皮泥在液体中受到的浮力为0.18N【点评】本题考查了压力、压强、密度和浮力的计算，应用好密度公式和阿基米德原理是关键，可以认为是学弹力时对初中物理的复习2如图所示，一个容积为V的气缸，开口向上竖直放置在地面上，开口处有一卡圈，使活塞不能离开气缸，初始温度为300K，此时，已知封闭在缸内的气体压强为p1，

28、活塞刚好位于气缸中央求：（1）当温度上升到400K时，气缸内封闭气体的体积；（2）当温度上升到800K时，气缸内封闭气体的压强【分析】（1）缸内气体温度上升到400K的过程中，气体发生等压变化，根据盖吕萨克定律列式即可求解；（2）先求出活塞上升到卡圈时，缸内气体的温度，此后温度继续上升过程中发生等容变化，根据实验定律求解【解答】解：（1）当温度上升到400K的过程中，缸内气体压强不变，由盖吕萨克定律解得：（2）设温度上升到时，活塞刚好上升到卡圈处得此后继续上升的过程中，气体发生等容变化解得：答：（1）当温度上升到400K时，气缸内封闭气体的体积；（2）当温度上升到800K时，气缸内封闭气体的压

29、强【点评】本题考查了气体的等容和等压变化，注意应用公式时，温度为热力学温度难度不大，中档题3内壁光滑的导热气缸竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭着压强为1.0105Pa、体积为2.0103m3的理想气体，大气压强为1.0105Pa现在活塞上方缓缓倒上沙子，使封闭气体的体积变为原来的一半，然后将气缸移出水槽，缓慢加热，使气体温度变为400K（1）求气缸内气体的最终体积；（2）在pV图上画出缸内气体的状态变化的整个过程【分析】由题意可知，气体开始做的是等温变化，后来做等压变化，由玻意耳定律与盖吕萨克定律列方程，可以求出气体的最终体积；然后做出气体状态变化的PV图象【解答】解：（

30、1）在活塞上方倒沙的过程中温度保持不变，对气体，由玻意耳定律得，P0V0P1V1，代入数据解得：P12.0105Pa，在缓慢加热到127的过程中，气体压强保持不变，由盖吕萨克定律得，所以（2）第一个过程是等温过程，由PVC可知，P与V成反比，图象是反比例函数图象；第二个过程是等压过程，气体的压强不变，温度升高，体积变大，图象是一条平行于V轴的直线；整个物理过程的PV图象如图所示；答：（1）求气缸内气体的最终体积是1.47103m3；（2）图象如图所示【点评】本题难度不大，要知道缓慢倒沙子的过程的温度不变，难点是分析清楚气体状态变化的过程4如图所示，有一长为L、右端开口的圆柱形气缸，一个质量不计的薄活塞封闭一定质量的理想气体，开始时活塞处在离左端L处，气体温度为27，现对气体加热。求：当加热到427时，气体的压强。（已知外界大气压恒为p0，绝对零度为273，活塞阻力不计）【分析】开始加热活塞移动过程封闭气体作等压变化，根据盖吕萨克定律列式可求解活塞刚好到达最右端时缸内气体的温度。当加热到427时，气体做等容变化，根据查理定律可求解加热后气体的压强。【解答】解：设活塞刚到达气缸最右端时缸内气体的温度为气体发生等压变