物理学科热学综合资料

热1．对理想气体，下列说法中正确的是CA．一定质量的气体被压缩时，气体压强一定增大B．一定质量的气体在温度不变下压强增大时，其体积也有可能增大C．一定质量的气体从外界吸收热量，气体的内能有可能减小D．在完全失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强11．如图是氧气分子在不同温度（0℃和100℃）下的速率分布，由图可得信息AA．同一温度下，氧气分子呈现出“中间多、两头少”的分布规律B．随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大C．随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例高D．随着温度的升高，氧气分子的平均速率变小2.人们常常用充气泵为金鱼缸内的水补充氧气,右图所示为充气泵气室的工作原理图.没大气压强为p0,气室中的气体压强为p,气通过阀门S1、S2与空气导管相连接,下列选项中正确的是().(2002年上海春季高考理科综合试题)【2.5】(A)当橡皮碗被拉伸时,p＞p0,S1关闭S2开通(B)当橡皮碗被拉伸时,p＜p0,S1关闭,S2开通(C)当橡皮碗被压缩时,p＞p0,S1关闭,S2开通(D)当橡皮碗被压缩时,p＜p0,S1关闭,S2开通答案:C20.A、B两装置，均由一支一端封闭、一端开口且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成，除玻璃泡在管上的位置不同外，其他条件都相同。将两管抽成真空后，开口向下竖起插入水银槽中（插入过程没有空气进入管内），水银柱上升至图示位置停止。假设这一过程水银与外界没有热交换，则下列说法正确的是BA.A中水银的内能增量大于B中水银的内能增量B.B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量C.A和B中水银体积保持不变，故内能增量相同D.A和B中水银温度始终相同，故内能增量相同10.如图所示,一圆柱形容器上部圆筒较细,下部的圆筒较粗且足够长,容器的底是一个可以沿下部圆筒无摩擦移动的活塞S,用细绳通过测力计F将活塞提着,容器中盛水.开始时,水面与上圆筒的开口处在同一水平面上,在提着活塞的同时使活塞缓慢地下移,在这个过程中,测力计的示数是().【4】(A)先变小,然后保持不变(B)一直保持不变(C)先变大,然后变小(D)先变小,然后变大答案:A15．如图所示，一根细玻璃管开口向下竖直地插在水银槽中，管内一小段水银柱分隔两段相同长度的气体柱（l1=l2）．现保持管内气体温度不变而将玻璃管竖直向上缓慢提升，开口端始终在槽内水银面下方．则管内封闭的两段气体柱的长度D（A）l1变长l2不变．1l2l（B）l1不变l2变长．（C）长度l1的增长量小于l2的增长量．（D）长度l1的增长量大于l2的增长量．[]17.地面附近有一正在上升的空气团，它与外界的热交热忽略不计.已知大气压强随高度增加而降低，则该气团在此上升过程中（不计气团内分子间的势能）A.体积减小，温度降低B.体积减小，温度不变C.体积增大，温度降低D.体积增大，温度不变【答案】C8．将一只玻璃杯开口向下推入水中，在某深度处放手后玻璃杯恰好静止，则（）AA．当水温升高时，玻璃杯将上升B．当大气压强增大时，玻璃杯将上升C．再向下推一点，放手后它会回到原处D．大气压和水温的变化都不会改变它的静止位置13.一定质量的理想气体可经不同的过程从一种状态(p1、V1、T1)变到另一种状态(p2、V2、T2),已知T2＞T1,则在这些过程中().(1990年全国高考试题)答案:D(A)气体一定从外界吸收热量(B)气体和外界交换的热量都是相等的(C)外界对气体所做的功都是相等的(D)气体内能的变化都是相等的21．对一定量的气体，下列说法正确的是A．气体的体积是所有气体分子的体积之和B．气体分子的热运动越剧烈，气体温度就越高C．