高考物理选考热学计算题(五)含答案与解析

2023年重庆市高考物理选考试卷（五）1. 日常生活中，人们会听见各种各样的声音，不同声音在同种均匀介质中传播时，相同的是( )A. 波速B. 波长C. 频率D. 振幅2. 下列有关热学现象的说法，正确的是( )A. 当分子间作用力表现为引力时，分子势能随分子间距离减小而增大B. 所有晶体都具有各向异性的特征C. 一切自然过程总是向着分子热运动无序性减小的方向进行D. 高压气体突然快速膨胀会导致气体温度降低3. 图1为电影《流浪地球2》中的太空电梯，又称为“斯科拉门德快速电梯”，是一种可以在地球表面和太空间来回运输人员和物资的巨型结构。

图2为其简易图，固定在空间站和地球间的刚性“绳索”与空间站一起和地球保持相对静止，电梯可沿“绳索”升降，则( )A. 空间站绕地球运行的向心力小于地球对它的万有引力B. 空间站绕地球运行的向心力等于地球对它的万有引力C. 若连接空间站处的“绳索”断裂，空间站将落回地面D. 若连接空间站处的“绳索”断裂，空间站做离心运动4. 我国在全球海上风电项目中占有绝对主导地位，发展新能源为减少碳排行动作出了杰出贡献。

如图为某沿海区域的风速测速仪的简易图，其工作原理是：风吹动风杯，风杯通过转轴带动永磁铁转动，电流测量装置可监测感应线圈产生的电流变化，从而测量实时风速。

由此可知( )A. 可以通过监测电流的最大值来监测风速大小B. 感应线圈匝数越少，越有利于监测到电流变化C. 风速越大，电流测量装置显示的电流变化周期越大D. 电流测量装置监测到的电流为大小不变、方向周期性变化的电流5. 一点光源以150W的功率向周围所有方向均匀地辐射光波，该光波的波长约为，在空间中的传播速度为。

在距离该点光源30m处，每秒垂直通过每平方米面积的光子数约为普朗克常量h取( )A. 个B. 个C. 个D. 个6. 如图所示电路中，直流电源内阻，、为定值电阻，滑动变阻器最大阻值为，。

开关K闭合且电路稳定后，滑动变阻器的滑片P缓慢从b向a滑动过程中( )A. 电流表示数变小B. 电源的效率减小C. 滑动变阻器消耗的功率一直减小D. 通过的电流方向为从c到d7. 如图所示，水平面内间距为1m且足够长的两根平行光滑长直金属轨道，其左侧通过开关S与的电阻相连，整个空间内有垂直轨道平面向里、磁感应强度大小为2T的匀强磁场。

高考物理选考热学计算题（四）组卷老师：莫老师评卷人得分一．计算题（共50小题）1．如图所示，导热气缸上端开口，竖直固定在地面上，高度H=1.05m．质量均为m=1kg的A、B两个活塞静止时将气缸容积均分为三等份，A、B之间为真空并压缩一根轻质弹簧，弹性系数k=400N/m，A、B与气缸间无摩擦．大气压P0=1×105Pa，密封气体初始温度T0=300K，重力加速度g取10m/s2，活塞面积S=2×10﹣3 m2，其厚度忽略不计．•（1）给电阻丝通电加热密封气体，当活塞A缓慢上升到气缸顶端时，求密封气体的温度；‚（2）保持密封气体的温度不变，当用F=60N的力竖直向下压活塞A，求稳定时A向下移动的距离．2．如图所示，内径均匀的玻璃管长L=100m，其中有一段长h=15cm的水银柱把一部分空气封闭在管中，当管开口向上竖直放置时，封闭气柱A的长度L1=30cm，现将玻璃管在竖直平面内缓慢转过180°至开口向下，之后保持竖直，把开口端向下缓慢插入水银槽中，直至B端气柱长L2=30cm时为止，已知大气压强p0=75cmHg，整个过程中温度保持不变，求：①玻璃管旋转后插入水银槽前，管内气柱B的长度；②玻璃管插入水银温度后，管内气柱A的长度．3．如图所示，一绝热汽缸放在水平地面上，原长为l=50cm的轻弹簧一端固定在汽缸底部，另一端与质量为m=30kg、截面积为S=100cm2的厚度不计的绝热活塞相连，忽略活塞与汽缸之间的摩擦．开始缸内理想气体的温度为t=27℃，系统第一次平衡时，弹簧被压缩了△l1=10cm．用电阻丝对缸内的气体加热，经过一段时间系统第二次平衡，此时弹簧伸长了△l2=20cm．已知外界大气压强为P0=1.0×105Pa，弹簧的劲度系数为k=500N/m，重力加速度g=10m/s2．求系统第二次平衡时缸内气体的温度为多少摄氏度？4．如图所示，亚铃状玻璃容器由两段粗管和一段细管连接而成，容器竖直放置，容器粗管的截面积为S1=2cm2，细管的截面积S2=1cm2，开始时粗细管内水银长度分别为h1=h2=2cm，整个细管长为4cm，封闭气体长度为L=6cm，大气压强为P0=76cmHg，气体初始温度为27℃，求：①若要使水银刚好离开下面的粗管，封闭气体的温度应上升到多少；②若在容器中再倒人同体积的水银，且使容器中气体体积不变，封闭气体的温度应为多少．5．如图所示，一直立气缸由两个横截面积不同的长度足够长的圆筒连接而成，活塞A、B间封闭有一定质量的理想气体，A的上方和B的下方分别与大气相通．两活塞用长为L=30cm的不可伸长的质量可忽略不计的细杆相连，可在缸内无摩擦地上下滑动．当缸内封闭气体的温度为T1=450K时，活塞A、B的平衡位置如图所示．已知活塞A、B的质量分别为m A=2.0kg，m B=1.0kg．横截面积分别为S A=20cm2、S B=10cm2，活塞厚度不计，大气压强为p0=1.0×105Pa，重力加速度大小为g=10m/s2．求：①缸内温度缓慢升高到500K时气体的体积；②缸内温度缓慢升高到900K时气体的压强．6．如图所示，将一端封闭的均匀细玻璃管水平放置，其开口端向右，水银柱长度h1=25cm，被封空气柱长度L1=49cm，玻璃管总长L=76cm，在周围环境温度T1=300K，大气压强P0=1.0×105Pa的前提下，试求：（1）若将玻璃管绕封闭端沿顺时针缓慢转过90°，计算被封空气柱的长度（2）在上述假设的条件下，单独对封闭气体加热，要使水银柱恰好完全排出管外，温度需要升高到多少？7．如图所示，横截面积分别为S A=30cm2与S B=10cm2的两个上部开口的柱形气缸A、B，底部通过体积可以忽略不计的细管连通，A、B气缸内分别有一个质量m A=1.0kg、m B=0.5kg的活塞，A气缸内壁粗糙，B气缸内壁光滑．当气缸内充有某种理想气体时，A、B气缸中气柱高度分别为h A=4cm、h B=3cm，此时气体温度T0=300K，外界大气压P0=1.0×105Pa．取g=10m/s2．求（i）气缸内气体的压强；（ii）缓慢降低缸内气体温度，当气缸B中的活塞下降至气缸底部时，气体的温度T1．8．在水平面上有一个导热气缸，如图甲所示，活塞与气缸之间密封了一定质量的理想气体．最初密封气体的温度为27℃，气柱长10cm；给气体加热后，气柱长变为12cm．已知气缸内截面积为0.001m2，大气压强p0=1.0×105Pa，重力加速度g取10m/s2，不计活塞与气缸之间的摩擦．（i）求加热后气缸内气体的温度．（ii）若保持气缸内气体温度不变，将气缸直立后（如图乙所示），气柱长度又恢复为10cm，求活塞质量．9．一足够长的内径均匀的细玻璃管，一端封闭，一端开口，如图所示，当开口竖直向上时，用h=25cm的水银柱封闭住长L1=37.5cm的空气柱．大气压强P0=75cmHg，空气柱温度不变．①若将细玻璃管缓慢水平放置，求此时管内被封闭的空气柱的长度L2；②若玻璃管总长度L0=1m，将管口密封后在缓慢水平放置，求此时原封闭空气柱（即竖立时水银柱下方的空气柱）的长度L3．10．如图所示，一端开口且内壁光滑的玻璃管竖直放置，管中用一段长H0=25cm 的水银柱封闭一段长L1=20cm的空气，此时水银柱上端到管口的距离为L2=25cm，大气压强恒为p0=75cmHg，开始时封闭气体温度为t1=27℃，取0℃为273K．求：（1）将封闭气体温度升高到37℃，在竖直平面内从图示位置缓慢转动至玻璃管水平时，封闭空气的长度；（2）保持封闭气体初始温度27℃不变，在竖直平面内从图示位置缓慢转动至玻璃管开口向下竖直放置时，封闭空气的长度（转动过程中没有发生漏气）．11．如图所示，封有理想气体的导热气缸，开口向下被竖直悬挂，不计活塞的质量和摩擦，整个系统处于静止状态，活塞距缸底距离为h0．现在活塞下面挂一质量为m的钩码，从挂上钩码到整个系统稳定，设周围环境温度不变．已知活塞面积为S，大气压为P0，不计活塞和缸体的厚度，重力加速度为g．求：①活塞下降的高度；②这个过程中封闭气体吸收（放出）多少热量．12．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=20cm．现将U形管右端与一低压舱（图中未画出）接通，稳定后左右两管水银面位于同一高度．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）．13．如图1所示，长度为4L、内壁光滑且两端封口的细玻璃管水平静止放置，一段长度为L的水银柱将管内密封的理想气体分隔成长度为2L和L的两部分a 和b．①若使环境温度缓慢升高，试分析判断水银柱是否左右移动，若移动，是向左还是向右移动；②若将玻璃管缓慢顺时针旋转至竖直位置（如图2所示），然后再使环境温度缓慢升高，试分析判断升温过程中，水银柱是向上移动，还是向下移动，以及水银柱是否能够恢复到原来在玻璃管中的位置（如虚线所示）？14．如图所示，两竖直且正对放置的导热气缸底部由细管道（体积忽略不计）连通，两活塞a、b用刚性杠杆相连，可在两气缸内无摩擦地移动．上下两活塞（厚度不计）的横截面积分别为S1=10cm2、S2=20cm2，两活塞总质量为M=5kg，两气缸高度均为H=10cm．气缸内封有一定质量的理想气体，系统平衡时活塞a、b 到气缸底的距离均为L=5cm（图中未标出），已知大气压强为p0=1.0×105Pa，环境温度为T0=300K，重力加速度g取10m/s2．求：（1）若缓慢升高环境温度，使活塞缓慢移到一侧气缸的底部，求此时环境温度；（2）若保持温度不变，用竖直向下的力缓慢推活塞b，在活塞b由开始运动到气缸底部过程中，求向下推力的最大值．15．如图所示，光滑导热活塞C将体积为V0的导热容器分成A、B两室，A、B 中各封有一定质量的同种气体，A室左侧连接有一U形气压计（U形管内气体的体积忽略不计），B室右侧有一阀门K，可与外界大气相通，外界大气压等于76cmHg，气温恒定．当光滑导热活塞C静止时，A、B两室容积相等，气压计水银柱高度差为38cm．现将阀门K打开，当活塞C不再移动时，求：①A室的体积；②B室从阀门K逸出的气体质量与原有质量的比．16．如图所示．一根长L=90cm、一端封闭的细玻璃管开口向上竖直放置，管内用h=25cm长的水银柱封闭了一段长L1=50cm的空气柱．已知大气压强为P0=75cmHg，玻璃管周围环境温度保持不变．①若将玻璃管缓慢平放在水平桌面上，求玻璃管中气柱将变为多长；②若保持玻璃管直立，继续向玻璃管中缓慢注入水银，则最多能注入多长的水银柱？17．如图所示，A、B气缸长度均为L，横截面积均为S，体积不计的活塞C可在B气缸内无摩擦地滑动，D为阀门．整个装置均由导热性能良好的材料制成．起初阀门关闭，A内有压强P0的理想气体，B内有压强的理想气体，活塞在B 气缸内的最左边，外界热力学温度为T0．阀门打开后，活塞C向右移动，最后达到平衡，不计两气缸连接管的体积．求：（ⅰ）活塞C移动的距离；（ⅱ）若平衡后外界温度缓慢降为0.96T0，两气缸中的气体压强变为多少？18．如图所示，两个容积均为V0=100cm3的金属球形容器内封闭有一定质量、一定压强的理想气体，与竖直放置的粗细均匀且足够长的U形玻璃管连通．开始时两部分气体的温度均为27℃．压强均为80cmHg，U形玻璃管两侧水银面登高，水银面到管口的高度为h=10cm，现在保持A中气体温度不变，容器B放在温度可调的恒温箱内并使恒温箱缓慢升温，已知U形玻璃管的横截面积S=2.5cm2，求当左管水银面恰好到达管口位置时，恒温箱内的温度是多少K．19．一长为L、内壁光滑的长方体气缸，横放在水平地面上，左右两侧缸壁上有a、b两个阀门，缸内有一密封性能良好轻活塞（厚度不计），面积为S，活塞右侧粘有一块矿石，打开a、b，活塞位于气缸正中央，如图所示．如果关闭a，打开b，将气缸从图示位置在竖直面内逆时针缓慢转90°，稳定后活塞偏离原位置；如果打开a，关闭b，将气缸从图示位置在竖直面内逆时针缓慢转90°，稳定后活塞偏离原位置．已知大气压强为p0，重力加速度g．求：（1）矿石的质量；（2）矿石的密度．20．如图所示，一个足够长的两端开口的竖直圆筒固定在地面上，中间用两个活塞A、B封住一定质量的理想气体，一根劲度系数为k=4×l02N/m的轻质弹簧的上端与活塞B连接，下端与地面连接，静止时A、B的间距为L0=0.4m．现用力竖直向上拉活塞使其缓慢向上移动，直至弹簧恢复原长，此过程中封闭气体的质量和温度均保持不变，不计两活塞与圆筒间的摩擦．已知两活塞的质量均为M=2kg，横截面积均为S=1×l0﹣3m2，大气压强为P0=1×l05Pa，重力加速度为g=10m/s2．求活塞A向上移动的距离．21．如图所示，长为2L=20cm内壁光滑的气缸放在水面上，气缸和活塞气密性良好且绝热，活塞的横截面积为s=10cm2，活塞与墙壁之间连接一根劲度系数为k=50N/m的轻弹簧，当缸内气体温度为T0=27℃时，活塞恰好位于气缸的中央位置，且经弹簧处于原长状态．已知气缸与活塞的总质量为M=4kg，气缸与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2，大气压强为p0=1×105Pa，重力加速度为g=10m/s2．现用电热丝对缸内气体缓慢加热，当活塞移到气缸最右端时，缸内气温是多少？22．一定质量的理想气体被活塞封闭在气缸内，活塞质量为m、横截面积为S，可沿气缸壁无摩擦滑动并保持良好的气密性，整个装置与外界绝热，初始时封闭气体的温度为T1，活塞距离气缸底部的高度为H，大气压强为P o．现用一电热丝对气体缓慢加热，若此过程中电热丝传递给气体的热量为Q，活塞上升的高度为，求：Ⅰ．此时气体的温度；Ⅱ．气体内能的增加量．23．如图，孔明灯的质量m=0.2kg、体积恒为V=1m3，空气初温t0=27°C，大气压强p0=1.013×105Pa，该条件下空气密度ρ0=1.2kg/m3．重力加速度g=10m/s2．对灯内气体缓慢加热，直到灯刚能浮起时，求：（1）灯内气体密度ρ（2）灯内气体温度t．24．如图所示，一水平放置的薄壁圆柱形容器内壁光滑，长为L，底面直径为D，其右端中心处开有一圆孔，质量为m的理想气体被活塞封闭在容器内，器壁导热良好，活塞可沿容器内壁自由滑动，其质量、厚度均不计，开始时气体温度为300K，活塞与容器底部相距L，现对气体缓慢加热，已知外界大气压强为p0，求温度为480K时气体的压强。

