2013届高考物理二轮复习新题精选训练：热力学定律和固体、液体

2013届高考物理二轮复习新题精选训练（精析版）：热力学定律和固体、液体1（10分）（2013连云港摸底）如图所示，封闭有一定质量理想气体的汽缸固定在水平桌面上，开口向右放置，活塞的横截面积为S。

活塞通过轻绳连接了一个质量为m的小物体，轻绳跨在定滑轮上。

开始时汽缸内外压强相同，均为大气压p0（mg<p0s）。

汽缸内气体的温度T0，轻绳处在伸直状态。

不计摩擦，缓慢降低汽缸内温度，最终使得气体体积减半，求：①气体体积减半时的温度T1；②建立P—V坐标系并在该坐标系中画出气体变化的整个过程。

2 (9分）（2013河南三市联考）如图所示，一圆柱形绝热气缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体。

活塞的质量为m,活塞的横截面积为S，活塞与容器底部相距h。

现通过电热丝缓慢加热气初始时，气体的温度为T，重力加速度为g,体，当气体吸收热量Q时活塞下降了h，已知大气压强为p不计活塞与气缸的摩擦。

求此时气体的温度和加热过程中气体内能的增加量。

（题中各物理量单位均为国际单位制单位）3（2013湖北三校联考）一定质量理想气体的p-V图象如图11所示，其中a→b 为等容过程，b→c为等压过程，c→a为等温过程，已知气体在状态a时的温度T a=300K，在状态b时的体积V b=22.4L求：①气体在状态c时的体积V c；②试比较气体由状态b到状态c过程从外界吸收的热量Q与对外做功W 的大小关系，并简要说明理由。

4（9分）（2013天星调研卷）如图所示，气缸放置在水平平台上，活塞质量为10kg，横截面积50cm2，厚度1cm，气缸全长21cm，大气压强为1×105Pa，当温度为7℃时，活塞封闭的气柱长10cm，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，保留三位有效数字。

①将气缸倒过来放置，若温度上升到27℃，求此时气柱的长度。

②气缸倒过来放置后，若逐渐升高温度，发现活塞刚好接触平台，求此时气体的温度。

【命题意图】本题主要考查气体状态和理想气体状态方程，意在考查考生分析气体状态变化和运用理想气体状态方程及其相关知识的能力。

5（9分）(2013河北邯郸高三12月质检)如图，圆柱形气缸的上部有小挡板，可以阻止活塞滑离气缸，气缸内部的高度为d，质量不计的薄活塞将一定质量t1=27℃，外界大气压强为pＯ=1atm，现对气体缓缓加热。

求：（i）气体温度升高到t2=127℃时，活塞离底部的高度；（ii）气体温度升高到t3=357℃时，缸内气体的压强。

6（9分）（2013云南昆明调研）如图所示，粗细均匀、导热良好的U形管竖直放置，右端与大气相通，左端用水银柱封闭着L1=40cm的气柱（可视为理想气体），左管的水银面比右管的水银面高出△h1= 15cm。

现将U形管右端与一低压舱（图中未画出）接通，稳定后右管水银面高出左管水银面△h2=5cm。

若环境温度不变，取大气压强P0=75cmHg。

求稳定后低压舱内的压强（用“cmHg”作单位）。

7．（10分）（2013上海13校联考）如图所示，导热良好的薄壁气缸放在光滑水平面上，用横截面积为S＝1.0×10－2m2的光滑薄活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞杆的另一端固定在墙上．外界大气压强p0＝1.0×105Pa。

当环境温度为27℃时，密闭气体的体积为2.0×10－3m3。

（1）当环境温度缓慢升高到87℃时，气缸移动了多少距离？（2）如果环境温度保持在87℃，对气缸施加水平作用力，使缸内气体体积缓慢地恢复到原来数值，这时气缸受到的水平作用力多大？8．（2013山东聊城调研）如图所示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20cm，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8cm，大气压强为75cm 水银柱高。

（1）当温度达到多少℃时，报警器会报警？（2）如果要使该装置在87℃时报警，则应该再往玻璃管内注入多少cm高的水银柱？（3）如果大气压增大，则该报警器的报警温度会受到怎样的影响？9、(10分)（2013上海检测）如图所示，结构相同的绝热气缸A与导热气缸B均固定于地面，由刚性杆连接的绝热活塞与两气缸间均无摩擦。

两气缸内装有处于平衡状态的理想气体，开始时体积均为V0、温度均为T0。

缓慢加热A中气体，停止加热达到稳定后，A中气体压强为原来的1.2倍。

设环境温度始终保持不变，求气缸A中气体的体积V A和温度T A。

10（6分）（2013云南师大附中测试）已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3，摩尔质量M=1.8×10-2kg，阿伏加德罗常数N A=6.0×1023mol-1。

一滴露水的体积大约是9.0×10-5cm3，它含有个水分子，如果一只极小的虫子来喝水，每分钟喝进6.0×107个水分子，那么它每分钟喝进水的质量是kg（结果保留两位有效数字）（1）答案：（每空3分，共6分）3.0×1018 1.8×10－18【解析】水分子个数为N＝ρVM·N A＝1.0×103×6.0×10－111.8×10－2×9.0×1023＝3.0×1018个，喝进水的质量为m＝nN A·M＝1.8×10－18kg。