气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的D．当气体膨胀时，气体分子之间的势能减小，因而气体的内能减少【答案】BC21．（12分）A、B两个相连的圆筒状气缸水平放置，如图所示为其中央剖面示意图，两气缸中T形部分表示活塞，a圆柱为A中活塞，b圆柱为B中活塞，a、b为整体，二者截面积之比Sa∶Sb=1∶10，活塞可以左右无摩擦滑动，c、d、e为三个通气口，开始时，此三个通气口都与外界大气相通，活塞静止，并且距气缸左、右两端的距离都是L（b距左端L/2），大气温度为27℃，现用细管把c、d两通气孔连通（细管容积可以忽略不计），而e通气孔始终与大气相通，给整个装置缓慢地均匀加热，问活塞向哪个方向移动？若使温度缓慢升高到227℃，则此时A中气体的压强为多大？(设大气压强为1×105帕)21．（12分）解：假设活塞不动，A、B中的气体体积不变，温度升高压强增大。右边气体对活塞的压力增加的多，所以活塞向左移动。（4分）设活塞b端刚好到达气缸的e处时温度为T，此过程为等压变化，则有ABabcde细管LLL/2TLSLSLSLSabab2123300（2分），得KT7.422（2分）所以当温度升高到422.7K时活塞到达最左边，此时气体压强仍为大气压强，再继续升温气体便开始做等容变化。则有：TPTp0、5007.4221015p（2分），Pap51018.1（2分）27．如图所示，在上端开口的直立气缸内活塞封闭了一段高为20cm的气柱，活塞与气缸间的摩擦不计，气缸侧壁通过一个小孔与U形管相连，小孔离气缸底部的高度为18cm，活塞的厚度与小孔直径相当，U形管内的气体体积忽略不计。已知图示状态时气体的温度为70C，U形管内水银面的高度差h1=8cm，大气压强p0=76cmHg。（1）在活塞上添加沙粒，同时对气缸内的气体加热，始终保持活塞的高度不变，此过程缓慢进行，当气体的温度升高到27℃时，U形管内水银面的高度差为多少？（2）保持上题中添加的沙粒质量不变，让气缸内的气体逐渐冷却，那么当气体的温度低于多少℃时，U形管内的水银面变为一样高？20A．（10分）解：（1）cmHgppph84876101（1分），KT28072731，KT300272732，2211TpTp（2分），300280842p，cmHgp902，cmh1476902（2分）（2）SV202，SV183，3322TVTV（2分），31830020TSS，KT2703（2分），3t℃（1分）14．图中竖直圆筒固定不动，粗筒横截面积是细筒的4倍，细筒足够长，粗筒中A、B两轻质活塞间封有空气，气柱长l=20cm，活塞A的上方的水银深H=10cm，两活塞与筒壁间的摩擦不计，用外力向上托住活塞B，使之处于平衡状态，水银面与粗筒上端相平，现使活塞B缓慢上移，直至水银的一半被推入细筒中，求①.最后水银柱的总高度②.气柱的长度③.活塞上移的距离。（设在整个过程中气柱的温度不变，大气压强P0相当于75cm高水银柱产生的压强。）21．（10分）20cm18cmh1解：（1）25cｍ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３分（2）终态压强cmHgP1002柱，终态体积22SLV.．．．２分由玻意耳定律2211VPVP得cmSPSLPL17212．．．．．．．３分．（3）活塞B上移距离：h=(5+3)cm=8cm．．．．．．．．．．．．．．．．２分20．如图所示，密封汽缸内部横截面积S=5×10-3m2，一质量不计的活塞将汽缸分成上下两个气室，两个气室体积都为V0=2.4×10-3m3，压强均为p0=8×104Pa，现握着活塞杆A，缓缓向上提起，使汽缸离开地面，静止时，上面气室体积减少了△V0=0.8×10-3m3，假设此过程两气室温度均不变，不计活塞杆体积，所有摩擦均不计。试求：（1）下面气室后来的压强（2）汽缸的质量20．