2019高考物理三輪沖刺 大題提分 大題精做16 熱學(xué).docx

大題精做十六 熱學(xué)1【2018全國模擬卷】如圖，一豎直放置的氣缸上端開口，氣缸壁內(nèi)有卡口a和b，a、b間距為h，a距缸底的高度為H；活塞只能在a、b間移動(dòng)，其下方密封有一定質(zhì)量的理想氣體。已知活塞質(zhì)量為m，面積為S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均絕熱，不計(jì)他們之間的摩擦。開始時(shí)活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)，上、下方氣體壓強(qiáng)均為p0，溫度均為T0?，F(xiàn)用電熱絲緩慢加熱氣缸中的氣體，直至活塞剛好到達(dá)b處。求此時(shí)氣缸內(nèi)氣體的溫度以及在此過程中氣體對(duì)外所做的功。重力加速度大小為g?！窘馕觥坑捎诨钊幱谄胶鉅顟B(tài)所以可以利用活塞處于平衡狀態(tài)，求封閉氣體的壓強(qiáng)，然后找到不同狀態(tài)下氣體參量，計(jì)算溫度或者體積。開始時(shí)活塞位于a處，加熱后，汽缸中的氣體先經(jīng)歷等容過程，直至活塞開始運(yùn)動(dòng)。設(shè)此時(shí)汽缸中氣體的溫度為T1，壓強(qiáng)為p1，根據(jù)查理定律有p0T0=p1T1根據(jù)力的平衡條件有p1S=p0S+mg聯(lián)立式可得T1=1+mgp0ST0此后，汽缸中的氣體經(jīng)歷等壓過程，直至活塞剛好到達(dá)b處，設(shè)此時(shí)汽缸中氣體的溫度為T2；活塞位于a處和b處時(shí)氣體的體積分別為V1和V2。根據(jù)蓋呂薩克定律有V1T1=V2T2式中V1=SHV2=S（H+h）聯(lián)立式解得T2=1+hH1+mgp0ST0從開始加熱到活塞到達(dá)b處的過程中，汽缸中的氣體對(duì)外做的功為W=p0S+mgh故本題答案是：W=p0S+mgh1【2018年（新課標(biāo)I卷)】如圖，容積為V的汽缸由導(dǎo)熱材料制成，面積為S的活塞將汽缸分成容積相等的上下兩部分，汽缸上部通過細(xì)管與裝有某種液體的容器相連，細(xì)管上有一閥門K。開始時(shí)，K關(guān)閉，汽缸內(nèi)上下兩部分氣體的壓強(qiáng)均為p0，現(xiàn)將K打開，容器內(nèi)的液體緩慢地流入汽缸，當(dāng)流入的液體體積為V8時(shí)，將K關(guān)閉，活塞平衡時(shí)其下方氣體的體積減小了V6，不計(jì)活塞的質(zhì)量和體積，外界溫度保持不變，重力加速度大小為g。求流入汽缸內(nèi)液體的質(zhì)量?！窘馕觥吭O(shè)活塞再次平衡后，活塞上方氣體的體積為V1，壓強(qiáng)為p1；下方氣體的體積為V2，壓強(qiáng)為p2。在活塞下移的過程中，活塞上、下方氣體的溫度均保持不變，由玻意耳定律得p0V2=p1V1p0V2=p2V2由已知條件得V1=V2+V6-V8=1324VV2=V2-V6=V3設(shè)活塞上方液體的質(zhì)量為m，由力的平衡條件得p2S=p1S+mg聯(lián)立以上各式得m=15p0S26g2【2018全國III卷】在兩端封閉、粗細(xì)均勻的U形細(xì)玻璃管內(nèi)有一股水銀柱，水銀柱的兩端各封閉有一段空氣。當(dāng)U形管兩端豎直朝上時(shí)，左、右兩邊空氣柱的長度分別為l1=18.0 cm和l2=12.0 cm，左邊氣體的壓強(qiáng)為12.0 cmHg?，F(xiàn)將U形管緩慢平放在水平桌面上，沒有氣體從管的一邊通過水銀逸入另一邊。求U形管平放時(shí)兩邊空氣柱的長度。在整個(gè)過程中，氣體溫度不變?！窘馕觥吭O(shè)U形管兩端豎直朝上時(shí)，左、右兩邊氣體的壓強(qiáng)分別為p1和p2。