2022年热学高考大题 .pdf

《2022年热学高考大题 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年热学高考大题 .pdf（7页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、1 热学高考大题10 分）如图所示，一开口气缸内盛有密度为的某种液体；一长为的粗细均匀的小平底朝上漂浮在液体中，平衡时小瓶露出液面的部分和进入小瓶中液柱的长度均为。现用活塞将气缸封闭（图中未画出），使活塞缓慢向下运动，各部分气体的温度均保持不变。当小瓶的底部恰好与液面相平时，进入小瓶中的液柱长度为，求此时气缸内气体的压强。大气压强为，重力加速度为。（2010 山东）36（8 分）物理 物理 33一太阳能空气集热器，底面及侧面为隔热材料，顶面为透明玻璃板，集热器容积为V0，开始时内部封闭气体的压强为0p。经过太阳曝晒，气体温度由KT3000升至KT3501。（1）求此时气体的压强。（2）保持KT

2、3501不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强再变回到0p。求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值。判断在抽气过程中剩余气体是吸热还是放热，并简述原因。（2）（8 分）如图，容积为1V的容器内充有压缩空气。容器与水银压强计相连，压强计左右两管下部由软胶管相连。气阀关闭时，两管中水银面等高，左管中水银面上方到气阀之间空气的体积为2V。打开气阀，左管中水银下降；缓慢地向上提右管，使左管中水银面回到原来高度，此时右管与左管中水银面的高度差为h。已知水银的密度为，大气压强为OP，重力加速度为g；空气可视为理想气体，其温度不变。求气阀打开前容器中压缩空气的压强P1。l4l2l0g名师资料总结-精品资料欢

3、迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 7 页 -2（2011 全国卷）33【物理 选修 3-3】（15 分）（1）（6 分）对于一定量的理想气体，下列说法正确的是_。（选对一个给3 分，选对两个给 4 分，选对 3 个给 6 分。每选错一个扣3 分，最低得分为0 分）A若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变B若气体的内能不变，其状态也一定不变C若气体的温度随时间不段升高，其压强也一定不断增大D气体温度每升高1K 所吸收的热量与气体经历的过程有关E当气体温度升高时，气体的内能一定增大（2）（9 分）如图，一上端开口，下端封闭的细长玻璃管，下部有长l1=66cm 的水银柱，中间封有长l2=66

4、cm 的空气柱，上部有长l3=44cm 的水银柱，此时水银面恰好与管口平齐。已知大气压强为Po=76cmHg。如果使玻璃管绕低端在竖直平面内缓慢地转动一周，求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度。封入的气体可视为理想气体，在转动过程中没有发生漏气。（2）（9 分）如图，由U 形管和细管连接的玻璃泡A、B 和 C 浸泡在温度均为 0C的水槽中，B 的容积是 A 的 3 倍。阀门 S将 A 和 B 两部分隔开。A 内为真空，B 和 C 内都充有气体。U 形管内左边水银柱比右边的低 60mm。打开阀门 S，整个系统稳定后，U 形管内左右水银柱高度相等。假设 U 形管和细管中的气体体积远小于玻

5、璃泡的容积。（i）求玻璃泡C 中气体的压强（以mmHg 为单位）；（ii）将右侧水槽的水从0C加热到一定温度时，U 形管内左右水银柱高度差又为60mm，求加热后右侧水槽的水温。（2012 上海）30(10 分)如图，柱形容器内用不漏气的轻质绝热活塞封闭一定量的理想气体，容器外包裹保温材料。开始时活塞至容器底部的高度为H1，容器内气体温度与外界温度相等。在活塞上逐步加上多个砝码后，活塞下降到距容器底部H2处，气体温度升高了T；然后取走容器外的保温材料，活塞位置继续下降，最后静止于距容器底部H3处：已知大气压强为p0。求：气体最后的压强与温度。(2)(9 分)如图，两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的