高考物理选考热学计算题（七）组卷老师：莫老师评卷人得分一．计算题（共50小题）1．如图所示，一个长方体的封闭汽缸水平放置，用无摩擦活塞（活塞绝热，体积不计）将内部封闭的理想气体分为A、B两部分，A部分的体积是B部分体积的两倍，初始时两部分气体压强均为p、热力学温度均为T．使两部分的温度都升高△T，则①活塞移动的距离为多少？②A、B部分气体压强增加多少？2．一上端开口、下端封闭的细长玻璃管倾斜放置，与水平面夹角θ=30°．玻璃管的中间有一段长为l2=50cm的水银柱，水银柱下部封有长l1=25cm的空气柱，上部空气柱的长度l3=60cm．现将一活塞从玻璃管开口处缓缓往下推，使管下部空气长度变为l1′=20cm，如图所示．假设活塞下推过程中没有漏气，已知大气压强为p0=75cmHg，环境温度不变，求活塞下推的距离△l．3．如图所示，光滑导热活塞C将体积为V0的导热容器分成A、B两室，A、B中各封有一定质量的同种气体，A室左侧连接有一U形气压计（U形管内气体的体积忽略不计），B室右侧有一阀门K，外界大气压等于76cmHg，气温恒定．当光滑导热活塞C静止时，A、B两室容积相等，气压计水银柱高度差为38cm．因阀门K处缓慢漏气，一段时间后，气压计左边水银柱比右边水银柱仅高了19cm，求：①此时A室的体积；②B室从阀门K逸出的气体质量与原有质量的比．4．如图所示，在绝热圆柱形汽缸中用光滑绝热活塞密闭有一定质量的理想气体，在汽缸底部开有一小孔，与U形水银管相连，外界大气压为P0=75cmHg，缸内气体温度t0=27℃，稳定后两边水银面的高度差为△h=1.5cm，此时活塞离容器底部的高度为L=50cm（U形管内气体的体积忽略不计）．已知柱形容器横截面S=0.01m2，取75cmHg压强为1.0×105Pa，重力加速度g=10m/s2．（i）求活塞的质量；（ii）若容器内气体温度缓慢降至﹣3℃，求此时U形管两侧水银面的高度差△h′和活塞离容器底部的高度L′．5．如图所示，绝热气缸中间有一可无摩擦移动的绝热活塞把气缸分为体积相等的a、b两部分．开始时a、b两部分密闭有温度均为27℃的同种气体，现有电阻丝对a中气体加热，当A中气体温度升高100K时，b中气体的体积变为原来的，求此时b中气体的温度．（绝热零度为﹣273℃，忽略气体分子之间的作用）6．粗细均匀一端封闭的长玻璃管，用水银封闭了一部分空气．当玻璃管开口向下竖直放置时，空气柱的长度为L1；玻璃管开口向上竖直放置时，空气柱的长度为L2．求玻璃管水平放置时，空气柱的长度（整个过程空气柱温度不变）．7．如图，一粗细均匀的U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上端与大气相通，下端开口处开关K关闭，A侧空气柱（理想气体）的长度为l=20.0cm，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，当两侧水银面的高度差为h1=10.0cm时将开关K关闭．已知大气压强p0=75.0cmHg．变化过程中认为温度不变．①求放出部分水银后U形管中减少的水银柱的长度为多少？②此后让U形管自由下落，假设下落过程中始终保持图示状态，求下落过程中管内水银稳定后A侧空气柱的长度为多少？8．如图所示，圆柱形容器被活塞分成甲、乙两个气室，甲气室与U形玻璃管相连，玻璃管中有一段水银柱，开始时，两气室中封闭着同种理想气体，且两气室的体积均为V；U形管的右管中的水平液面比左管中高h，水银的密度为ρ，重力加速度为g，活塞的质量为m，活塞的截面积为S，活塞与容器内壁无摩擦且密封良好，容器和活塞的散热性能良好，忽略U形玻璃管的容积且U形玻璃管足够长，大气压强等于P0，求：（I ）两气室中气体的压强之比为多少；（Ⅱ）若向玻璃管左管缓慢倒入水银，使活塞向下移动，结果乙气室的体积减小为原来的．则此时玻璃管两边水银面的高度差为多少．9．如图所示，一绝热汽缸竖直放置，一定质量的理想气体被活塞封闭于汽缸中，活塞质量为m、横截面积为S，不计厚度，且与汽缸壁之间没有摩擦．开始时活塞被销子固定于距汽缸底部高度为h的A位置，气体温度为T1，压强为P l，现拔掉销子，活塞下降到距汽缸底部高度为h2的B位置时停下，已知大气压强为p0，重力加速度为g．（1）求此时气体温度T B；（2）若再用电热丝给气体缓漫加热，电热丝释放出的热量为Q，使活塞上升到距汽缸底部高度为h3的C位置时停下，求气体内能的变化量．10．如图是简易报警装置，其原理是：导热性能良好的竖直细管中装有水银，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发出报警声．27℃时，空气柱长度L1为20cm，水银柱上表面与导线下端的距离L2为10cm，管内水银柱高h为5cm，大气压强p0为75.5cmHg．（i）当温度达到多少时，报警器会报警？（ii）若要使该装置在102℃时报警，应该再往管内注入多高的水银柱？11．一开口向上且导热性能良好的气缸如图所示固定在水平面上，用质量和厚度均可忽略不计的活塞封闭一定质量的理想气体，系统平衡时，活塞到气缸底部的距离为h1=10cm；外界环境温度保持不变，将质量为2m和m的砝码甲、乙放在活塞上，系统再次平衡时活塞到气缸底部的距离为h2=5cm；现将气缸内气体的温度缓缓地升高△t=60℃，系统再次平衡时活塞到气缸底部的距离为h3=6cm；然后拿走砝码甲，使气缸内气体的温度再次缓缓地升高△t'=60℃，系统平衡时活塞到气缸底部的距离为h4，忽略活塞与气缸之间的摩擦力，求：①最初气缸内封闭的理想气体的温度t1为多少摄氏度；②最终活塞到气缸底部的距离h4为多少．12．如图所示，劲度系数为k=50N/m的轻质弹簧与完全相同的导热活塞A、B不栓接，一定质量的理想气体被活塞A、B分成两个部分封闭在可导热的气缸内，活塞A、B之间的距离与B导气缸底部的距离均为l=1.2m．初始时刻，气体I与外界大气压强相同，温度为T1=300K．将环境温度缓慢升高至T2=440K，系统再次达到稳定，A已经与弹簧分离．已知活塞A、B的质量均为m=1.0kg，横截面积为S=10cm2，；外界大气压强恒为p0=1.0×105Pa，不计活塞与汽缸之间的摩擦且密封良好．求活塞A相对初始时刻上升的高度．13．铁的密度ρ=7.8×103kg/m3、摩尔质量M=5.6×10﹣2kg/mol，阿伏加德罗常数N A=6.0×1023mol﹣1，铁原子视为球体．试估算（保留一位有效数字）：①铁原子的平均质量；②铁原子的平均直径．14．在质量为2kg的铝制水壶中装有质量为5kg的水，当把水从15℃加热到100℃时，水和壶的内能一共增加多少焦耳？（水的比热 4.2×103J/kg•℃，铝的比热0.88×103/kg•℃）15．已知氧化铯的摩尔质量为M=168.5g/mol，其分子结构如图所示，氯原子（白点）位于立方体的中心，铯原子（黑点）位于立方体八个顶点上，这样的立方体紧密排列成氯化铯晶体．已知两个氯原子的最近距离为d=4×10﹣10 m，则氯化铯的密度ρ为多少？（保留一位有效数字）16．如图所示，一开口向上竖直放置于水平面的导热气缸，活塞面积S=0.02m2，开始时活塞到缸底0.4m，缸内气体温度为127℃．现使外界环境温度缓慢降低至某一温度，活塞下降到离缸底0.3m处缸内气体内能减少了700J．不计活塞与气缸间的摩擦，活塞质量为20kg，g取10m/s2，外界大气压强p0=1.0×105Pa．求：在此过程中，缸内气体（1）气体压强和末状态气体的温度；（2）与外界交换的热量，并说明缸内气体是吸热还是放热．17．如图所示，两气缸AB粗细相同，等高且内壁光滑，其下部由体积可忽略的细管连通；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和质量均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、b均在气缸的正中央．①现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b恰升至顶部时，求氮气的压强和温度；②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时，求氮气的温度．18．如图所示，某同学设计导热性能良好的喷水装置，已知该喷水装置内部空间是底部面积为S、高度为4L的长方体，阀门关闭，此时装置内部的下部分装有高度为3L的水，上部密封压强为p0的空气．容器上部接有打气（打气筒的体积相对容器而言可以忽略），该打气筒可以多次往容器中打入压强为p0、温度为T0的空气．打开阀门后，容器中的水将被喷出，设在此过程中空气可看成理想气体，且温度不变，且恒为T0．已知大气压强为p0=4ρgL，其中ρ为水的密度，g为重力加速度．求：（1）打开阀门后，当装置中的水不再流出时，容器中剩下水的高度为多少？（2）打开阀门后，当装置中的水不再流出时，给容器中空气加热可使容器中的水再次喷出．为了使容器中的水高度降为L，容器中的气体温度应升高到多少？19．如图所示，一开口向上竖直放置于水平面的导热气缸，活塞面积S=0.02m2，开始时活塞到缸底0.4m，缸内气体温度为400K．现使外界环境温度缓慢降低至某一温度，此过程中气体放出热量900J，内能减少了700J．不计活塞的质量及活塞与气缸间的摩擦，外界大气压强p0=1.0×105Pa，求：在此过程中，（1）外界对气体做的功W；（2）活塞下降的高度；（3）末状态气体的温度．20．如图所示，一水平放置的薄壁气缸，由截面积不同的两个圆筒连接而成，质量均为m=1.0kg的活塞A、B用一长度为3L=30cm、质量不计的轻细杆连接成整体，它们可以在筒内无摩擦地左右滑动且不漏气．活塞A、B的面积分别为S A=200cm2和S B=100cm2，气缸内A和B之间封闭有一定质量的理想气体，A的左边及B的右边都是大气，大气压强始终保持为p0=1.0×105Pa．当气缸内气体的温度为T1=500K时，活塞处于图示位置平衡．问：（1）此时气缸内理想气体的压强多大？（2）当气缸内气体的温度从T1=500K缓慢降至T2=200K时，活塞A、B向哪边移动？移动的位移多大？稳定后气缸内气体压强多大？21．如图所示，一粗细均匀的导热U形玻璃管，其右端开口，左端由水银柱封有一段理想气体．当大气压强为76cmHg，环境温度为27℃时气柱长为16cm，开口端水银面比封闭端水银面低4cm，求：（1）该状态下封闭气体的压强P1和热力学温度T1；（2）对封闭气体缓慢加热，当其温度上升到多少℃时，气柱长变为20cm．22．上端开口的圆柱形气缸竖直放置，截面积为20cm2质量为4㎏的活塞将一定质量的气体和形状不规则的固体A封闭在气缸内．温度为300K时，活塞离气缸底部的高度为0.6m；将气体加热到330K时，活塞上升了0.05m，内能变化了20J，不计摩擦力及固体体积的变化，已知大气压强为p0=1.0×105Pa，重力加速度为g=10m/s2．求：（1）封闭气体的压强P；（2）物体A的体积V；（3）气体与外界交换的热量Q．23．如图所示，柱形容器内用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=50cm，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=30cm处，气体温度升高了△T=60K；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=25cm处：已知大气压强为p0=1×106pa．求气体最后的压强与温度．24．竖直平面内有一直角形内径处处相同的细玻璃管，A端封闭，C端开口，最初AB段处于水平状态，中间有一段水银将气体封闭在A端，各部分尺寸如图所示，外界大气压强p0=75cmhg．若从C端缓慢注入水银，使水银与端管口平齐，需要注入水银的长度为多少？25．一定质量的理想气体，其状态变化图如右箭头顺序所示，AB平行于纵轴，BC平行于横轴，CA段是以纵轴和横轴为渐近线的双曲线的一部分，且已知A状态的压强和体积分别为P0、V0、T0，且P A=3P B，试求解下列问题：①气体在B状态的温度和C状态的体积；②从B到C过程中，是气体对外做功还是外界对气体做功？做了多少功？26．如图，一端封闭、粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置，管内用水银将一段气体封闭在管中．当温度为300K时，被封闭的气柱长L=20cm，两边水银柱高度差h=16cm，大气压强p0=76cmHg且保持不变．求：（1）封闭气体的压强为多少？（2）为使右端水银面下降4cm，封闭气体温度应变为多少？27．如图所示，一竖直放置的绝热气缸，顶部水平，在顶部安装有体积可以忽略的电热丝，在气缸内通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体，气体的温度为T0，绝热活塞的质量为m，横截面积为S，若通过电热丝缓慢加热，使得绝热活塞由与气缸底部相距h的位置下滑至2h的位置，此过程中电热丝放出的热量为Q，已知外界大气压强为p0，重力加速度为g，并且可以忽略活塞与气缸壁之间的摩擦和气体分子之间的相互作用，求：（i）在活塞下滑至距顶部2h位置时，缸内气体温度T1（ii）在活塞下滑过程中，缸内气体内能的增加量△U．28．如图所示，一竖直放置的圆柱形汽缸内有一活塞，放在汽缸的小台阶活塞下封闭一定质量的气体，温度为27℃，体积为90cm3，活塞截面积为10cm2，开始时内外气体压强均为105Pa，活塞重20N，活塞可以在气缸内无摩擦地滑动．（1）当温度升高到77℃时，活塞下面的气体体积为多大？（2）当温度升高到127℃时，活塞下面的气体体积又为多大？29．在如图所示的坐标系中，一定质量的某种理想气体先后发生以下两种状态变化过程：第一种变化是从状态A到状态B，外界对该气体做功为5J；第二种变化是从状态A到状态C，该气体从外界吸收的热量为10J．图线AC的反向延长线通过坐标原点O，B、C两状态的温度相同，理想气体的分子势能为零．求：（1）从状态A到状态C的过程，该气体对外界做的功W1和其内能的增量△U1．（2）从状态A到状态B的过程，该气体内能的增量△U2及其从外界吸收的热量Q2．30．一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其P﹣T图象如图所示．已知该气体在状态B时体积V B=1×10﹣3m3．求：（1）气体在状态C时的体积V C；（2）气体在整个过程中是吸热还是放热，并求出热量Q．31．如图所示，一端开口、内壁光滑的玻璃管竖直放置，管中用一段长H0=25cm 的水银柱封闭一段长L1=20cm的空气，此时水银柱上端到管口的距离为L2=5cm，大气压强恒为P0=75cmHg，开始时封闭气体温度为t1=27℃，取0℃为273K，将封闭气体温度升高到37℃，在竖直平面内从图示位置缓慢转动至玻璃管水平时，求封闭空气的长度．（转动过程中没有发生漏气）32．使一定质量的理想气体按如图中箭头所示的顺序变化，图中BC段是以纵轴和横轴为渐近线的双曲线．试求：已知气体在状态A的温度T A=300K，求气体在状态B、C和D的温度各是多少？33．如图甲所示，粗细均匀的直玻璃管竖直放置，上端开口，内有一段长为h=15cm 的水银柱封闭着一定质量的理想气体A，A气柱长L1=15cm，这时的大气压强P0=75cmHg，室温恒为20℃．现把玻璃管的上口密封，则在水银柱上部也封闭了一定质量的理想气体B，B气柱长L2=15cm，然后缓慢的把玻璃管水平放置，如图乙所示．求：（1）玻璃管水平放置后，A气柱将变为多长？（计算结果保留3位有效数字）（2）室温由20℃逐渐升高到25℃，在此过程中水平放置的玻璃管内的水银柱会不会发生移动？请利用气体压强的微观解释进行说明．34．如图所示，竖直放置，粗细均匀且足够长的U形玻璃管，玻璃管中的水银柱封闭一定质量的理想气体，当环境温度t1=7℃时，U形玻璃管右侧水银面比左侧水银面高出h1=6cm，右管水银柱上方空气柱长h0=19cm，现在左管中加入水银，保持温度不变，使两边水银柱在同一高度，大气压强p0=76cmHg．（1）求需要加入的水银柱的长度L．（2）若在满足（1）的条件下，通过加热使右管水银面恢复到原来的位置，求此时封闭气体的温度t2（℃）．35．如图所示，竖直放置的U形管，左端封闭，右端开口，管内水银将长l1=19cm 的空气柱封在左管内，此时两管内水银面的高度差为h1=4cm，环境温度为t1=27℃，大气压强为76cm水银柱．（1）从图示开始，若缓慢改变温度，要使空气柱长度减少1cm，则需要降低多少度？（2）从图示开始，若保持温度不变，现向右管内注入水银，使空气柱长度减少1cm，则需注入水银柱的长度为多少？36．如图所示，高为H的圆柱形汽缸静置于水平面上，汽缸顶部开有孔P，内有一个很薄的质量为m=5kg的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞的面积为l0cm2，开始时活塞处在离底部高处．已知外界大气压为P0=l×105Pa，温度为t0=27℃，重力加速度取g=l0m/s2．现对气体缓慢加热，求：（1）活塞刚上升到汽缸顶部时，气体的温度；（2 ）当加热到t=527℃时，气体的压强．37．如图所示，开口向上质量为m1=2kg的导热气缸C静置于水平桌面上，用一横截面积为s=10cm2、质量为m2=2kg的活塞封闭了一定质量的理想气体，一不可伸长的轻绳一端系在活塞上，另一端跨过两个定滑轮连着一劲度系数k=400N/m的竖直轻弹簧A，A下端系有一质量M=5kg的物块B，开始时，活塞到缸底的距离L1=100cm，轻绳恰好拉直，弹簧恰好处于原长状态，缸内气体的温度T1=300K，已知外界大气压强恒为P0=1.0×105Pa，取重力加速度g=10m/s2，不计一切摩擦，现使缸内气体缓慢冷却到T2=100K时，求：①稳定后活塞到缸底的距离；②活塞从开始到最终稳定下降的距离．38．如图所示，固定的气缸Ⅰ和气缸Ⅱ的活塞用硬杆相连，两活塞横截面积的大小满足S1=2S2，气缸用导热材料制成，内壁光滑，两活塞可自由移动．初始时两活塞静止不动，与气缸底部的距离均为h，环境温度为T1=300K，外界大气压强为p0，气缸Ⅱ内气体压强p2=0.5p0．现给气缸Ⅰ缓慢加热，使活塞缓慢移动．求：①热前气缸Ⅰ内气体的压强；②活塞移动距离时，气缸Ⅰ内气体的温度．39．如图所示，竖直放置，内部光滑的导热气缸用活塞封闭一定质量的理想气体，活塞用固定螺栓固定在距气缸底部为h0=0.5m处，活塞横截面积为S=6cm2，此时气体的压强为p=0.5×105Pa，气缸壁是导热的，打开固定螺栓，活塞下降，经过足够长的时间后，活塞停在距离底部h=0.2m处，在此过程中周围环境温度为t0=27℃，保持不变，已知重力加速度为g，大气压强为p0=1.0×105Pa，求：①活塞的质量；②周围环境温度缓慢升高，最终活塞又能回到距气缸底部h0=0.5m处，求此时环境温度．40．如图所示，一根长L=100cm、一端封闭的细玻璃管开口向上竖直放置，管内用h=15cm长的水银柱封闭了一段长L1=40cm的空气柱．已知大气压强为75cmHg，玻璃管周围环境温度为T1=300K．求：（Ⅰ）若将玻璃管缓慢倒转至开口向下，玻璃管中气柱将变成多长？（Ⅱ）先保持玻璃管开口竖直向下，缓慢升高管内气体温度，当热力学温度为多少时，水银柱下表面刚好与玻璃管下端关口平齐．41．如图所示，两气缸A、B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28℃且平衡时，活塞a离气缸顶的距离是气缸高度的，活塞b在气缸的正中央．（1）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；（2）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时，求氧气的压强．42．如图所示，一端开口的U形管内由水银柱封闭有一段空气柱，大气压强为75cmHg，当封闭气体温度为27℃时空气柱长为10cm，左、右两管液面相平，求：当封闭气体温度上升到多少℃时，空气柱长为12cm？43．如图所示，升降机内衣开口向下、质量为M的气缸与轻活塞一起封闭了一定质量的理想气体．活塞与气缸被一弹簧支起，气缸内壁光滑且气缸与活塞导热良好．开始时升降机静止，活塞离缸底L1．现升降机匀加速下降时活塞离缸底L2，已知大气压强为P0，气缸的横截面积为S，重力加速度为g，环境温度保持不变．求①加速下降时的加速度②气体是吸热还是放热，为什么？44．如图所示，一开口向右水平放置于地面上的密闭导热气缸，活塞面积S=0.02m2，开始时活塞到缸底的距离为0.4m，缸内气体温度为127℃，现使外界环境温度缓慢降低至27℃，此过程中气体放出热量700J，不计活塞与气缸间的摩擦，外界大气压强P0=1.0×105Pa，求：（1）此过程中气缸活塞移动的距离；（2）缸内气体的内能是增加了还是减少了，变化了多少？45．如图所示，左端封闭右端开口的导热气缸水平放置，气缸内壁的横截面积为S，用厚度不计的光滑活塞封闭长度为L的理想气体，活塞距气缸开口端距离为l，活塞的重力为G，已知外界大气压强为p，热力学温度为T．现在给气缸缓慢加热，活塞恰好移到气缸右端口（气缸仍然封闭）（1）此时封闭气体的温度是多少？（2）若上述过程中气体吸热为Q，则气体的内能变化是多少？（3）如果把气缸开口向上竖直放置，封闭气体的长度仍为L，气体的温度变为多少？46．如图所示，两端等高、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长L1=19cm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△h=2cm．若环境温度不变，取大气压强p0=76cmHg．求：（1）若左侧封闭气体的温度为27℃，现对封闭气体缓慢加热，直到两侧水银面齐平，求此时气体的温度．（2）若从右端管口缓慢注入水银，直到两侧水银面齐平，则需从右侧加入管中的水银柱长度．47．已知水的摩尔质量为M=18g/mol、密度为ρ=1.0×103kg/m3，阿伏伽德罗常数为N A=6.0×1023mol﹣1．（1）求水分子的质量（2）试估算1.2m3水所含的水分子数目．48．某气象探测气球内充有温度为300K、压强为1.5×105 Pa的氦气5m3．当气球升到某一高度时，氦气的温度为200K，压强为0.8×105Pa，求这时气体的体积．49．如图所示，一定质量的理想气体被不计质量的水平活塞封闭在可导热的竖直气缸内，活塞相对于气缸底部的高度为h，可沿气缸无摩擦地滑动．取一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上，沙子倒完时，活塞相对于底部的高度为．再取相同质量的一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上，外界大气的压强p0和温度始终保持不变，活塞的横截面积为S，重力加速度为g．求：①一小盒沙子的质量；②第二次沙子倒完时活塞距气缸底部的高度．50．如图所示，容器A和气缸B都能导热，A放置在l27℃的恒温槽中，B处于27℃的环境中，大气压强为P o=1.0×105Pa，开始时阀门K关闭，A内为真空，其容积V A=2.4L，B内活塞横截面积S=100cm2、质量m=1kg，活塞下方充有理想气体，其体积V B=4.8L，活塞上方与大气连通，A与B间连通细管体积不计，打开阀门K后活塞缓慢下移至某一位置（未触及气缸底部）．g取10m/s2．试求：活塞下移过程中，气缸B内气体对活塞做的功．高考物理选考热学计算题（七）参考答案与试题解析一．计算题（共50小题）1．如图所示，一个长方体的封闭汽缸水平放置，用无摩擦活塞（活塞绝热，体积不计）将内部封闭的理想气体分为A、B两部分，A部分的体积是B部分体积的两倍，初始时两部分气体压强均为p、热力学温度均为T．使两部分的温度都升高△T，则①活塞移动的距离为多少？②A、B部分气体压强增加多少？【分析】①分别对两侧气体运用理想气体的状态方程，结合初始时A与B体积的关系，联立即可得，末状态A和B体积的倍数关系，即可判断出活塞移动的方向和距离；②选择其中一侧作为研究对象，根据①问结果可知，气体发生的是等容变化，利用查理定律即可求出，结合变化量也成比例，可得A、B部分气体压强增加量．【解答】解：①设原来A部分气体的体积为2V，温度升高后，AB压强增加量都为△p，对A部分气体，升高温度后体积V A，根据理想气体状态方程得：=对B部分气体，升高温度后体积V B，由理想气体状态方程得：=求得：V A=2V B因此活塞不会发生移动，即移动的距离为0．②气体发生的是等容过程，根据查理定律以及比例的性质可得：==解得：△p=p答：①活塞移动的距离为0；。

