（新課標(biāo)）2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 主題十二 熱學(xué) 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練52

（新課標(biāo)）2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 主題十二 熱學(xué) 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練521(2017·遼寧本溪聯(lián)考)如圖所示，粗細(xì)均勻的U形細(xì)玻璃管豎直放置，各部分水銀柱的長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)225 cm，L325 cm，L410 cm，A端被封閉空氣柱的長(zhǎng)度為L(zhǎng)160 cm，BC在水平面上，整個(gè)裝置處在恒溫環(huán)境中，外界氣壓p075 cmHg.將玻璃管繞B點(diǎn)在紙面內(nèi)沿逆時(shí)針?lè)较蚓徛D(zhuǎn)90°至AB管水平，求此時(shí)被封閉空氣柱的長(zhǎng)度解析設(shè)玻璃管的橫截面積為S，以cmHg為壓強(qiáng)單位開始p1p0g(L2L4)60 cmHg，V1L1S60 cm·S.將玻璃管繞B點(diǎn)沿逆時(shí)針?lè)较蚓徛D(zhuǎn)90°，假設(shè)CD管中還有水銀，p2p0gL3100 cmHg，V2L1S，由玻意耳定律有p1V1p2V2，解得L136 cm<(6010) cm，假設(shè)不成立設(shè)原水平管中有長(zhǎng)為x的水銀進(jìn)入左管，則p3p0gL3gx，V3(L1L4x)S，由玻意耳定律有p1V1p3V3，解得x10 cm<L3，所以L1(6010x) cm40 cm.答案40 cm2(2017·湖南、湖北八市十二校聯(lián)考)如圖所示，一個(gè)絕熱的汽缸豎直放置，內(nèi)有一個(gè)絕熱且光滑的活塞，汽缸中間有一個(gè)固定的導(dǎo)熱性良好的隔板，隔板將汽缸分成兩部分，分別密封著兩部分理想氣體A和B.活塞的質(zhì)量為m，橫截面積為S，與隔板相距h.現(xiàn)通過(guò)電熱絲緩慢加熱氣體，當(dāng)A氣體吸收熱量Q時(shí)，活塞上升了h，此時(shí)氣體的溫度為T1.已知大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度為g.(1)加熱過(guò)程中，若A氣體內(nèi)能增加了E1，求B氣體內(nèi)能增加量E2；(2)現(xiàn)停止對(duì)氣體加熱，同時(shí)在活塞上緩慢添加砂粒，當(dāng)活塞恰好回到原來(lái)的位置時(shí)A氣體的溫度為T2.求此時(shí)添加砂粒的總質(zhì)量m.解析(1)B氣體對(duì)外做功WpSh(p0Smg)h，由熱力學(xué)第一定律得E1E2QW，解得E2Q(mgp0S)hE1.(2)B氣體的初狀態(tài)p1p0，V12hS，熱力學(xué)溫度為T1；B氣體的末狀態(tài)p2p0，V2hS，熱力學(xué)溫度為T2.由理想氣態(tài)狀態(tài)方程得，解得m.答案(1)Q(mgp0S)hE1(2)3(2017·河北衡水中學(xué)七調(diào))如圖甲、乙所示，汽缸由兩個(gè)橫截面不同的圓筒連接而成，活塞A、B被長(zhǎng)度為l0.9 m的輕質(zhì)剛性細(xì)桿連接在一起，可無(wú)摩擦移動(dòng)，A、B的質(zhì)量分別為mA12 kg、mB8.0 kg，橫截面積分別為SA4.0×102 m2、SB2.0×102 m2.一定質(zhì)量的理想氣體被封閉在兩活塞之間，活塞外側(cè)大氣壓強(qiáng)p01.0×105 Pa.重力加速度g取10 m/s2.(1)圖甲所示是汽缸水平放置達(dá)到的平衡狀態(tài)，活塞A與圓筒內(nèi)壁凸起面恰好不接觸，求被封閉氣體的壓強(qiáng)(2)保持溫度不變使汽缸豎直放置，平衡后達(dá)到如圖乙所示位置，求活塞A沿圓筒發(fā)生的位移大小解析(1)汽缸處于題圖甲所示位置時(shí)，設(shè)汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p1，對(duì)于活塞和桿，由平衡條件得p0SAp1SBp1SAp0SB，代入數(shù)據(jù)解得p11.0×105 Pa(2)汽缸處于題圖乙所示位置時(shí)，設(shè)汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p2，對(duì)于活塞和桿，由平衡條件得p0SAp2SBp2SSp0SB(mAmB)g，代入數(shù)據(jù)解得p20.9×105 Pa.