6、相同气缸直立放置，气缸底部和顶部均有细管连通，顶部的细管带有阀门K.两气缸的容积均为V0气缸中各有一个绝热活塞(质量不同，厚度可忽略)。开始时K 关闭，两活塞下方和右活塞上方充有气体(可视为理想气体)，压强分别为Po和 Po/3;左活塞在气缸正中间，其上方为真空;右活塞上方气体体积为V0/4。现使气缸底与一恒温热源接触，平衡后左活塞升至气缸顶部，且与顶部刚好没有接触；然后打开 K，经过一段时间，重新达到平衡。已知外界温度为To，不计活塞与气缸壁间的摩擦。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 7 页 -3 求:(i)恒温热源的温度T;(ii)重新达到平衡后左气缸中活塞上方

7、气体的体积VX。(2)(10 分)如图，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置。玻璃管的下部封有长1l=25.0cm 的空气柱，中间有一段长为2l=25.0cm 的水银柱，上部空气柱的长度3l=40.0cm。已知大气压强为P0=75.0cmHg。现将一活塞（图中未画出）从玻璃管开口处缓缓往下推，使管下部空气柱长度变为1l=20.0cm。假设活塞下推过程中没有漏气，求活塞下推的距离。（2）（8 分）如图，一带有活塞的气缸通过底部的水平细管与一个上端开口的竖直管相连，气缸与竖直管的横截面面积之比为3：1，初始时，该装置的底部盛有水银；活塞与水银面之间有一定量的气体，气柱高度为l（以 cm 为单位

8、）；竖直管内的水银面比气缸内的水银面高出 3l/8。现使活塞缓慢向上移动11l/32，这时气缸和竖直管内的水银面位于同一水平面上，求初始时气缸内气体的压强（以cmHg 为单位）（2）一竖直放置、缸壁光滑且导热的柱形气缸内盛有一定量的氮气，被活塞分隔成、两部分；达到平衡时，这两部分气体的体积相等，上部气体的压强为P0，如图（a）所示，若将气缸缓慢倒置，再次达到平衡时，上下两部分气体的体积之比为3:1，如图（b）所示。设外界温度不变，已知活塞面积为S，重力加速度大小为g，求活塞的质量。（2）一种水平重物打捞方法的工作原理如图所示。将一质量kgM3103、体积305.0mV 的重物捆绑在开口朝下的浮

9、筒上。向浮筒内充入一定量的气体，开始时筒内液面到水面的距离mh401，筒内气体体积311mV。在拉力作用下浮筒缓慢上升，当筒内液面到水面的距离为2h时，拉力减为零，此时气体体积为2V，随后浮筒和重物自动上浮。求2V和2h。3l/l名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 7 页 -4 已知大气压强Pap50101，水的密度33/101mkg，重 力 加 速 度 的 大 小2/10smg。不计水温度变化，筒内气体质量不变且可视为理想气体，浮筒质量和筒壁厚度可忽略。（2）（10 分）如图所示，两气缸AB 粗细均匀，等高且内壁光滑，其下部由体积可忽略的细管连通；A 的直径为 B

10、的 2 倍，A 上端封闭，B 上端与大气连通；两气缸除 A 顶部导热外，其余部分均绝热。两气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞 a、b，活塞下方充有氮气，活塞a 上方充有氧气；当大气压为P0，外界和气缸内气体温度均为7且平衡时，活塞a 离气缸顶的距离是气缸高度的14，活塞 b 在气缸的正中央。（）现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b 升至顶部时，求氮气的温度；（）继续缓慢加热，使活塞a 上升，当活塞a 上升的距离是气缸高度的116时，求氧气的压强。（2）（9 分）一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形气缸内，气缸壁导热良好，活塞可沿气缸壁无摩擦地滑动。开始时气体压强为P，活塞下表面相对于气

11、缸底部的高度为h，外界的温度为T0。现取质量为m 的沙子缓慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完时，活塞下降了h/4.若此后外界温度变为T，求重新达到平衡后气体的体积。已知外界大气的压强始终保持不变，重力加速度大小为g。（2015 上海）30（10 分）如图，气缸左右两侧气体由绝热活塞隔开，活塞与气缸光滑接0V1V0V2V2h1h浮筒重物0p水面名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 7 页 -5 触。初始时两侧气体均处于平衡态，体积之比V1:V2=1:2，温度之比T1:T2=2:5。先保持右侧气体温度不变，升高左侧气体温度，使两侧气体体积相同；然后使活塞导热，两侧气体最后达到平