高三物理热学试题答案及解析1.如图，一气缸水平固定在静止的小车上，一质量为m、面积为S的活塞将一定量的气体封闭在气缸内，平衡时活塞与气缸底相距L。

现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动，稳定时发，不计气缸和活塞间的摩擦，且小车运动时，现活塞相对于气缸移动了距离d。

已知大气压强为p大气对活塞的压强仍可视为p，整个过程中温度保持不变。

求小车的加速度的大小。

【答案】【解析】设小车加速度大小为a，稳定时气缸内气体的压强为，活塞受到气缸内外气体的压力分别为，由牛顿第二定律得：，小车静止时，在平衡情况下，气缸内气体的压强应为，由波伊尔定律得：式中，联立解得：2.下列说法中正确的是A．水可以浸润玻璃，水银不能浸润玻璃B．热管是利用升华和汽化传递热量的装置C．布朗运动是指在显微镜下直接观察到的液体分子的无规则运动。

D．一般说来物体的温度和体积变化时它的内能都要随之改变【答案】AD【解析】热管是利用热传导原理与致冷介质的快速热传递性质的装置，B错；布朗运动是固体小颗粒的运动，C错；3.（1）关于热力学定律和分子动理论，下列说法正确的是____。

（填选项前的字母）A．一定量气体吸收热量，其内能一定增大B.不可能使热量由低温物体传递到高温物体C.若两分子间距离增大，分子势能一定增大D.若两分子间距离减小，分子间引力和斥力都增大（2）空气压缩机的储气罐中储有1.0atm的空气6.0L,现再充入1.0 atm的空气9.0L。

设充气过程为等温过程，空气可看作理想气体，则充气后储气罐中气体压强为_____。

（填选项前的字母）A．2.5 atm B.2.0 atm C.1.5 atm D.1.0 atm【答案】（1）D (2)A【解析】(1) 改变内能有热传递和做功，如果吸热比对外做功要少得话，物体的内能会减小，所以答案A错；在引起变化的条件下，热量可以从低温传给高温如空调等所以答案B错；在分子力为排斥力时距离增大分子势能减小，答案C错，正确答案选D.(2)由等温变化可知代入数据可知答案A正确；4.关于热学现象和规律，下列说法中正确的是。

1. 问题：一个容积为V的容器中充满了1mol的气体，此时容器的温度为T1，请计算容器中气体的平均动能。

答案：平均动能=(3/2)nRT1，其中n为气体的物质的量，R为气体常数。

2. 一个容积为V的容器中装满了水，水的温度为t℃，水的重量为m，水的热容为c，此时将容器中的水加热，经过一段时间后，水的温度升高到T℃，请计算：
（1）水加热的总热量
Q=mc(T-t)
（2）水加热的平均热量
Qavg=Q/t
3..一元系统中，向容器中加入了$m$克汽油，汽油的温度为$T_1$，容器中的水的温度为$T_2$，汽油和水的比容为$V_1$和$V_2$，如果汽油和水的温度最终变为$T_3$，那么汽油的最终温度$T_4$为多少？
解：$T_4=\frac{mT_1V_1+T_2V_2}{mV_1+V_2}T_3$
4. 一定体积的气体在温度为273K，压强为100kPa时，改变温度到273K，压强到400kPa，求气体的体积。

解：由比容量关系可得：
V2/V1=P2/P1
V2=V1×P2/P1
V2=V1×400/100
V2=4V1
答案：V2=4V1。

高考物理选考热学计算题（一）组卷老师：莫老师评卷人得分一．计算题（共50小题）1．开口向上、内壁光滑的汽缸竖直放置，开始时质量不计的活塞停在卡口处，气体温度为27℃，压强为0.9×105 Pa，体积为1×10﹣3m3，现缓慢加热缸内气体，试通过计算判断当气体温度为67℃时活塞是否离开卡口。

（已知外界大气压强p0=1×105Pa）2．铁的密度ρ=7.8×103kg/m3、摩尔质量M=5.6×10﹣2 kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6.0×1023mol﹣1．可将铁原子视为球体，试估算：（保留一位有效数字）①1 克铁含有的分子数；②铁原子的直径大小．3．如图所示，一个上下都与大气相通的直圆筒，内部横截面积为S=0.01m2，中间用两个活塞A和B封住一定质量的气体。