由玻意耳定律可得p1lSBp2lSBx(SASB)代入數(shù)據(jù)解得x0.1 m.答案(1)1.0×105 Pa(2)0.1 m4.(2017·山西長(zhǎng)治聯(lián)考)如圖所示，一絕熱汽缸倒立豎在兩水平臺(tái)面上，缸內(nèi)一光滑活塞密封了一定質(zhì)量的理想氣體；在活塞下掛有一物塊，活塞與物塊的總重量G30 N，活塞的橫截面積S3×103 m2.活塞靜止時(shí)，缸內(nèi)氣體溫度t127 ，體積V13×103 m3，外界的大氣壓強(qiáng)恒為p01.0×105 Pa，缸內(nèi)有一個(gè)電熱絲，電熱絲的電阻值恒為R5 ，電源電動(dòng)勢(shì)E18 V、內(nèi)阻r1 ，閉合開關(guān)20 s后，活塞緩慢下降高度h0.1 m，求：(1)20 s內(nèi)氣體內(nèi)能的變化量；(2)20 s末缸內(nèi)氣體的溫度解析(1)設(shè)缸內(nèi)氣體初態(tài)壓強(qiáng)為p1，對(duì)活塞由受力平衡有p0GGp1S，在電熱絲對(duì)氣體加熱20 s的過(guò)程中，外界對(duì)氣體做的功為Wp1Sh，電熱絲產(chǎn)生的熱量為QI2Rt，其中I，根據(jù)熱力學(xué)第一定律有UWQ，解得U873 J，即氣體的內(nèi)能增加了873 J.(2)氣體做等壓膨脹，由蓋呂薩克定律有，代入數(shù)據(jù)解得T2330 K，即缸內(nèi)氣體的溫度為t2(330273) 57 .答案(1)增加873 J(2)57 5.(2017·江西贛州聯(lián)考)如圖所示，用質(zhì)量為m、橫截面積為S的可動(dòng)水平活塞將一定質(zhì)量的理想氣體密封于懸掛在天花板上的汽缸中，當(dāng)環(huán)境的熱力學(xué)溫度為T0時(shí)，活塞與汽缸底部的高度差為h0.由于環(huán)境溫度逐漸降低，活塞緩緩向上移動(dòng)距離h.若外界大氣壓恒為p0，密封氣體的內(nèi)能U與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系為UkT(k為正常數(shù))，汽缸導(dǎo)熱良好，與活塞間的摩擦不計(jì)，重力加速度為g，求此過(guò)程中：(1)外界對(duì)密封氣體做的功W；(2)密封氣體向外界放出的熱量Q.解析(1)活塞緩緩移動(dòng)的過(guò)程中，封閉氣體做等壓變化，有WpSh，其中pSp0Smg，解得W(p0Smg)h.(2)根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，該過(guò)程中氣體減少的內(nèi)能為UQW，由UkT可知UkT，此處T僅為數(shù)值根據(jù)蓋呂薩克定律有，解得Qh.答案(1)(p0Smg)h(2)h6.(2017·遼寧沈陽(yáng)模擬)如圖所示，上端封閉、下端開口的玻璃管豎直放置，管長(zhǎng)為55 cm，其中有一段長(zhǎng)為6 cm的水銀柱，將長(zhǎng)為20 cm的空氣柱A封閉在管的上部，空氣柱B和大氣連通現(xiàn)用一小活塞將管口封住，并將活塞緩慢往上壓，當(dāng)水銀柱上升4 cm時(shí)停止上壓已知外界大氣壓恒為76 cmHg，上壓過(guò)程氣體溫度保持不變，A、B均為理想氣體，求：(1)氣體A、B末狀態(tài)的壓強(qiáng)；(2)試分析此過(guò)程中B氣體是吸熱還是放熱？解析(1)設(shè)氣體A的初態(tài)壓強(qiáng)為pA，pAp柱p0，設(shè)末態(tài)時(shí)氣體A的長(zhǎng)度為lA，lAlAl，氣體A發(fā)生等溫變化，有pAlASpAlAS，解得pA87.5 cmHg，設(shè)氣體B的末態(tài)壓強(qiáng)為pB，得pBpAp柱93.5 cmHg.(2)氣體B的初態(tài)：壓強(qiáng)為p0，長(zhǎng)度為lB，lBLlAl柱29 cm，氣體B發(fā)生等溫變化，有pBlBSpBlBS，解得lB23.6 cm，lB<lB，氣體B的變化是等溫壓縮，由熱力學(xué)第一定律可知：氣體B要放熱答案(1)87.5 cmHg93.5 cmHg(2)放熱