12、衡。求：（1）两侧气体体积相同时，左侧气体的温度与初始温度之比；（2）最后两侧气体的体积之比。（2）（10 分）如图，一粗细均匀的U 形管竖直放置，A 侧上端封闭，B 侧上侧与大气相通，下端开口处开关K 关闭，A 侧空气柱的长度为l=10.0cm，B 侧水银面比A 侧的高 h=3.0cm，现将开关K 打开，从 U 形管中放出部分水银，当两侧的高度差为h1=10.0cm 时，将开关K关闭，已知大气压强P0=75.0cmHg。（）求放出部分水银后A 侧空气柱的长度（）此后再向B 侧注入水银，使A、B 两侧的水银达到同一高度，求注入水银在管内的长度（2）扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象。

13、如图，截面积为S 的热杯盖扣在水平桌面上，开始时内部封闭气体的温度为300K，压强为大气压强0p。当封闭气体温度上升至303K 时，杯盖恰好被整体顶起，放出少许气体后又落回桌面，其内部气体压强立减为0p,温度仍为 303K。再经过一段时间，内部气体温度恢复到300K。整个过程中封闭气体均可视为理想气体。求：（）当温度上升到303K 且尚未放气时，封闭气体的压强；（）当温度恢复到300K 时，竖直向上提起杯盖所需的最小力。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 7 页 -6（2）（10 分）如图，一固定的竖直气缸有一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞，已知大活塞的

14、质量为，横截面积为，小活塞的质量为，横截面积为；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为，气缸外大气压强为，温度为。初始时大活塞与大圆筒底部相距，两活塞间封闭气体的温度为，现气缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移，忽略两活塞与气缸壁之间的摩擦，重力加速度取，求（i）在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，缸内封闭气体的温度（ii）缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强（2）如图，一底面积为S、内壁光滑的圆柱形容器竖直放置在水平地面上，开口向上，内有两个质量均为m的相同活塞A和B；在A与B之间、B与容器底面之间分别封有一定量的同样的理想气体，平衡时体积均为V。已知容器内气体温度始终不变，重力加

15、速度大小为g，外界大气压强为。现假设活塞B发生缓慢漏气，致使B最终与容器底面接触。求活塞A移动的距离。（2）（8分）如图，密闭汽缸两侧与一U 形管的两端相连，汽缸壁导热；U 形管内盛有密度为23=7.510 kg/m的液体。一活塞将汽缸分成左、右两个气室，开始时，左气室的体积是右气室的体积的一半，气体的压强均为30=4.510 PaP。外界温度保持不变。缓慢向右拉活塞使 U 形管两侧液面的高度差h=40 cm，求此时左、右两气室的体积，取重力加速度大小210m/sg，U 形管中气体的体积和活塞拉杆的体积忽略不计。（2）（10 分）在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强，两压强差 p 与

16、气泡半12.50mkg2180.0scm21.50mkg2240.0scm40.0lcm51.00 10pPa303TK2l1495Tkg210/m sOP名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 7 页 -7 径 r 之间的关系为 p=2r,其中 =0.070 N/m。现让水下 10 m 处一半径为0.50 cm 的气泡缓慢上升，已知大气压强p0=1.0 105 Pa，水的密度=1.0 103 kg/m3，重力加速度大小g=10 m/s2。（i）求在水下10 m 处气泡内外的压强差；（ii）忽略水温随水深的变化，在气泡上升到十分接近水面时，求气泡的半径与其原来半径之比的近

17、似值。（2）（10 分）一氧气瓶的容积为0.08 m3，开始时瓶中氧气的压强为20 个大气压。某实验室每天消耗1 个大气压的氧气0.36 m3。当氧气瓶中的压强降低到2 个大气压时，需重新充气。若氧气的温度保持不变，求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天。（2）（10 分）一 U 形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞。初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示。用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止。求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离。已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强p0=75.0 cmHg。环境温度不变。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 7 页 -