11（9分）（2013云南师大附中测试）一定质量的某种理想气体从状态A开始按图18所示的箭头方向经过状态B达到状态C，已知气体在A状态时的体积为1.5L，求：②体在状态C时的体积；②说明A→B、B→C两个变化过程是吸热还是放热，并比较A→B、B→C两个过程中热量的大小。

12（9分）（2013河南开封一模）如图所示，一圆柱形绝热容器竖直放置，通过绝热活塞封闭着摄氏温度为t1的理想气体，活塞的质量为m，横截面积为S，与容器底部相距h，现通过电热丝给气体加热一段时间，使其温度上升到t2，若这段时间内气体吸收的热量为Q，已知大气压强为p0，重力加速度为g，求：（i）气体的压强．（ii）这段时间内活塞上升的距离是多少？（iii ）这段时间内气体的内能如何变化，变化了多少？【命题意图】此题考查气体实验定律及其相关知识。

13．（2013江苏南京盐城一模））如图所示，一弹簧竖直悬挂气缸的活塞，使气缸悬空静止，活塞与气缸间无摩擦，缸壁导热性能良好。

已知气缸重为G ，活塞截面积为S ，外界大气压强为p 0，环境温度为T ，活塞与筒底间的距离为d ，当温度升高ΔT 时，求：（1）活塞与筒底间的距离变化量；（2）此过程中气体对外做的功。

解析：①此过程是等压变化：TV T VT V ∆∆==2211，dS T =dS T∆∆， 所以T T d d ∆=∆ ②气体压强S G P P -=0 所以()TT d G S P d PS W ∆-=∆=0 14．（10分）(2013上海徐汇区期末)如图所示，竖直放置的均匀细U 型试管，左侧管长L OA ＝30cm ，右管足够长且管口开口，初始时左管内被水银封闭的空气柱长20cm ，气体温度为27°C ，左右两管水银面等高。

已知大气压强为p 0＝75cmHg .（1）现对左侧封闭气体加热，直至两侧水银面形成10cm 长的高度差.则此时气体的温度为多少摄氏度？（2）保持此时温度不变，从右侧管口缓慢加入水银，则至少加入多少长度的水银，可以使得左侧管内气体恢复最初的长度？得x ＝31.25cm （2分）15.(10 分)（2013上海松江区期末）如图（a ）所示，一导热性能良好、内壁光滑的气缸水平放置，横截面积为S ＝2×10-3m 2、质量为m ＝4kg 厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与气缸底部之间的距离为24cm，在活塞的右侧12cm处有一对与气缸固定连接的卡环，气体的温度为300K，大气压强P0＝1.0×105Pa。

现将气缸竖直放置，如图（b）所示，取g＝10m/s2。

求：（1）活塞与气缸底部之间的距离；（2）加热到675K时封闭气体的压强。

16.（9分）（2013贵州六校联考）某同学用一端封闭的U形管，研究一定质量封闭气体的压强，如图乙所示，U形管竖直放置，当封闭气柱长为L0时，两侧水银面的高度差为h ，大气压强为P0。

求：①封闭气体的压强（用cmHg作单位）;②若L0=20cm，h=8.7cm，该同学用与U形管口径相同的量筒往U形管内继续缓慢注入水银，当再注入13.3cm长水银柱时，右侧水银面恰好与管口相平齐。

设环境温度不变，求大气压强是多少cmHg?17．（2013山东省名校期末检测）如图所示，教室内用截面积为0.2m2的绝热活塞，将一定质量的理想气体封闭在圆柱形汽缸内，活塞与气缸之间无摩擦，a状态是汽缸放在冰水混合物中气体达到的平衡状态，活塞离汽缸底部的高度为0.6m；b状态是汽缸从容器中移出后达到的平衡状态，活塞离汽缸底部的高度为0.65m。

设室内大气压强始终保持1.0×105Pa，忽略活塞质量。

（1）求教室内的温度；（2）若气体从状态a变化到状态b的过程中，内能增加了560J，求此过程中气体吸收的热量。

18.（2013年山东省德州名校期末检测）一活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，初始时气体体积为3.0×10-3m 3。

用DIS 实验系统测得此时气体的温度和压强分虽为300K 和1.0×105Pa 。

加热气体缓慢推动活塞，测得气体的温度和压强分虽为320K 和1.0×105Pa 。

①求此时气体的体积。

②保持温度为320K 不变，缓慢改变作用在活塞上的力，使气体压强变为8.0×104Pa ，求此时气体的体积。

解析：①由气体状态方程知,111000T V p T V p =将,100.1,300,100.3500330Pa p K T m V ⨯==⨯=-Pa p K T 511100.1,320⨯==代入上式，解得331100.3m v -⨯=…………3分②气体发生等温变化，根据玻意耳定律有2211V p V p = 将33242100.4,100.8m V Pa p -⨯=⨯=代入可得…………3分19（2013江苏南京盐城一模））如图所示，一弹簧竖直悬挂气缸的活塞，使气缸悬空静止，活塞与气缸间无摩擦，缸壁导热性能良好。

已知气缸重为G，活塞截面积为S，外界大气压强为p0，环境温度为T，活塞与筒底间的距离为d，当温度升高ΔT时，求：（1）活塞与筒底间的距离变化量；（2）此过程中气体对外做的功。