A、B都可沿圆筒无摩擦地上下滑动，且不漏气。

A的质量不计，B的质量为M，并与一劲度系数为k=5×103N/m的较长的弹簧相连。

已知大气压p0=1×105Pa，平衡时两活塞之间的距离l0=0.6m，现用力压A，使之缓慢向下移动一段距离后保持平衡。

此时用于压A的力F=500N．求活塞A下移的距离。

4．如图，密闭性能良好的杯盖扣在盛有少量热水的杯身上，杯盖质量为m，杯身与热水的总质量为M，杯子的横截面积为S．初始时杯内气体的温度为T0，压强与大气压强p0相等．因杯子不保温，杯内气体温度将逐步降低，不计摩擦．（1）求温度降为T1时杯内气体的压强P1；（2）杯身保持静止，温度为T1时提起杯盖所需的力至少多大？（3）温度为多少时，用上述方法提杯盖恰能将整个杯子提起？5．如图，上端开口、下端封闭的足够长的细玻璃钌竖直放置，﹣段长为l=15.0cm 的水银柱下方封闭有长度也为l的空气柱，已知大气压强为p0=75.0cmHg；如果使玻璃管绕封闭端在竖直平面内缓慢地转动半周．求在开口向下时管内封闭空气柱的长度．6．如图所示为一种减震垫，由12个形状相同的圆柱状薄膜气泡组成，每个薄膜气泡充满了体积为V1，压强为p1的气体，若在减震垫上放上重为G的厚度均匀、质量分布均匀的物品，物品与减震垫的每个薄膜表面充分接触，每个薄膜上表面与物品的接触面积均为S，不计每个薄膜的重，大气压强为p0，气体的温度不变，求：（i）每个薄膜气泡内气体的体积减少多少？（ii）若撤去中间的两个薄膜气泡，物品放上后，每个薄膜上表面与物品的接触面积增加了0.2S，这时每个薄膜气泡的体积又为多大？7．一足够高的内壁光滑的导热气缸竖直地浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞的面积为1.5×10﹣3m2，如图1所示，开始时气体的体积为3.0×10﹣3m3，现缓慢地在活塞上倒上一定质量的细沙，最后活塞静止时气体的体积恰好变为原来的三分之一．设大气压强为1.0×105Pa．重力加速度g取10m/s2，求：（1）最后气缸内气体的压强为多少？（2）最终倒在活塞上细沙的总质量为多少千克？（3）在P﹣V图上（图2）画出气缸内气体的状态变化过程（并用箭头标出状态变化的方向）．8．如图所示，竖直放置的气缸，活塞横截面积为S=0.01m2，厚度不计。

高考物理力学计算题（五）组卷老师：莫老师一．计算题（共50小题）1．如图所示，质量为m3=2kg的滑道静止在光滑的水平面上，滑道的AB部分是半径为R=0.15m的四分之一圆弧，圆心O在B点正上方，其他部分水平，在滑道右侧固定一轻弹簧，滑道除CD部分粗糙外其他部分均光滑．质量为m2=3kg 的物体2（可视为质点）放在滑道上的B点，现让质量为m1=1kg的物体1（可视为质点）自A点上方R处由静止释放．两物体在滑道上的C点相碰后粘在一起（g=10m/s2），求：（1）物体1第一次到达B点时的速度大小；（2）B点和C点之间的距离；（3）若CD=0.06m，两物体与滑道CD部分间的动摩擦因数都为μ=0.15，则两物体最后一次压缩弹簧时，求弹簧的最大弹性势能的大小．2．如图所示，质量m=1.1kg的物体（可视为质点）用细绳拴住，放在水平传送带的右端，物体和传送带之间的动摩擦因数μ=0.5，传送带的长度L=5m，当传送带以v=5m/s的速度做逆时针转动时，绳与水平方向的夹角θ=37°．已知：g=l0m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：（1）传送带稳定运动时绳子的拉力T；（2）某时刻剪断绳子，求物体运动至传送带最左端所用时间．3．如图，粗糙直轨道AB长s=1.6m，与水平方向的夹角θ=37°；曲线轨道BC光滑且足够长，它们在B处光滑连接．一质量m=0.2kg的小环静止在A点，在平行于斜面向上的恒定拉力F的作用下，经过t=0.8s运动到B点，然后撤去拉力F．小环与斜面间动摩擦因数μ=0.4．（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：（1）拉力F的大小；（2）小环沿BC轨道上升的最大高度h．4．如图所示，一倾斜的传送带，上、下两端相距L=5m，倾角α=37°，将一物块轻放在传送带下端，让其由静止从传送带底端向上运动，物块运动到上端需要的时间为t=5s，传送带沿顺时针方向转动，速度大小为2m/s，重力加速度g取10m/s2，求（1）物块与传送带间的动摩擦因数，（2）若将传送带沿逆时针方向转动，速度大小不变，再将另一物块轻轻放在传送带的上端，让其由静止从传送带上端向下运动，物块与传送带间的动摩擦因数为0.5，则该物块从传送带上端运动到下端所用的时间为多少？5．如图所示，可看成质点的A物体叠放在上表面光滑的B物体上，一起以v0的速度沿光滑的水平轨道匀速运动，与静止在同一光滑水平轨道上的木板C发生碰撞，碰撞后B、C的速度相同，B、C的上表面相平且B、C不粘连，A滑上C 后恰好能到达C板的右端．已知A、B质量相等，C的质量为A的质量的2倍，木板C长为L，重力加速度为g．求：（1）A物体与木板C上表面间的动摩擦因数；（2）当A刚到C的右端时，BC相距多远？6．如图所示，木块m2静止在高h=0.8m的水平桌面的最右端，木块m1静止在距m2左侧s0=5m处，现木块m1在水平拉力F作用下由静止开始沿水平桌面向右移动，与m2碰前瞬间碰撞撤去F，m1、m2发生弹性正碰，碰后m2落在水平地面上，落点距桌面右端水平距离s=1.6m．已知m1=0.2kg，m2=0.3kg，m1与桌面的动摩擦因素μ=0.4．（两木块都可以视为质点，g=10m/s2）求：（1）碰后瞬间m2的速度是多少？（2）m1碰撞前后的速度分别是多少？（3）水平拉力F的大小？7．如图所示，一质量m=1kg的小物块（可视为质点），放置在质量M=4kg的长木板左侧，长木板放置在光滑的水平面上。

高考物理选考热学计算题（二）组卷老师：莫老师评卷人得分一．计算题（共50小题）1．如图所示，一个高为H的导热汽缸，原来开口，将其开口向上竖直放置。

在气温为27℃、气压为760mm Hg、相对湿度为75%时，用一质量可不计的光滑活塞将开口端封闭。

求将活塞下压多大距离时，将开始有水珠出现。

2．有一粗细均匀的U形管，当温度为31℃时，封闭端和开口端的水银面在同一水平面上，如图所示．封闭端内的空气柱长8cm，大气压强为76cmHg，问：（i）温度升高到多少摄氏度时，封闭端气柱将增加到9cm？（ii）在（i）问的操作结束后，如果再从开口端缓慢灌入水银（灌入的水银与开口端的水银面相连，其间没有气泡），使封闭端内的空气柱恢复到原长，此过程保持气体温度不变，那么封闭端和开口端的水银面相差几厘米？3．如图所示，两竖直固定且正对放置的导热气缸内被活塞各封闭一定质量的理想气体，活塞a、b用刚性轻杆相连，上下两活塞的横截面积S a：S b=1：2，活塞处于平衡状态时，A、B中气体的体积均为V0，温度均为300K，B中气体压强为0.75P0，P0为大气压强（两活塞及杆质量不计，活塞与气缸内壁间摩擦不计）。

（1）求A中气体的压强；（2）现对B中气体加热，同时保持A中气体温度不变，活塞重新达到平衡状态后，A中气体的压强为P0，求此时B中气体的温度。

4．如图，两汽缸A、B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的直径是B的2倍，A上端封闭，B上端与大气连通；两汽缸除A顶部导热外，其余部分均绝热。

两汽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、外界和汽缸内气体温度均为7℃且平衡时，活塞a离汽缸顶的距离是汽缸高度的，活塞b在汽缸正中间。

（1）现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b恰好升至顶部时，求氮气的温度；（2）继续缓慢加热，使活塞a上升，当活塞a上升的距离是汽缸高度的时，求氧气的压强。

高考物理选考热学多选题（五）组卷老师：莫老师一．多选题（共40小题）1．如图，水平放置的密封气缸内的气体被一竖直隔板分隔为左右两部分，隔板可在气缸内无摩擦滑动，右侧气体内有一电热丝．气缸壁和隔板均绝热．初始时隔板静止，左右两边气体温度相等．现给电热丝提供一微弱电流，通电一段时间后切断电源．当缸内气体再次达到平衡时，与初始状态相比（）A．右边气体温度升高，左边气体温度不变B．左右两边气体温度都升高C．左边气体压强增大D．右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量E．右边气体分子平均动能的增加量大于左边的增加量2．下列说法正确的是（）A．PM2.5（指空气中直径小于2.5微米的悬浮颗粒物）在空气中的运动属于分子热运动B．分子间的相互作用力总是随着分子间距离的减小而减小C．热量能够自发地从高温物体传到低温物体，但不能自发地从低温物体传到高温物体D．水的饱和汽压随温度的升高而增大E．液晶既具有液体的流动性，又具有单晶体的光学各向同性的特点3．下列关于各种现象的说法中，正确的是（）A．一杯热茶在打开杯盖后，茶会自动变得更热B．蒸汽机不能把蒸汽的内能全部转化为机械能C．电冰箱通电后把冰箱内部低温物体的热量传到冰箱外部的高温物体D．在水平面滚动的足球克服摩擦力做功，其动能会全部转化为内能，最后会停下来E．空气会自发地分离成氮气、氧气、二氧化碳等各种不同的气体4．如图所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子间的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法正确的是（）A．ab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为10﹣10mB．ab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为10﹣10mC．若两个分子间距离增大，则分子势能也增大D．由分子动理论可知：温度相同的氢气和氧气，分子平均动能相同E．质量和温度都相同的氢气和氧气（视为理想气体），氢气的内能大5．根据热力学定律，下列说法正确的是（）A．电冰箱的工作表明，热量可以从低温物体向高温物体传递B．空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量C．科技的不断进步使得人类有可能生产出单一热源的热机D．即使没有漏气、摩擦、不必要的散热等损失，热机也不可以把燃料产生的内能全部转化为机械能E．对能源的过度消耗使自然界的能量不断减少，形成“能源危机6．下列说法正确的是（）A．一定质量的理想气体在等压膨胀过程中温度一定升高B．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压力为零C．分子间的距离r存在某一值r0，当r大于r0时，分子间斥力大于引力；当r 小于r0时，分子间斥力小于引力D．由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间距离，液体表面分子间作用力表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势E．关于一定质量的气体，只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低7．下列说法正确的是（）A．布朗运动就是液体分子的运动B．两分子之间同时存在着引力和斥力都随分子间的距离增大而减小C．热力学温标的最低温度为0K，它没有负值，它的单位是物理学的基本单位之一D．气体的温度越高，每个气体分子的动能越大8．下列说法中正确的是（）A．吹出的肥皂泡呈球形是由于表面张力的作用B．布朗运动是指在显微镜下观察到的液体分子的无规则运动C．水的饱和气压随温度的升高而增大D．当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力同时减小9．下列说法正确的是（）A．绝对湿度大，相对湿度一定大B．荷叶上的小水滴呈球形，这是表面张力使液面收缩的结果C．单晶体和多晶体都具有各向异性的物理性质D．一定质量理想气体等温膨胀，一定从外界吸热E．对于一定质量的理想气体，压强增大，体积增大，分子的平均动能一定增大10．如图所示是一定质量的理想气体的过程变化图线，下列说法正确的是（）A．由状态A变化到状态B，气体分子的平均动能增大B．由状态B变化到状态C，气体密度增大C．由状态A变化到状态C，气体内能不变D．由A经B到C的过程与由A经D到C的过程，气体对外做功相同E．由A经B到C、由A经D到C、由A直接到C的三个过程中，气体均吸热，但是吸热量值不同11．关于热现象，下列说法正确的是（）A．布朗运动间接反映了液体分子的无规则运动B．当气体分子热运动变剧烈时，气体的压强一定变大C．气体总是很容易充满整个容器，这是分子间存在斥力的宏观表现D．当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大E．自由扩散是不可逆的12．如图所示，水平固定的由两段粗细不同的细玻璃管组成的封闭容器中，一段水银柱将气体分成A、B两部分，水银柱静止，则下列判断正确的是（）A．水银柱两侧受到的气体压力大小相等B．A、B两部分气体的压强相同C．若两部分气体温度相同，同时升高10℃后水银柱不动D．若两部分气体温度相同，同时降低10℃后水银柱向右移13．一定质量理想气体的状态沿如图所示的圆周变化，则该气体体积变化的情况是（）A．沿a→b，逐步减小B．沿b→c，先逐步增大后逐步减小C．沿c→d，逐步减小D．沿d→a，逐步减小14．根据热力学定律和分子动理论，下列说法不正确的是（）A．布朗运动是液体分子的运动，它说明了分子在永不停息地做无规则运动B．密封在容积不变的容器内的气体，若温度升高，则气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大C．根据热力学第二定律可知，热量能够从高温物体传到低温物体，但不可能从低温物体传到高温物体D．某气体的摩尔质量为M、摩尔体积为V、密度为ρ，用N A表示阿伏伽德罗常数，每个气体分子的质量m0=，每个气体分子的体积V0=E．分子a从远外接近分子b的过程中，忽略其他分子对a的作用，a受b的作用力为零时，a的动能一定最大15．通过对热学知识的学习，请你判断下列说法符合热力学规律的是（）A．两个温度不同的物体相互接触时，热量会自发地从高温物体传给低温物体，结果使高温物体的温度降低，低温物体的温度升高B．一个放在水平地面上的物体，靠降低温度，可以把内能自发地转化为动能，使这个物体运动起来C．两种均匀混在一起的混合气体不会自发地分开，成为两种气体，除非使用物理或化学的手段把混合气体分开，但是这样做，一定会引起其它变化D．“第一类永动机”不可能制成，因为它违背了能量守恒定律E．“第二类永动机”不可能制成，因为它违背了热力学第一定律16．如图所示，导热性能良好的气缸内用活塞封闭一定质量的空气，气缸固定不动．一条细线左端连接在活塞上，另一端跨过定滑轮后连接在一个小桶上，开始时活塞静止．现不断向小桶中添加细沙，使活塞缓慢向右移动（活塞始终未被拉出气缸）．则在活塞移动过程中，下列说法正确的是（）A．气缸内气体的分子平均动能变小B．气缸内气体的压强变小C．气缸内气体向外界放出热量D．气缸内气体从外界吸收热量17．下列四幅图的有关说法中正确的是（）（）A．分子间距离为r0时，分子间不存在引力和斥力B．水面上的单分子油膜，在测量油膜直径d大小时可把他们当做球形处理C．食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性D．猛推木质推杆，密闭的气体温度升高，压强变大，气体对外界做正功18．如图所示，在水平面上放置着一个密闭绝热的容器，容器内部有一个一定质量的活塞，活塞的上部封闭着理想气体，下部为真空，活塞与器壁的摩擦忽略不计，置于真空中的轻弹簧的一端固定于容器的底部，另一端固定在活塞上，弹簧被压缩后用绳扎紧，此时弹簧的弹性势能为E p（弹簧处于自然长度时弹性势能为零），现在绳突然断开，则下列说法中正确的是（）A．部分E p将转化活塞的重力势能B．容器内理想气体最后的温度比绳突然断开时的高C．活塞将不停地振动起来，但不能回到原来的位置D．活塞将不停地振动起来，且能回到原来的位置19．下列说法中，正确的是（）A．晶体熔化时吸收热量，分子平均动能一定增加B．布朗运动反映了固体小颗粒内分子的无规则运动C．热量可以从低温物体传给高温物体D．夏天将密闭有空气的矿泉水瓶放进低温的冰箱中会变扁，此过程中瓶内空气内能减小，外界对其做功20．以下说法中正确的是（）A．布朗运动就是液体分子的无规则运动，且能说明固体分子也在做无规则运动B．当分子间距离减小时，分子间斥力增大，引力减小C．机械能不可能全部转化为内能，内能也无法全部通过做功转化成机械能D．热量可以从低温物体传递到髙温物体E．通常的金属材料在各个方向上的物理性质都相同，所以这些金属都是非晶体F．1kg的0℃的冰比1kg的0℃的水的内能小些21．下列说法正确的是（）A．已知阿伏伽德罗常数，气体的摩尔质量和密度，可估算气体分子间的平均距离B．在自然过程中熵总是增加的，其原因是因为有序是不可能实现的C．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质具有各向异性D．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子间斥力大于引力的缘故E．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大22．下列有关热现象的说法中正确的是（）A．物体温度越高，分子平均动能越大B．﹣定质量理想气体的温度升高，压强一定增大C．物体放热时，内能一定减小D．从单一热源吸收热量并全部用来对外做功是可能实现的E．绝对零度不可能达到23．如图所示是一定质量的理想气体由a状态变化到b状态．则a→b过程中（）A．气体的温度升高B．气体内每个分子的动能都增大C．气体吸收热量D．外界对气体做功24．如图所示，注射器连接着装有一定水的容器．初始时注射器内气体体积V1，玻璃管内外液面等高．将注射器内气体全部压入容器中后，有体积V2的水被排出流入量筒中，此时水充满了玻璃管左侧竖直部分和水平部分．拉动活塞，使管内的水回流到容器内且管内外液面仍等高，最后注射器内气体体积V3，从管内回流的水体积为V4．整个过程温度不变，则（）A．V1＞V2B．V3＞V4C．V1=V2+V3D．V1=V2+V425．对于一定量的气体，若忽略气体分子势能，可能发生的过程是（）A．吸收热景，内能减少B．放出热量，压强不变C．绝热压缩，内能不变D．等温吸热，体积不变26．为了探究气体压强的产生及影响气体压强的因素，某同学用电子秤和小玻璃珠做模拟实验，如图所示．下列关于他的操作和相关结论正确的是（）A．为了防止玻璃珠弹出秤盘而产生误差，可在秤盘上放一块海绵垫B．实验中尽可能保证每一粒玻璃珠与秤盘碰前的速度相同C．将尽可能多的玻璃珠源源不断地倒在秤盘上，秤的示数会相对稳定在某一个值，说明气体压强是由大量的气体分子与器壁碰撞产生的D．将相同数量的珠子从更高的位置倒在秤盘上，秤的示数变大，说明气体的压强与分子碰撞器壁的速度有关27．关于物态和物态变化，下列说法正确的是（）A．晶体和非晶体都有确定的熔点B．浸润和不浸润现象都是分子力作用的表现C．影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素是空气的绝对湿度D．液晶是一种特殊物质，它既具有液体的流动性，又像某些晶体那样有光学各向异性E．物质从液态变成气态的过程叫汽化28．一定质量的理想气体状态变化过程如图所示，第1种变化是从A到B，第2种变化是从A到C，比较两种变化过程则：（）A．A到C过程气体吸收热量较多B．A到B过程气体吸收热量较多C．两个过程气体吸收热量一样D．两个过程气体内能增加相同29．如图，可以滑动的绝热隔板K把绝热的气缸分隔成体积相等的两部分，K与气缸壁的接触是光滑的．气缸两部分中分别盛有质量相同、温度相同的同种气体a和b，气体分子之间相互作用势能可忽略．现通过电热丝对气体a加热一段时问后a、b各自达到新的平衡，下列判断正确的是（）A．气体a的压强变大B．气体b的温度升高C．气体a的压强变化大于气体b的压强变化D．气体a的体积变化大于气体b的体积变化E．气体a的内能变化大于气体b的内能变化．30．关于热现象和热学规律，以下说法正确的有（）A．布朗运动就是液体分子的无规则运动B．由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势C．随着分子间的距离增大，分子间的引力将会减小，分子间的斥力也减小D．晶体熔化时吸收热量，分子平均动能增大．31．下列说法中正确的有（）A．第二类永动机和第一类永动机一样，都违背了能量守恒定律B．自然界中的能量虽然是守恒的，但有的能量便于利用，有的不便于利用，故要节约能源C．若气体的温度随时间不断升高，其压强也一定不断增大D．晶体都具有固定的熔点32．下列说法中正确的是（）A．扩散现象说明了分子在不停地做无规则运动B．布朗运动实际是液体分子的运动C．分子间距离增大，分子间作用力一定减小D．温度高的物体的内能不一定大33．下列说法中正确的是（）A．第二类永动机无法制成是因为它违背了热力学第一定律B．教室内看到透过窗子的“阳光柱”里粉尘颗粒杂乱无章的运动，这种运动是布朗运动C．地面附近有一正在上升的空气团（视为理想气体），它与外界的热交换忽略不计．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气团体积增大，温度降低D．热量能从高温物体向低温物体传递，也能由低温物体传给高温物体．34．如图为某人在旅游途中对同一密封的小包装食品拍摄的两张照片，图1摄于海拔500m、气温为18℃的环境下，图2摄于海拔3200m、气温为10℃环境下．下列说法中正确的是（）A．图1中小包内气体的压强小于图2小包内气体的压强B．图1中小包内气体的压强大于图2小包内气体的压强C．图1中小包内气体分子间的引力和斥力都比图2中大D．图1中小包内气体分子的平均动能大于图2中小包内气体分子的平均动能35．一定质量的理想气体，其压强与体积的关系如图所示，已知AB曲线为一条双曲线，气体由状态A变化到状态B，下列说法正确的是（）A．该变化中气体的内能增加B．该变化中气体对外做功C．该变化中气体从外界吸热D．该变化中气体分子势能增加36．关于热现象和热学规律的说法中，正确的是（）A．第二类永动机违背了能量守恒规律B．当物体被拉伸时，分子间的斥力减小、引力增大C．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能大D．悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动越明显37．以下说法中正确的是（）A．物体内能取决于温度、体积和物质的量B．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映C．浸润和不浸润均是分子力作用的表现D．液晶对不同颜色光的吸收强度随电场强度的变化而变化38．绝热气缸的质量为M，绝热活塞的质量为m，活塞与气缸壁之间无摩擦且不漏气，气缸中密封一部分理想气体，最初气缸被销钉固定在足够长的光滑固定斜面上．如图所示，现拔去销钉，让气缸在斜面上自由下滑，当活塞与气缸相对静止时，被封气体与原来气缸静止在斜面上时相比较，以下说法正确的是（）A．气体的压强不变 B．气体的内能减少C．气体的温度升高 D．气体的体积增大39．如图所示，一定质量的气体被绝热活塞封闭在绝热的气缸中，气缸固定，活塞通过细绳绕过定滑轮后与一沙桶连接．现不停地向沙桶中加沙子，使活塞缓慢地向右移动（活塞始终未被拉出气缸），则在活塞移动的过程中，下列说法正确的是（）A．气体内能不断减小B．气体内能不断增大C．气体温度可能不变D．气体压强减小40．如图所示，用弹簧秤拉着一支薄壁平底玻璃试管，将它的开口向下插在水银槽中，由于管内有一部分空气，此时试管内水银面比管外水银面高h．若试管本身的重力与管壁的厚度均不计，此时弹簧秤的示数等于（）A．进入试管内的H高水银柱的重力B．外部大气与内部空气对试管平底部分的压力之差C．试管内高出管外水银面的h高水银柱的重力D．上面（A）（C）所述的两个数值之差高考物理选考热学多选题（五）参考答案与试题解析一．多选题（共40小题）1．如图，水平放置的密封气缸内的气体被一竖直隔板分隔为左右两部分，隔板可在气缸内无摩擦滑动，右侧气体内有一电热丝．气缸壁和隔板均绝热．初始时隔板静止，左右两边气体温度相等．现给电热丝提供一微弱电流，通电一段时间后切断电源．当缸内气体再次达到平衡时，与初始状态相比（）A．右边气体温度升高，左边气体温度不变B．左右两边气体温度都升高C．左边气体压强增大D．右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量E．右边气体分子平均动能的增加量大于左边的增加量【分析】根据气体状态方程=C和已知的变化量去判断其它的物理量．根据热力学第一定律判断气体的内能变化．【解答】解：A、当电热丝通电后，右边气体温度升高，气体膨胀，将隔板向左推，对左边的气体做功，又因左侧气体为绝热过程，由热力学第一定律知内能增加，气体的温度升高=，两边气体温度都升高，故A错误，B正确。