U形管水平放置時(shí)，兩邊氣體壓強(qiáng)相等，設(shè)為p，此時(shí)原左、右兩邊氣體長度分別變?yōu)閘1和l2。由力的平衡條件有p1=p2+g（l1-l2）式中為水銀密度，g為重力加速度大小。由玻意耳定律有p1l1=pl1p2l2=pl2l1l1=l2l2由式和題給條件得l1=22.5 cml2=7.5 cm3【湖南省洞口一中2018屆高三模擬】一粗細(xì)均勻的U形管ABCD的A端封閉，D端與大氣相通用水銀將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在U形管的AB一側(cè)，并將兩端向下豎直放置，如圖所示此時(shí)AB側(cè)的氣體柱長度l1=25cm管中AB、CD兩側(cè)的水銀面高度差h1=5cm現(xiàn)將U形管緩慢旋轉(zhuǎn)180，使A、D兩端在上，在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中沒有水銀漏出已知大氣壓強(qiáng)p0=76cmHg求旋轉(zhuǎn)后，AB、CD兩側(cè)的水銀面高度差【解析】對(duì)封閉氣體研究，初狀態(tài)時(shí)，壓強(qiáng)為：p1=p0+h1=76+5cmHg=81cmHg，體積為：V1=l1s；設(shè)旋轉(zhuǎn)后，氣體長度增大x，則高度差變?yōu)椋?-2x）cm，此時(shí)氣體的壓強(qiáng)為：p2=p0-（5-2x）=（71+2x）cmHg，體積為：V2=（25+x）s根據(jù)玻意耳定律得：p1V1=p2V2，即：（8125）=（71+2x）（25+x）解得：x=2cm根據(jù)幾何關(guān)系知，AB、CD兩側(cè)的水銀面高度差為：h=5-2x=1cm4【湖北省武漢市2019屆高三模擬】粗細(xì)均勻的U形玻璃管豎直放置左端封閉右端開口，右端上部有一光滑輕活塞。初始時(shí)管內(nèi)水銀柱及空氣柱長度如圖所示。已知玻璃管的橫截面積處處相同在活塞移動(dòng)的過程中，沒有發(fā)生氣體泄漏，大氣壓強(qiáng)p0=76cmHg。(i)求初始時(shí)左端氣體的壓強(qiáng)p1；()若環(huán)境溫度不變緩慢拉動(dòng)活塞，當(dāng)活塞剛好達(dá)到右端管口時(shí)，求左端水銀柱下降的高度h。(解方程時(shí)可以嘗試試根法)【解析】(1)初始時(shí)，兩管液面高度差為h1=4cm，設(shè)左管中空氣柱的壓強(qiáng)為p1，右管中空氣柱的壓強(qiáng)為p2，有p1=p2-gh1由于活塞輕質(zhì)光滑，所以p2=p0解得：p1=72cmHg；(2)對(duì)于左管中的氣體，初始時(shí)的長度為l1=1cm，拉動(dòng)活塞后的壓強(qiáng)為p1，長度為l1由玻意耳定律得：p1l1=p1l1對(duì)于右管中的氣體，初始時(shí)的長度為l2=6cm，拉動(dòng)活塞后的壓強(qiáng)為p2由玻意耳定律得：p2l2=p2l2拉動(dòng)活塞后左端水銀柱下降了h，由幾何關(guān)系得：l1=l1+hl2=l2+15-h此時(shí)，兩管中液面高度差為h2=4-2h兩管中氣體壓強(qiáng)滿足p1=p2-gh2解得：h=2cm。5【陜西省2019屆高三第二次聯(lián)考】如圖所示，一端封閉、粗細(xì)均勻的U形玻璃管開口向上豎直放置，管內(nèi)用水銀將一段氣體封閉在管中當(dāng)溫度為280K時(shí)，被封閉的氣柱長L=25cm，兩邊水銀柱高度差h=5cm，大氣壓強(qiáng)p0=75cmHg。為使左端水銀面下降h1=5cm，封閉氣體溫度應(yīng)變?yōu)槎嗌?；封閉氣體的溫度保持問中的值不變，為使兩液面相平，需從底端放出的水銀柱長度為多少。