(1)对下面气体有：下下Vp''下下Vp，'下p'下下下VVp334102.3104.2108=6×104（Pa）（3分）(2)对上面气体有：'上p'上上上VVp334106.1104.2108=12×104（Pa）（2分）mg=(p上’—p下’)S=6×104×5×10-3=300(N)，m=30（kg）（3分）２７．如图所示，一端开口的L型细玻璃管是由粗细不同的两部分组成的，粗管的横截面积是细管横截面积的两倍，封闭端水平放置，开口端竖直放置。细管内用长为12cm的水银柱封闭着80cm长的空气柱，气体的温度为27℃，大气压相当于75cm高水银柱，玻璃管各部分尺寸图中已标明。现对气体缓慢加热，(1)当温度上升到119℃时，管内空气柱多长？(2)至少加热到多少℃水银可以全部排出管外？21．（10分）解：（1）cmHgp751柱，3180ScmV，300KT1当392KT2时，假设水银仍在水平管内，则压强不变，2211TVTV3321005.104ScmScmV不合理，故有水银已经到达竖直管。2分设竖直管中水银的高度为xcm，则有cmHgxp)75(2柱，32)288(ScmxV由222111TVpTVp代入数据有392)288)(75(3008075SxxS，解得cmx5，30cm1100cm所以cmxL98528828823分（2）当温度升高后，水银全部进入竖直管，假设当水银在竖直管中剩下ycm时，温度就不用升高而水银会继续溢出。则有cmHgyp)75(3柱333)2160(cm]2)30(0S01[VScmySy由333111TVpTVp代入相关数据3)2160)(75(3008075TSyyS，3分当cmy5.2时，有KT625.600max3，即当625.3273t℃水银可以全部排出管外。2分如图所示，两个可导热的气缸竖直放置，它们的底部都由一细管连通（忽略细管的容积）。两气缸各有一个活塞，质量分别为m1和m2，活塞与气缸无摩擦。活塞的下方为理想气体，上方为真空。当气体处于平衡状态时，两活塞位于同一高度h。（已知m1＝3m，m2＝2m）⑴在两活塞上同时各放一质量为m的物块，求气体再次达到平衡后两活塞的高度差（假定环境温度始终保持为T0）。⑵在达到上一问的终态后，环境温度由T0缓慢上升到T，试问在这个过程中，气体对活塞做了多少功？气体是吸收还是放出了热量？（假定在气体状态变化过程中，两物块均不会碰到气缸顶部）。B、⑴设左、右活塞的面积分别为A/和A，由于气体处于平衡状态，故两活塞对气体的压强相等，即：/32mgmgAA由此得：/32AA在两个活塞上各加一质量为m的物块后，右活塞降至气缸底部，所有气体都在左气缸中。在初态，气体的压强为2mgA，体积为52Ah；在末态，气体压强为83mgA，体积为32Ax（x为左活塞的高度）。由玻意耳－马略特定律得：4533mgmgAhAxAA解得：54xh即两活塞的高度差为54h⑵当温度由T0上升至T时，气体的压强始终为83mgA，设x/是温度达到T时左活塞的高m1m2h度，由盖·吕萨克定律得：/0054TThxxTT活塞对气体做的功为：0054(1)5(1)4TTWFsmghmghTT在此过程中气体吸收热量21．（13分）如图所示，容积为100cm3的球形容器，与一根均匀刻有从0到100刻度粗细均匀的竖直长管相连，两个相邻刻度之间的管道的容积等于0.25cm3．有一滴水银（体积可忽略）将球内一定质量的气体同外面的大气隔开．当温度为20℃时，该滴水银位于刻度为40的位置．如果用这种装置来测量温度（不计容器及管子的热膨胀），试问：（1）在此温度计刻度内能测量的温度范围有多大？（2）若将0到100的刻度替换成相应的温度刻度，则相邻刻度线所表示的温度之差是否相等？请分析说明．（3）如果外界大气压强为76cmHg，环境温度保持为300C，能往管中最多可注入多少水银而下部水银恰好不进入球形容器？21．（13分）解：（1）2211TVTV（2分）KKTVVT4.26625.040100)20273(1002211（1分）3311TVTVKKTVVT3331004.266)25.0100100(113