高考物理选考热学计算题（六）组卷老师：莫老师评卷人得分一．计算题（共50小题）1．如图，固定在水平面的竖直气缸用质量不计的活塞封闭着一定质量一理想气体，一根轻绳一端系在横截面积S=160cm2的活塞中间，另一端跨过定滑轮悬挂着质量为M=80kg的重物．现气缸内气体温度从400K缓慢下降到300K，重物M 被提升高度H．已知最初活塞到气缸底部的距离h=40cm，气缸外大气压强为P0=1.0×105Pa，忽略活塞与气缸壁之间的摩擦，取重力加速度的大小g=10m/s2．求（ⅰ）重物上升的高度H；（ⅱ）为使活塞缓慢上升到原位置，悬挂重物需增加的质量△M为多少？假设此过程中，气缸内气体的温度保持不变．2．竖直平面内有一直角形内径处处相同的细玻璃管，A端封闭，C端开口，最初AB段处于水平状态，中间有一段水银将气体封闭在A端，各部分尺寸如图所示，外界大气压强p0=75cmHg．（i）若从C端缓慢注入水银，使水银与C端管口平齐，需要注入水银的长度为多少？（ii）若在竖直平面内将玻璃管顺时针缓慢转动90°，最终AB段处于竖直、BC 段处于水平位置时，封闭气体的长度变为多少？（结果保留三位有效数字）3．竖直平面内有一直角形内径处处相同的细玻璃管，A端封闭，C端开口，AB 段处于水平状态，将竖直管BC灌满水银，使气体封闭在水平管内，各部分尺寸如图所示，此时气体温度T1=300K，外界大气压强p0=75cmHg，现缓慢加热封闭气体，使AB段的水银恰好排空，求：（1）此时气体温度T2；（2）此后再让气体温度缓慢降至初始温度T1，气柱的长度L3多大．4．如图所示，一个导热足够高的气缸竖直放置，活塞可沿气缸壁无摩擦滑动．内部封闭一定质量的理想气体．活塞质量m0=10.0kg，截面积s=1.0×10﹣3m2，活塞下表面距离气缸底部h=60.0cm．气缸和活塞处于静止状态．气缸外大气压强p0=1.0×105p a，温度T0=300K．重力加速度g=10.0m/s2．（气体不会泄露，气缸的厚度不计）求：①在活塞上缓慢倒入沙子，当气体的体积减为原来的一半时，倒入沙子的质量是多少？②在①问中加入沙子质量不变的前提下，外界气体压强不变，温度缓慢升到T=400k时，气体对外做功多少？5．如图所示，U型管左右两管的横截面积之比是2：1，右侧管上端封闭，左侧管上端用轻质光滑活塞封闭，两侧水银柱高度分别为h1=8cm、h2=26cm，左、右两侧管内理想气体气柱长度l2=l1=40cm，今用外力竖直向下缓慢地推活塞，直至使右侧管内水银比左侧管内水银面高12cm，已知大气压强p0=76cmHg，设气体及周围环境温度保持不变，求：①用力推活塞稳定后，左侧管内气柱的压强；②活塞被下推的距离．6．在一次攀登珠穆朗玛峰的过程中，接近山顶时，某登山运动员裸露在手腕上的防水手表在没有受到任何撞击的情况下，表盘玻璃突然爆裂，当时的气温是﹣21°C．该手表出厂时给出的参数为：27℃时表内气体压强为1.0×105Pa（常温下的大气压强值），当内外压强差△p＞5.2×104Pa时表盘玻璃将爆裂．若忽略表内气体体积的变化，试通过计算判断，手表的表盘玻璃是向外爆裂还是向内爆裂．7．如图所示，横截面积为S的薄壁热水杯盖扣在光滑水平桌面上，开始时内部封闭有质量为m0、温度为27℃，压强为p0的理想气体．当封闭气体温度上升到57℃时，水杯盖恰好被顶起（之前水杯盖内气体的质量保持不变），放出一定质量的气体后又落回桌面（之后水杯盖内气体的质量保持不变），其内部压强立即减为p0，温度仍为57℃．经过一段时间后，由于室温的降低，盖内的气体温度降至﹣3℃．大气压强为P0，重力加速度为g．求：①水杯盖被顶起时放出气体的质量m；②当封闭气体温度下降至﹣3℃时，竖直向上提起杯盖所需的最小力F min．8．一粗细均匀的U形细玻璃管始终竖直放置，如图所示，管竖直部分长为l1=60cm，水平部分长d=12cm，大气压强p0=76cmHg．U形管左端封闭，初始时刻右端开口，左管内有一段h2=6cm长的水银柱封住了长为l2=40cm的理想气体．现在把光滑活塞从右侧管口缓慢推入U形管，此过程左侧水银柱上升了h2=5cm，求活塞下降的距离．9．在图甲所示的密闭气缸内装有一定质量的理想气体，图乙是它从状态A变化到状态B的V﹣T图象．已知AB的反向延长线通过坐标原点O，气体在A点的压．强为P=1.0×105Pa，在从状态A变化到状态B的过程中，气体吸收的热量Q=6.0×102 J，求：（i）气体在此状态B的体积V B；（ii）此过程中气体内能的增量△U．10．如图所示，一圆柱形气缸沿水平方向固定在桌面上，一定量的理想气体被活塞封闭其中．已知气缸壁导热良好，活塞可沿汽缸壁无摩擦的滑动．开始时气体压强为P，活塞内表面相对气缸底部的长度为L，外界温度为T0，现用一质量为m的重锤通过绳子跨过滑轮连接活塞，重新平衡后，重锤下降h．求：（i）活塞的横截面积．（ii）若此后外界的温度变为T，则重新达到平衡后气缸内气柱的长度变为多少？已知外界大气的压强始终保持不变，重力加速度大小为g．11．如图所示，一个开口向上的导热气缸处于水平面上，截面积为10cm2的活塞将一定质量的理想气体密封在气缸内，气柱长度为15cm，温度为27℃，重力加速度去g=10m/s2，大气压强恒为1.0×105Pa，不计活塞的重力及其气缸之间的摩擦，现在活塞上缓慢倒上质量为5kg的沙子，试求：（1）稳定后气柱的长度是多少？（2）若逐渐撤去沙子，对气缸缓慢加热到一定温度，稳定后气柱长度为20cm，则此时的温度是多少？12．如图，在大气中有一水平放置的固定圆筒，它由a、b和c三个粗细不同的部分连接而成，各部分的横截面积分别为2S、和S．已知大气压强为P0，温度为T0．两活塞A和B用一根长为4l的不可伸长的轻线相连，把温度为T0的空气密封在两活塞之间．此时两活塞的位置如图所示．（活塞与圆筒壁之间的摩擦可忽略）（i）现对被密封的气体缓慢加热，当活塞B向左移动距离刚好为l时，求封闭气体的温度；（ii）当气体温度缓慢上升到2T0时，求两活塞之间轻线的拉力．13．一定质量的理想气体经历了如图所示的状态变化．问：（ⅰ）已知从A到B的过程中，气体的内能减少了300J，则从A到B气体吸收或放出的热量是多少；（ⅱ）试判断气体在状态B、C的温度是否相同．如果知道气体在状态C时的温度T C=300K，则气体在状态A时的温度为多少．14．如图所示，一水平放置的气缸，由截面积不同的两圆筒连接而成．活塞A、B用一长为3L的刚性细杆连接．它们可以在筒内无摩擦地沿地沿水平方向滑动．活塞A、B的横截面积分别为S A=40cm2、S B=20cm2．A、B之间封闭着一定质量的理想气体．气缸外大气的压强为P0=1×105Pa．温度T0=294K．初始时活塞A 与大圆筒底部（大小圆筒连接处）相距2L，气缸内气体温度为T1=500K时，（1）气缸内气体的温度缓慢降至400K时，活塞移动的位移．（2）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．15．如图所示，内壁光滑的圆柱形导热气缸固定在水平面上，气缸内部被活塞封有一定质量的理想气体，活塞横截面积为S，质量和厚度都不计，活塞通过弹簧与气缸底部连接在一起，弹簧处于原长．已知周围环境温度为T0，大气压强为p0，弹簧的劲度系数k=（S为活塞横截面积），原长为l0，一段时间后，环境温度降低，在活塞上施加一水平向右的压力，使活塞缓慢向右移动，当压力增大到一定值时保持恒定，此时活塞向右移动了0.2l0，缸内气体压强为1.1p0．①求此时缸内的气体的温度T1；②对气缸加热，使气体温度缓慢升高，当活塞移动到距气缸内部1.2l0时，求此时缸内的气体温度T2．16．如图所示，一气缸竖直放在水平地面上，缸体质量M=10kg，活塞质量m=4kg，活塞横截面积S=2×10﹣3 m2，活塞上面封闭了一定质量的理想气体，活塞下面与劲度系数k=2×103 N/m 的竖直轻弹簧相连，气缸底部有气孔O与外界相通，大气压强p0=1.0×105Pa．当气缸内气体温度为127℃时，弹簧为自然长度，此时缸内气柱长度L1=20cm．g取10m/s2，缸体始终竖直，活塞不漏气且与缸壁无摩擦．①当缸内气柱长度L2=24cm时，缸内气体温度为多少？②缸内气体温度上升到T0以上，气体将做等压膨胀，则T0为多少？17．如图所示，长为L、底面面积为S的薄壁容器竖直放置，内壁光滑，上端中心处开有面积为的圆孔，一定质量的某种理想气体被一个质量为M厚度不计的可自由移动的活塞封闭在容器内，开始时气体温度为300K，活塞与容器底距离为L，现对气体缓慢加热，已知外界大气压强为P0，重力加速度为g，求气体温度为500K时封闭气体的压强和封闭气体膨胀对外所做的功．18．科学精神的核心是对未知的好奇与探究，小君同学想寻找教科书中“温度是分子平均动能的标志”这一结论的依据，他以氦气为研究对象进行了一番研究，经查阅资料得知：第一，理想气体的模型为气体分子可视为质点，分子间除了相互碰撞外，分子间无相互作用力；第二，一定质量的理想气体，其压强p与热力学温度T的关系式为p=nkT，式中n为单位体积内气体的分子数，k为常数．他猜想氦气分子的平均动能可能跟其压强有关，他尝试从理论上推导氦气的压强，于是建立如下模型：如图所示，正方体容器静止在水平面上，其内密封着理想气体﹣﹣氦气，假设每个氦气分子的质量为m，氦气分子与器壁各面碰撞机会均等，与器壁碰撞前后瞬间，分子的速度方向都与器壁垂直，且速率不变．根据上述信息帮助小军完成下列问题：（1）设单位体积内氦气的分子数为n，且其热运动的平均速率为v；a、求一个氦气分子与器壁碰撞一次受到的冲量大小I；b、求该正方体容器内氦气的压强p；c、请以本题中的氦气为例推导说明：温度是分子平均动能（即mv2）的标志．（2）小君还想继续探究机械能的变化对氦气温度的影响，于是进行了大胆设想，如果该正方体容器以水平速度u匀速运动，某时刻突然停下来，若氦气与外界不发生热传递，请你推断该容器中氦气的温度经怎样变化？并求出其温度变化量△T．19．如图所示，上端开口的光滑圆形汽缸竖直放置，截面积为20cm2的活塞将一定质量的气体封闭在气缸内．在气缸内距缸底60cm处没有卡环ab，使活塞只能向上滑动，开始时活塞搁在ab上，缸内气体的压强等于大气压强p0=1.0×105Pa，温度为27℃，现缓慢加热气缸气体，当温度缓慢升高为57℃，活塞恰好离开ab，当温度缓慢升高到90℃时，（g取10m/s2）求：（i）活塞的质量；（ii）整个过程中气体对外界做的功．20．如图所示，一定质量的理想气体被水银柱封闭在竖直玻璃管内，气柱的长度为h．现向管内缓慢地添加部分水银，水银添加完成时，气柱长度变为h．再取相同质量的水银缓慢地添加在管内．外界大气压强保持不变．①求第二次水银添加完成时气柱的长度．②若第二次水银添加完成时气体温度为T0，现使气体温度缓慢升高，求气柱长度恢复到原来长度h时气体的温度．21．如图1所示水平放置的气缸内被活塞封闭一定质量的理想气体，气体的温度为17℃，活塞与气缸底的距离L1=12cm，离气缸口的距离L2=3cm，将气缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，待稳定后对缸内气体逐渐加热，使活塞上表面刚好与气缸口相平为止如图2所示．已知g=10m/s2，大气压强为1.0×105Pa，活塞的横截面积S=100cm2，质量m=20kg，活塞可沿气缸壁无摩擦滑动但不漏气，求：（i）活塞上表面刚好与气缸口相平时气体的温度为多少？