【解析】設(shè)左端水銀面下降后封閉氣體的壓強(qiáng)為P2，溫度為T2，體積為T2，則：P2=80cmHg；V2=(L+h1)S；由理想氣體狀態(tài)方程得：P1V1T1=P2V2T2；代入數(shù)值解得：T2=384K；兩液面相平時(shí)，氣體的壓強(qiáng)為：P3=P0，體積為V3，左端液面下降h2，右管液面下降：(h2+5)cm；由波意耳定律得：P2V2=P3V3；V3=(L+h1+h2)S；解得：h2=2cm；所以放出的水銀柱長度：H=2h2+5=9cm；6【2019屆廣東省“六?！甭?lián)考】密閉導(dǎo)熱的氣缸內(nèi)有一定質(zhì)量的理想氣體，初始狀態(tài)輕活塞處于A點(diǎn)，距離氣缸底部6cm，活塞橫截面積為1000cm2，氣缸內(nèi)溫度為300K，大氣壓強(qiáng)為p=1.0105Pa?，F(xiàn)給氣缸加熱，氣體吸收的熱量Q=7.0102J，氣體溫度升高100K，輕活塞上升至B點(diǎn)。求：B點(diǎn)與氣缸底部的距離；求此過程中氣體內(nèi)能的增量U?！窘馕觥坑深}可知理想氣體做等壓變化，由蓋呂薩克定得LATA=LBTB解得LB=8cm氣體對(duì)外做功W=p(VB-VA)=p(LB-LA)S;解得W=200J;由熱力學(xué)第一定律知U=W+Q；解得U=5.0102J7【四省名校2019屆高三大聯(lián)考】如圖所示，可在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的平臺(tái)上固定著一個(gè)內(nèi)壁光滑的氣缸，氣缸內(nèi)有一導(dǎo)熱活塞，活塞底面與氣缸底面平行，一定量的氣體做密封在氣缸內(nèi)。當(dāng)平臺(tái)傾角為37時(shí)，氣缸內(nèi)氣體體積為V，然后將平臺(tái)順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)直至水平，該過程中，可以認(rèn)為氣缸中氣體溫度與環(huán)境溫度相同，始終為T0，平臺(tái)轉(zhuǎn)至水平時(shí)，氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為大氣壓強(qiáng)p0的2倍。已知sin37=0.6，cs37=0.8。(i)當(dāng)平合處于水平位置時(shí)，求氣缸內(nèi)氣體的體積；()若平臺(tái)轉(zhuǎn)至水平后，經(jīng)過一段時(shí)間，壞境溫度緩慢降至0.9T0(大氣壓強(qiáng)p0保持不變)，該過程中氣缸內(nèi)氣體放出0.38p0V的熱量，求該過程中氣體內(nèi)能的變化量U?！窘馕觥浚?）設(shè)活塞質(zhì)量為m，活塞面積為S，當(dāng)平臺(tái)傾角為370時(shí)氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p1=p0+mgcos370S氣體的體積V1=V當(dāng)平臺(tái)水平時(shí)，氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p2=2p0=p0+mgS解得p1=1.8p0平臺(tái)從傾斜轉(zhuǎn)至水平過程中，由玻意耳定律：p1V1= p2V2解得V2=0.9V（2）降溫過程，氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變，由蓋呂薩克定律：V2T0=V30.9T0解得V3=0.81V活塞下降過程，外界對(duì)氣體做W=p2(V2-V3)已知?dú)飧變?nèi)氣體吸收的熱量Q=-0.38p0V由熱力學(xué)第一定律得氣缸內(nèi)氣體內(nèi)能變化量U=W+Q解得U=-0.2p0V，即氣體的內(nèi)能減小了0.2p0V。