（ii）在对气缸内气体逐渐加热的过程中，气体吸收340J的热量，则气体增加的内能多大？22．某同学在青少年科技创新活动中设计了一个简易火灾报警装置，其原理如图所示，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4cm，大气压强为76cmHg．①当温度达到多少摄氏度时，报警器会报警？②如果要使该装置在90℃时报警，则应该再往玻璃管内注入多高的水银柱？23．如图所示，一排球球内气体的压强为p0，体积为V0，温度为T0，用大气筒对排球冲入压强为p0，温度为T0的气体，使球内气体压强变为3p0，同时温度升至2T0，充气过程中气体向外放出Q的热量，假设排球体积不变，气体内能U与温度的关系为U=kT（k为正常数），求：（i）打气筒对排球充入压强为p0，温度为T0的气体的体积；（ii）打气筒对排球充气过程中打气筒对气体做的功．24．如图所示，两侧壁绝热的气缸底部用细管连接，左侧气缸足够高，上端开口，右侧气缸上端和两气缸下端导热．气缸内有两材料和厚度相同的绝热活塞A、B，在A、B活塞下方和B活塞上方分别封闭了甲、乙两部分气体，各气柱的长度如图所示．已知两活塞截面积S A=2S B=2S0，外界大气压为p0，活塞A产生的压强为p0，外界温度为T0；现将两汽缸下端浸入热水中，活塞A上升了一定高度，在活塞A上放一物体，平衡后活塞A回到原位置，活塞B上升．则：①放置在活塞A上物体的质量m是多少？②热水的温度T是多少？25．如图所示，有一截面积为S=100cm2的导热气缸，气缸内部有一固定支架AB，支架上方有一放气孔，支架到气缸底部距离为h=2cm，活塞置于支架上，开始时气缸内部封闭气体的温度为300K，压强为大气压强p0=105Pa．当外界温度缓慢上升至303K时，活塞恰好被整体顶起，气体由放气孔放出少许，活塞又回到支架处，气缸内气体压强减为p0，气体温度保持303K不变．整个过程中封闭气体均视为理想气体，已知外界大气压强恒为p0，重力加速度为g，不计活塞与气缸的摩擦，求：①活塞的质量；②活塞被顶起过程中放出的气体的体积．26．如图所示，在横截面积S=0.01m2的圆柱形气缸中用一光滑导热活塞封闭一定质量的理想气体，气缸底部开有一小孔，与U形管相连，稳定后导管两侧水银面的高度差为△h=15cm，此时活塞离容器底部的高度为L=50cm，U形导管的体积可忽略．已知室温t0=27℃，外界大气压强p0=75cmHg=1.0×105 Pa，重力加速度g=10m/s2．（i）求活塞的质量；（ii）使环境温度缓慢降至﹣63℃，求此时U形管两侧水银面高度差和活塞离容器底部的高度L′．27．内壁光滑的导热气缸竖直放置，用质量不计、横截面积为2×10﹣4m2的活塞封闭了一定质量的气体．先在活塞上方缓缓倒上沙子，使封闭气体的体积逐渐变为原来的一半．接着边在活塞上方缓缓倒上沙子边对气缸加热，使活塞位置保持不变，直到气体温度达到177℃．（外界环境温度为27℃，大气压强为1.0×105Pa，g=10m/s2）．（1）求加热前倒入多少质量的沙子？（2）求整个过程总共倒入多少质量的沙子？（3）在p﹣T图上画出整个过程中气缸内气体的状态变化过程．28．一定质量的理想气体被活塞封闭在汽缸内，如图所示水平放置．活塞的质量m=20 kg，横截面积S=100cm2，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动但不漏气，开始使汽缸水平放置，活塞与汽缸底的距离L1=12cm，离汽缸口的距离L2=4cm．外界气温为27℃，大气压强为1.0×105Pa，将汽缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，待稳定后对缸内气体逐渐加热，使活塞上表面刚好与汽缸口相平，已知g=10 m/s2，求：①此时气体的温度为多少；②在对缸内气体加热的过程中，气体膨胀对外做功，同时吸收Q=390J的热量，则气体增加的内能△U多大．29．如图所示，在两端封闭粗细均匀的竖直玻璃管内，用一可自由移动的绝热活塞A封闭体积相等的两部分气体．开始时玻璃管内气体的温度都是T0=480K，下部分气体的压强p=1.25×105Pa，活塞质量m=0.25kg，玻璃管内的横截面积S=1cm2．现保持玻璃管下部分气体温度不变，上部分气体温度缓降至T，最终玻璃管内上部分气体体积变为原来的，若不计活塞与玻璃管壁间的摩擦，g=10m/s2，求此时：①下部分气体的压强；②上部分气体的温度T．30．如图所示，内壁光滑长度为4l、横截面积为S的汽缸A、B，A水平、B竖直固定，之间由一段容积可忽略的细管相连，整个装置置于温度27℃、大气压为p0的环境中，活塞C、D的质量及厚度均忽略不计．原长3l、劲度系数k=的轻弹簧，一端连接活塞C、另一端固定在位于汽缸A缸口的O点．开始活塞D 距汽缸B的底部3l．后在D上放一质量为m=的物体．求：（1）稳定后活塞D下降的距离；（2）改变汽缸内气体的温度使活塞D再回到初位置，则气体的温度应变为多少？31．内径相同、导热良好的“”型细管竖直放置，管的水平部分左、右两端封闭，竖直管足够长并且上端开口与大气相通，管中有水银将管分成三部分，A，B两部分封有理想气体，各部分长度如图所示，将水银缓慢注入竖直管中直到B中气柱长度变为8cm，取大气压p0=76cmHg，设外界温度不变，求：（1）此时A，B两管中气柱长度之比；（2）注入管中水银柱的长度．32．如图所示，内壁光滑、导热良好的汽缸中封闭了一定质量的理想气体，活塞到缸底的距离h=0.5m．已知活塞质量m=2kg，横截面积S=1×10﹣3m2，环境温度t=0℃且保持不变，外界大气压强p0=1×105Pa，阿伏加德罗常数N A=6×1023mol ﹣1，标准状态下气体的摩尔体积V mol=22.4L/mol，g=10m/s2．现将汽缸缓慢地转至开口水平，求：①汽缸开口水平时，被封闭气体的体积V；②汽缸内空气分子的个数（结果保留一位有效数字）．33．如图所示，导热气缸A与导热气缸B均固定于地面，由刚性杆连接的导热活塞与两气缸间均无摩擦，两活塞面积S A、S B的比值为5：1，两气缸都不漏气；初态两气缸中气体的长度皆为L，温度皆为t0=27℃，A中气体压强P A=，P0是气缸外的大气压强；（1）求B中气体的压强；（2）若使环境温度缓慢升高，并且大气压保持不变，求在活塞移动位移为时环境温度为多少？34．1mol的气体在0℃时的体积是22.4L，发生等压变化时温度升高到273℃，已知阿伏加德罗常数为N A=6.0×1023mol﹣1，估算此时气体分子间的平均距离．（计算结果保留一位有效数字）35．如图所示，一直立气缸由两个横截面积不同的长度足够长的圆筒连接而成，活塞A、B间封闭有一定质量的理想气体，A的上方和B的下方分别与大气相通．两活塞用长为L=30cm的不可伸长的质量可忽略不计的细线相连，可在缸内无摩擦地上下滑动．当缸内封闭气体的温度为T1=600K时，活塞A、B的平衡位置如图所示．已知活塞A、B的质量均为m=1.0kg，横截面积分别为S A=20cm2、S B=10cm2，大气压强为p0=1.0×105 Pa，重力加速度为g=10m/s2．①活塞A、B在图示位置时，求缸内封闭气体的压强；②现使缸内封闭气体温度缓慢降到300K，求此时气体的体积和压强．36．如图所示，结构相同的绝热气缸A与导热汽缸B均固定于地面，由刚性杆连接横截面积相同的绝热活塞a、b，绝缘活塞a、b与两汽缸间均无摩擦，将一定量的气体封闭在两气缸中，开始时活塞静止，活塞与各自气缸底部距离均相等，B气缸中气体压强等于大气压强P0=1.0×105Pa，A气缸中气体温度T A=300K，设环境温度始终不变，现通过电热丝加热A气缸中的气体，停止加热达到稳定后，气缸B中活塞距缸底的距离为开始状态的时，求：（i）B气缸气体的压强；（ii）A气缸气体的温度．37．如图所示，玻璃管A上端封闭，玻璃管B两端开口且足够长，两管下端用橡皮管连接起来，A管上端被一段水银柱封闭了一段长为9cm的气体，B管的水银面比A管高5cm，外界大气压为75cmHg，温度为t1=27℃，保持温度不变，上下移动B管，使稳定后A管中气体长度变为10cm．①求稳定后的A、B管水银面的高度差；②稳定后保持两管不动，降低A管中的封闭气体温度，使A管中气体长度恢复到9cm，求此时气体的温度．38．汽缸长L=2m（汽缸的厚度可忽略不计），固定在水平面上，气缸中有横截面积为S=100cm2的光滑活塞，活塞封闭了一定质量的理想气体，当温度为t=27°C、大气压为p0=1×105Pa时，气柱长度L0=0.8m．现用力F缓慢拉动活塞．①如果温度保持不变，要将活塞从汽缸中拉出，最小需要多大的力F；②若不加外力，让活塞从气缸中自行脱出，则气缸内气体至少升高到多少摄氏度？39．如图所示，一个粗细均匀、下端密闭的圆柱形导热气缸竖直放置，上端用活塞A封闭，气缸被质量m=200g，面积S=2cm2的活塞B分成两部分，活塞下部封有一定量的理想气体，气柱长度为h1=2cm；活塞B上方的气柱长度为h2=22.2cm，气体压强为p=1×105Pa，现将活塞B上方的空间缓慢抽成真空后封住阀门，已知整个抽气过程中管内气体温度始终保持T0=280K不变，活塞B在气缸内可无摩擦移动但不漏气，重力加速度g=10m/s2．（1）求B上方的空间刚被抽成真空后活塞B下方气柱的长度；（2）停止抽气后对密闭气体缓慢加热，求活塞B刚好碰到气缸顶部时气体的温度．40．如图所示，导热气缸A与导热气缸B均固定于地面，由刚性杆连接的导热活塞与两气缸间均无摩擦，两活塞面积S A、S B的比值4：1，两气缸都不漏气；初始状态系统处于平衡，两气缸中气体的长度皆为L，温度皆为t0=27℃，A中气体压强PA=P0，P0是气缸外的大气压强；（Ⅰ）求b中气体的压强；（Ⅱ）若使环境温度缓慢升高，并且大气压保持不变，求在活塞移动位移为时环境温度为多少摄氏度？41．在水平面有一个导热气缸，如图甲所示，活塞与气缸之间密闭了一定质量的理想气体，不计活塞与气缸间的摩擦．最初密封气体的温度为23℃，气柱长10cm；给气体加热后，气柱长变为12cm．已知气缸内截面积为0.001m2，大气压P0=1.0×105Pa，g取10m/s2．①求加热后气体的温度；②若保持加热后气体的温度不变，将气缸直立后（如图乙所示）气柱长度变为8cm，求活塞质量．42．某种一定质量的理想气体从状态“开始经过三个过程ab、bc、ca回到原状态．如图所示，状态“时体积是1m3，压强是1.0×105Pa，温度是300K，试求：（1）气体从c→a过程外界对气体做功多少？（2）说明b→c过程气体吸热小于1.5×105 J．43．如图所示，一光滑导热良好的圆柱形气缸竖直于水平地面上，用两个活塞A、B封闭有一定质量的理想气体，活塞A、B的质量均为m=0.5kg，横截面积为S=l ×10﹣4m2，厚度不计：活塞A由一根劲度系数为k=200N/m的轻弹簧支持着，气缸下端贴近地面处开一气孔．当环境温度为T1=300K，大气压强为P0=l×105Pa，活塞A、B间封闭的理想气体气柱高L1=40cm，活塞A离地面的高度为h0=30cm．现在活塞B上放上一个质量为M=1kg的重物再次达到稳定状态时，则①活塞B下降的高度h1？②若环境温度升高，活塞B稳定时离地面高度H=50cm，问此时环境温度T2为多少K？44．如图所示，一竖直放置的薄壁气缸，由截面积不同的两个圆筒连接而成，上端与大气相连，下端封闭，但有阀门K与大气相连。

高考物理热学练习题及答案一、选择题1.以下哪个选项表示物体温度的单位？A. JB. WC. ℃D. m答案：C2.将100g的水加热，当水温从25℃升高到50℃时，已吸收的热量为3000J，求水的比热容。

A. 2J/g℃B. 4J/g℃C. 6J/g℃D. 8J/g℃答案：A3.以下哪种情况能使物体的温度降低？A. 吸热B. 放热C. 等热D. 绝热答案：B4.一块物体受到300J的热量，使其温度升高10℃，求该物体的热容量。

A. 3J/℃B. 10J/℃C. 30J/℃D. 3000J/℃答案：C5.以下情况中，将加热器和冷凝器内的水混合会发生温度变化的是：A. 两器内水温度相同B. 加热器内水较热C. 冷凝器内水较热 D. 两器内水温度不同答案：D二、填空题1.物体放热的方式有两种，分别是_____________和______________。

答案：传导，传播2.热量的单位是______________。

答案：焦耳（J）3.热平衡是指处于同一温度下的物体之间没有_____________。

答案：能量交换4.若一个物体的热容量为100J/℃，已知该物体温度变化为5℃，则吸收或放出的热量为_____________。

答案：500J5.热传导的方式包括_____________、_____________、_____________。

答案：导热、对流、辐射三、计算题1.一块200g的铁块温度为20℃，将其放入100g的水中，水的温度由15℃升高到30℃，求铁和水的热平衡温度。

解答：设最终热平衡温度为x℃。

根据热平衡定律，有：[m(Fe) * c(Fe) * (Tf - 20)] + [m(water) * c(water) * (Tf - 30)] = 0其中，m(Fe)为铁的质量，c(Fe)为铁的比热容，m(water)为水的质量，c(water)为水的比热容。

代入已知数据，得：[200 * 0.45 * (x - 20)] + [100 * 4.18 * (x - 30)] = 0化简方程，得：90(x - 20) + 418(x - 30) = 0解方程，得：90x - 1800 + 418x - 12540 = 0508x - 14340 = 0x = 28.22所以，铁和水的热平衡温度约为28.22℃。

高考物理选考热学计算题（九）组卷老师：莫老师一．计算题（共50小题）1．横截面积为3dm2的圆筒内有0.6kg的水，太阳光垂直照射了2min，水温升高了1℃，设大气顶层的太阳能只有45%到达地面，试估算出太阳的全部辐射功率为多少？（保留一位有效数字，设太阳与地球之间的平均距离1.5×1011 m）2．如图所示，两个粗细均匀的直角U形管导热良好，左右两管竖直且两端开口，管内水银柱的长度如图中标注，水平管内两段空气柱a、b的长度分别为10 cm、5 cm．在左管内缓慢注入一定量的水银，稳定后右管的水银面比原来高h=10cm．已知大气压强P0=76cmHg，环境温度恒定，求向左管注入的水银柱长度．3．如图所示，在长为L=57cm的一端封闭、另一端开口向上、粗细均匀、导热良好的竖直玻璃管内，用4cm高的水银柱（Hg）封闭着长为L1=51cm的理想气体，管内外的温度均为33℃．（大气压强是p0=76cmHg）求：①若缓慢对玻璃管进行加热，当水银柱上表面与管口刚好相平时，求管中气体的温度．②若保持管内温度始终为33℃，现将水银缓慢注入管中，直到水银柱上表面与管口刚好相平时，求管中气体的压强．4．如图所示，一定质量的理想气体被一定质量的水银柱封闭在足够长的竖直玻璃管内，气柱的长度为h．现向管内缓慢地添加相同质量的水银，水银添加完成时，气柱长度变为h．已知添加水银的过程中没有液体逸出，温度保持不变恒为T0；外界大气压强为p0保持不变．I．求没有添加水银时气体的压强；II．水银添加完成后，使气体温度缓慢升高，求气柱长度恢复到原来长度h时气体的温度．5．已知每秒从太阳射到地球上垂直于太阳光的每平米截面积上的辐射能为1.4×103J，其中可见光部分约占45%．假如认为可见光的波长均为0.55μm，太阳向各个方向的辐射是均匀的，日地间距离R=1.5×1011m，普朗克常量h=6.63×10﹣34L/S，由此可估算（1）出太阳每秒辐射出的可见光的光子数约为多少？（2）若已知地球的半径R0=6.4×106m，估算地球接收太阳辐射的总功率．（结果保留两位有效数字）6．中央气象台5月4日06时发布沙尘暴蓝色预警．其预计4月08时至5日08时，新疆南疆盆地、内蒙古中西部、甘肃中西部、宁夏、陕西北部、山西中北部、河北北部、北京、吉林西部和黑龙江西南部等地的部分地区将有扬沙或浮尘天气，其中内蒙古中西部等地的部分地区将有沙尘暴，局地强沙尘暴．据北京环保监测中心，这波外来浮尘已影响北京．其表示，昨天下午开始，北京上游出现大片起沙区域．夜间，沙尘主体东移，南部边缘经过北京，3点起从西北方向入境，4点全市PM10已达严重污染水平，全市绝大部分点位均超过1000微克/立方米．预计北京地区今日白天首要污染物为PM10，空气质量达到重污染级别．（1）博文说“沙尘暴尘土飞扬，说明分子做无规则运动．”请你判断他的说法是否正确，并简述理由．（2）请写出与“狂风卷起沙尘”的形成相关的物理知识．（写出一条即可）7．氙气灯在亮度、耗能及寿命上都比传统灯有优越性．某轿车的灯泡的容积V=l.5ml，充入氙气的密度ρ=5.9kg/m3，摩尔质量M=0.131kg/mol，阿伏伽德罗常数N A=6×1023mol﹣1．试估算灯泡中：①氙气分子的总个数；②氙气分子间的平均距离．（结果保留一位有效数字）8．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与气泡半径r之间的关系为△p=，其中σ=0.070N/m．现让水下10m处一半径为0.50cm的气泡缓慢上升，已知大气压强p0=1.0×105Pa，水的密度ρ=1.0×103kg/m3，重力加速度大小g=10m/s2．（i）求在水下10m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似值．9．一氧气瓶的容积为0.08m3，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0.36m3．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．10．如图，密闭气缸两侧与一U形管的两端相连，气缸壁导热；U形管内盛有密度为ρ=7.5×102kg/m3的液体．一活塞将气缸分成左、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P0=4.5×103Pa．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=40cm，求此时左、右两气室的体积之比，取重力加速度大小g=10m/s2，U形管中气体的体积和活塞拉杆的体积忽略不计．11．如图，两端封闭的直玻璃管竖直放置，一段水银将管内气体分隔为上下两部分A和B，上下两部分气体初始温度相等，且体积V A＞V B．（1）若A、B两部分气体同时升高相同的温度，水银柱将如何移动？某同学解答如下：设两部分气体压强不变，由，…，△V=V，…，所以水银柱将向下移动．上述解答是否正确？若正确，请写出完整的解答；若不正确，请说明理由并给出正确的解答．（2）在上下两部分气体升高相同温度的过程中，水银柱位置发生变化，最后稳定在新的平衡位置，A、B两部分气体始末状态压强的变化量分别为△p A和△p B，分析并比较二者的大小关系．12．如图所示，水平放置的汽缸内壁光滑，活塞厚度不计，在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动，B左面汽缸的容积为V0，A、B之间的容积为0.1V0．开始时活塞在B处，缸内气体的压强为0.9p0（p0为大气压强），温度为297K，现缓慢加热汽缸内气体．求：活塞刚到达A处时，气体的温度为多少K？13．如图所示，气缸呈圆柱形，上部有挡板，内部高度为d．筒内一个很薄的质量不计的活塞封闭一定量的理想气体，开始时活塞处于离底部的高度，外界大气压强为1×105Pa，温度为27℃，现对气体加热。

高考物理选考热学计算题（一）评卷人得分一．计算题（共50小题）1．开口向上、内壁光滑的汽缸竖直放置，开始时质量不计的活塞停在卡口处，气体温度为27℃，压强为0.9×105 Pa，体积为1×10﹣3m3，现缓慢加热缸内气体，试通过计算判断当气体温度为67℃时活塞是否离开卡口。

（已知外界大气压强p0=1×105Pa）2．铁的密度ρ=7.8×103kg/m3、摩尔质量M=5.6×10﹣2 kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6.0×1023mol﹣1．可将铁原子视为球体，试估算：（保留一位有效数字）①1 克铁含有的分子数；②铁原子的直径大小．3．如图所示，一个上下都与大气相通的直圆筒，内部横截面积为S=0.01m2，中间用两个活塞A和B封住一定质量的气体。

A、B都可沿圆筒无摩擦地上下滑动，且不漏气。

A的质量不计，B的质量为M，并与一劲度系数为k=5×103N/m的较长的弹簧相连。

已知大气压p0=1×105Pa，平衡时两活塞之间的距离l0=0.6m，现用力压A，使之缓慢向下移动一段距离后保持平衡。

此时用于压A的力F=500N．求活塞A下移的距离。

4．如图，密闭性能良好的杯盖扣在盛有少量热水的杯身上，杯盖质量为m，杯身与热水的总质量为M，杯子的横截面积为S．初始时杯内气体的温度为T0，压强与大气压强p0相等．因杯子不保温，杯内气体温度将逐步降低，不计摩擦．（1）求温度降为T1时杯内气体的压强P1；（2）杯身保持静止，温度为T1时提起杯盖所需的力至少多大？（3）温度为多少时，用上述方法提杯盖恰能将整个杯子提起？5．如图，上端开口、下端封闭的足够长的细玻璃钌竖直放置，﹣段长为l=15.0cm 的水银柱下方封闭有长度也为l的空气柱，已知大气压强为p0=75.0cmHg；如果使玻璃管绕封闭端在竖直平面内缓慢地转动半周．求在开口向下时管内封闭空气柱的长度．6．如图所示为一种减震垫，由12个形状相同的圆柱状薄膜气泡组成，每个薄膜气泡充满了体积为V1，压强为p1的气体，若在减震垫上放上重为G的厚度均匀、质量分布均匀的物品，物品与减震垫的每个薄膜表面充分接触，每个薄膜上表面与物品的接触面积均为S，不计每个薄膜的重，大气压强为p0，气体的温度不变，求：（i）每个薄膜气泡内气体的体积减少多少？（ii）若撤去中间的两个薄膜气泡，物品放上后，每个薄膜上表面与物品的接触面积增加了0.2S，这时每个薄膜气泡的体积又为多大？7．一足够高的内壁光滑的导热气缸竖直地浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞的面积为1.5×10﹣3m2，如图1所示，开始时气体的体积为3.0×10﹣3m3，现缓慢地在活塞上倒上一定质量的细沙，最后活塞静止时气体的体积恰好变为原来的三分之一．设大气压强为1.0×105Pa．重力加速度g取10m/s2，求：（1）最后气缸内气体的压强为多少？（2）最终倒在活塞上细沙的总质量为多少千克？（3）在P﹣V图上（图2）画出气缸内气体的状态变化过程（并用箭头标出状态变化的方向）．8．如图所示，竖直放置的气缸，活塞横截面积为S=0.01m2，厚度不计。

高考物理选考热学计算题（三）评卷人得分一．计算题（共50小题）1．图示为一上粗下细且下端开口的薄壁玻璃管，管内有一段被水银密闭的气体，下管足够长，图中管的横截面积分别为S1=2cm2，S2=1cm2，管内水银长度为h1=h2=2cm，封闭气体长度L=10cm，大气压强为P0=76mHg，气体初始温度为300K，若缓慢升高气体温度，试求：（1）当粗管内的水银刚被全部挤出时气体的温度；（2）当气体温度为525K时，水银柱上端距离玻璃管底部的距离。

2．如图所示，气缸呈圆柱形，上部有挡板，内部高度为h．筒内一个很薄的质量不计的活塞封闭一定量的理想气体，开始时活塞处于离底部h的高度，外界大气压强为1×105Pa，温度为127℃，现对气体加热。

求：①当活塞刚好到达汽缸口时气体的温度；②气体温度达到607o C时气体的压强。

3．如图所示，竖直部分足够长的薄壁U形管竖直放置，左管中有一不漏气的轻质活塞可沿管上下滑动，最初左右两管水面等高，活塞恰好接触水面，已知管的横截面为正方形，左管横截面的边长l1=0.10m，右管横截面的边长l2=2l1，水的密度ρ=1.0×103kg/m3．大气压p0=1.0×105Pa，重力加速度g=10m/s2．现用竖直向上的力F缓慢向上移动活塞，使活塞向上移动距离h=8.5m（右管中的水量足够多，不计摩擦）（1）试通过定量计算判断活塞是否一直和水面接触？（2）求力F所做的功？4．如图所示，足够长且粗细均匀的U形管两端都开口，管内有两段水银柱封闭着一段空气柱DE，当气体温度是7℃时，空气柱长为15cm，U形管底长BC=10cm，CD水银柱高为5cm，EF水银柱高为25cm，已知大气压强为75cmHg．求：（1）若保持气体的温度不变，从U形管右侧管口处缓慢地再注入5cm长的水银柱，求管内空气柱长度．（2）从U形管右侧管口处缓慢注入25cm长的水银柱，并将气体温度升到63℃，求管内空气柱的长度．（保留3位有效数字）5．如图甲所示，一只一端封闭的导热玻璃管开口竖直向上，用一段长度为h的水银柱封住一部分空气，玻璃管静止时空气柱长度为L．现将该玻璃管放在倾角为θ的长斜面上由静止释放，如图乙所示，已知玻璃管与斜面之间的动摩擦因素为μ，大气压强为P0．当玻璃管在斜面上运动稳定时，求玻璃管内空气柱的长度．6．氧气瓶A、B容积分别为V A=15L和V B=10L，室温下测得盛装氧气的匀强分别为P A=16atm和P B=4.5atm，现在需将A中的氧气抽出一部分注入B中，现有一容积V0=5L的抽气筒，从A中抽气后全部注入B中，求抽注1次后B中氧气的压强．（不计操作过程温度的变化）7．两端开口长为40cm的直玻璃管竖直向下插入水银槽中，水银面位于管的中点，现将玻璃管上端封闭后将管竖直向上提出水银槽，若气体温度始终不变，求提出玻璃管后封闭气体的长度（已知大气压P0=75cmHg）8．一个汽缸放在水平地面上，横截面积为S，汽缸上端有两个固定的凸起，可阻挡活塞向上运动，一个质量不计的活塞恰好处于凸起的下面，距离底面高度为h，活塞下封闭一定质量的气体，现将一些铁砂放在活塞上，活塞下降至距底面h 处，随后对活塞中的气体加热，使其热力学温度变为原来的2倍活塞回到最初位置，最终气体压强与初始状态相比只增大了由铁砂产生的附加压强，已知大气压强为p0，重力加速度为g，求放入铁砂的质量．9．某潜艇位于海面下200m深处，如图，潜艇上有一容积为3m3的贮气钢筒，筒内储有压缩气体，压缩气体的压强为2.0×107Pa．将贮气钢筒内一部分压缩气体通过节流阀压入水舱，排除海水10m3（节流阀可控制器两端气压不等，水舱有排水孔和海水相连），在这个过程中气体温度视为不变，海面大气压为 1.0×105Pa，海水密度取1.0×103kg/m3，重力加速度g=10m/s2．求：（i）海面下200m深处的压强p1；（ii）贮气钢筒内剩余气体的压强p2．10．图示为一定质量的理想气体从状态A经状态B变化到状态C过程的p﹣V 图象，且AB∥V轴，BC∥p轴，已知气体在状态C时的热力学温度为300K，在状态C时的内能比在状态A时的内能多1200J．①求气体在状态A、B时的热力学温度；②请通过计算判断气体从状态A变化到状态C的过程是吸热还是放热，同时求出传递的热量．11．如图所示，一个上下都与大气相通的直圆筒，内部横截面的面积为S=0.01m2，中间用两个活塞A与B堵住一定质量的理想气体，A、B都可沿圆筒无摩擦地上下滑动，但不漏气，A的质量不计，B的质量为M，并与一劲度系数为K=l000N/m 较长的弹簧相连，已知大气压强p0=1×105Pa，平衡时两活塞间的距离l0=0.6m．现用力压A，使A缓慢向下移动一段距离后再次平衡，此时用于压A的力F=500N．假定气体温度保持不变．求：①活塞A向下移动的距离．②大气压对活塞A和活塞B做的总功．12．通电后汽缸内的电热丝缓慢加热，由于汽缸绝热使得汽缸内密封的气体吸收热量Q后温度由T1升高到T2，由于汽缸内壁光滑，敞口端通过一个质量m横截面积为S的活塞密闭气体．加热前活塞到汽缸底部距离为h．大气压用p0表示，①活塞上升的高度；②加热过程中气体的内能增加量．13．如图所示，一导热性能良好的气缸，横截面积为S，总长度为2L，一厚度不计，质量为m的活塞A恰好位于气缸正中间位置，现将一厚度不计、质量为2m的活塞B轻轻放在气缸顶端，两活塞与气缸密封良好，不计气缸与活塞间的摩擦，大气压为P0，且P0S=mg，求：①两活塞达到平衡时，活塞A下降的高度；②若将气缸缓慢转至水平，稳定时A到缸内的距离。

高考物理选考热学计算题（五）组卷老师：莫老师评卷人得分一．计算题（共50小题）1．如图所示，在固定的气缸A和B中分别用活塞封闭一定质量的理想气体，活塞面积之比为S A：S B=1：2，两活塞以穿过B的底部的刚性细杆相连，可沿水平方向无摩擦滑动．两个气缸都不漏气．初始时，A、B中气体的体积皆为V0，温度皆为T0=300K．A中气体压强P A=1.5P0，P0是气缸外的大气压强．现对A加热，使其中气体的压强升到p A′=2p0，同时保持B中气体的温度不变．求此时A中气体温度T A．2．如图甲所示，一内壁光滑且导热性能很好的气缸倒立时，一薄活塞恰好在缸口，缸内封闭一定量的理想气体；现在将气缸正立，稳定后活塞恰好静止于气缸的中间位置，如图乙所示．已知气缸的横截面积为S，气缸的深度为h，大气压强为P0，重力加速度为g，设周围环境的温度保持不变．求：①活塞的质量m；②整个过程中缸内气体放出的热量Q．3．如图所示是我国南海舰队潜艇，它水下速度为20节，最大下潜深度为300m．某次在南海执行任务时位于水面下h=150m处，艇上有一个容积V1=2m3的贮气钢筒，筒内贮有压缩空气，其压强p1=200atm，每次将筒内一部分空气压入水箱（水箱有排水孔与海水相连），排出海水△V=0.9m3，当贮气钢筒中的压强降低到p2=20atm时，需重新充气．设潜艇保持水面下深度不变，在排水过程中气体的温度不变，水面上空气压强p0=1atm，取海水密度ρ=1×103kg/m3，g=10m/s2，1atm=1×105Pa．求该贮气钢筒重新充气前可将筒内空气压入水箱的次数．4．一瓶中储存压强为100atm的氧气50L，实验室每天消耗1atm的氧气190L．当氧气瓶中的压强降低到5atm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？5．如图所示，U形管两臂粗细不等，开口向上，右端封闭的粗管横截面积是开口的细管的三倍，管中装入水银，大气压为76cmHg．左端开口管中水银面到管口距离为11cm，且水银面比封闭管内高4cm，封闭管内空气柱长为11cm．现在开口端用小活塞封住，并缓慢推动活塞，使两管液面相平，推动过程中两管的气体温度始终不变，试求：①粗管中气体的最终压强；②活塞推动的距离．6．如图所示，一定质量的理想气体，从状态B开始以B→A→C→B的顺序变化．已知气体在状态A时的温度为t（单位为℃），气体从状态B→A的过程中向外放热为Q，试求：①气体在C状态时的温度t C；②气体实现从状态B→A→C→B的变化过程中，对外做的功．7．有一个容积V=30L的氧气瓶，由于用气，氧气瓶中的压强由P1=50atm降到P2=30atm，温度始终保持0℃，已知标注状况下1mol气体的体积是22.4L，则使用掉的氧气分子数为多少？（已知阿伏伽德罗常数N A=6.0×1023mol﹣1，结果保留两位有效数字）8．如图所示，在倾角为30°的足够长光滑斜面上有一长为L=l00cm、开口向上的薄壁玻璃管，用长为l1=50cm的水银柱封闭一段空气柱。

2020年新高考I卷物理热学题及解答2020年新高考I卷物理试题中，热学部分占据了重要的一部分。

本文将为大家详细解析其中的热学题目及解答，帮助大家更好地理解和掌握热学知识。

【题目一】某理想气体的3mol在温度为300K下体积为40L，气体进行绝热膨胀过程后，体积变为100L。

求该气体的最终温度。

【解答一】根据理想气体的绝热膨胀定律，我们可以得到以下关系：P1V1^γ = P2V2^γ其中，P1和P2分别为初始状态和终态下的气体压强，V1和V2分别为初始状态和终态下的气体体积，γ为气体的绝热指数。

由题目中所给出的条件，我们可以得到：P1V1^γ = P2V2^γP1 * 40^γ = P2 * 100^γ同时，我们还知道理想气体的状态方程为：PV = nRT其中，P为气体压强，V为气体体积，n为气体的物质的量，R为气体常数，T为气体的绝对温度。

结合以上两个公式，我们可以得到：P1 * 40^γ = P2 * 100^γP1 * (nRT1 / P1)^γ = P2 * (nRT2 / P2)^γ化简后得到：(40 / P1)^(γ - 1) = (100 / P2)^(γ - 1)将P1V1 / T1 = P2V2 / T2 代入，得到：(40 / P1)^(γ - 1) = (100 / (P1 * 40 / 100))^(γ - 1)化简后得到：(40 / P1)^(γ - 1) = 2^(γ - 1)两边取对数，得到：(γ - 1) * ln(40 / P1) = (γ - 1) * ln2化简后得到：ln(40 / P1) = ln2进一步得到：40 / P1 = 2P1 = 20由此可知，初始状态下的气体压强P1为20Pa。

根据理想气体状态方程 PV = nRT，我们可以得到：P1V1 / T1 = P2V2 / T2将已知条件代入，得到：20 * 40 / 300 = P2 * 100 / T2化简后得到：T2 = 200K因此，该气体的最终温度为200K。

专题15热学一、单选题1(2023·北京·统考高考真题)夜间由于气温降低，汽车轮胎内的气体压强变低。

与白天相比，夜间轮胎内的气体()A.分子的平均动能更小B.单位体积内分子的个数更少C.所有分子的运动速率都更小D.分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更大【答案】A【详解】AC．夜间气温低，分子的平均动能更小，但不是所有分子的运动速率都更小，故A正确、C错误；BD．由于汽车轮胎内的气体压强变低，轮胎会略微被压瘪，则单位体积内分子的个数更多，分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更小，BD错误。

故选A。

2(2023·海南·统考高考真题)下列关于分子力和分子势能的说法正确的是()A.分子间距离大于r0时，分子间表现为斥力B.分子从无限远靠近到距离r0处过程中分子势能变大C.分子势能在r0处最小D.分子间距离小于r0且减小时，分子势能在减小【答案】C【详解】分子间距离大于r0，分子间表现为引力，分子从无限远靠近到距离r0处过程中，引力做正功，分子势能减小，则在r0处分子势能最小；继续减小距离，分子间表现为斥力，分子力做负功，分子势能增大。

故选C。

3(2023·辽宁·统考高考真题)“空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置，可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。

“空气充电宝”某个工作过程中，一定质量理想气体的p-T图像如图所示。

该过程对应的p-V图像可能是()A. B.C. D.【答案】B 【详解】根据pVT=C 可得p =C VT 从a 到b ，气体压强不变，温度升高，则体积变大；从b 到c ，气体压强减小，温度降低，因c 点与原点连线的斜率小于b 点与原点连线的斜率，c 态的体积大于b 态体积。

故选B 。

4(2023·江苏·统考高考真题)如图所示，密闭容器内一定质量的理想气体由状态A 变化到状态B 。

该过程中()A.气体分子的数密度增大B.气体分子的平均动能增大C.单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力减小D.单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小【答案】B 【详解】A ．根据pVT=C 可得p =C VT 则从A 到B 为等容线，即从A 到B 气体体积不变，则气体分子的数密度不变，选项A 错误；B ．从A 到B 气体的温度升高，则气体分子的平均动能变大，则选项B 正确；C ．从A 到B 气体的压强变大，气体分子的平均速率变大，则单位时间内气体分子对单位面积的器壁的碰撞力变大，选项C 错误；D ．气体的分子密度不变，从A 到B 气体分子的平均速率变大，则单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数变大，选项D 错误。

高考物理选考热学计算题（十）组卷老师：莫老师一．计算题（共50小题）1．正月十五，我国部分地区有放孔明灯祈福的习俗．如图所示为一圆柱形孔明灯，底面开口，其半径R=0.2m，高h=1.0m，灯体的质量m=0.03kg．将灯体固定，加热灯内气体，当温度由7℃升至77℃时，取重力加速度g=10m/s2，常压下7℃空气密度p=1.3kg/m3．求：（1）灯内溢出气体的质量与加热前灯内气体的质量之比；（2）灯体解除固定，孔明灯能否升空？（通过计算判断）2．如图所示，两端开口的U形玻璃管两边粗细相同，管中装入水银，两管中水银面与管口距离均为12 cm，大气压强为p0=75 cmHg．现将粗管管口封闭，环境温度为27℃，保持U形管竖直，缓慢加热左管气体，使左管气柱长度变为14cm，此过程中右管中气体温度不变，求：此时左管中气体的温度和压强．3．一足够长竖直放置的圆柱形气缸内，有一轻质活塞封闭着一定量的理想气体，气缸壁导热良好，活塞可以沿气缸内壁做无摩擦的滑动，同时有一弹簧两端分别与活塞下表面和气缸底部连接，弹簧劲度系数为k．开始时封闭气体的压强为P，活塞与气缸底部的高度为h，弹簧刚好处于原长，外界温度为T0，当外界温度升高到某一温度时，活塞上升了h的距离后达到平衡．然后再往活塞上表面缓慢增加质量为m的沙子，活塞下降了，求最后达到平衡后理想气体压强为多少？温度T为多少？已知外界大气的压强始终保持不变，重力加速度为g．4．如图所示，长为31cm内径均匀的细玻璃管开口向上竖直放置，管内水银柱的上端正好与管口齐平，封闭气体的长度为10cm，温度为27℃，外界大气压强p0=75cmHg．若把玻璃管在竖直平面内缓慢转至开口竖直向下，求：①这时留在管内的水银柱的长度l；②缓慢转回到开口竖直向上，且外界温度降为﹣28℃时，需要加入多长水银柱，才使水银柱的上端恰好重新与管口齐平．5．如图所示，在温度为27℃、大气压为P0=105Pa的教室里，有一导热性能良好、内壁光滑的气缸，封闭着一定质量的某种理想气体．活塞密闭性良好，质量不计，横截面积S=100cm2，离气缸底部距离L1=0.6m．现将此气缸移至温度为﹣53℃的冷冻实验室中，并在活塞上方放置一质量为m=10kg的铅块．冷冻实验室中气压也为P0=105Pa．（g取10 m/s2）求：①在冷冻实验室中，活塞稳定时距气缸底部的距离L2；②已知一定质量的理想气体内能与热力学温度成正比，且在教室时气缸内气体内能为U1=30J．已知在教室中稳定状态到实验室稳定状态变化过程中，活塞对气体做功W=210J，求此过程中通过缸壁传递的热量Q．6．如图所示，竖直放置的导热气缸内用活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞的质量为m，横截面积为S，缸内气体高度为2h．现在活塞上缓慢添加砂粒，直至缸内气体的高度变为h．然后再对气缸缓慢加热，让活塞恰好回到原来位置．已知大气压强为p0，大气温度均为T0，重力加速度为g，不计活塞与气缸间摩擦．求：（1）所添加砂粒的总质量；（2）活塞返回至原来位置时缸内气体的温度．7．长100cm的内径均匀的细玻璃管，一端封闭，一端开口，如图所示，当开口竖直向上时，用25cm的水银柱封闭住L0=44cm长的空气柱，现缓慢转动玻璃管，当开口竖直向下时，管内被封闭的空气柱长为多少？（p0=75cmHg，温度不变）8．如图，一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的绝热气缸内，活塞质量为30kg、横截面积S=100cm2，活塞与气缸间连着自然长度L=50cm、劲度系数k=500N/m的轻弹簧，活塞可沿气缸壁无摩擦自由移动。