热学典型例题7

初中热学计算题及答案【篇一：初中物理热学计算题】(1)用一底面积为0・1 m2的方形水槽装了6 kg水，在中午的太阳光下照射25 min,水的温度升高了5℃。

水吸收的热量是多少?(2)设每平方米水面上、平均每分钟太阳辐射的热量为n，则n是多少(3)将水槽中的水倒掉，然后平铺上6 kg的细沙，在中午的太阳光下照射23 min，细沙的温度能升高多少?(4)细沙吸收的这些热量相当于完全燃烧多少立方厘米液化气所产生的热量(2)这些水吸收的热量是多少(3)用煤气灶加热时，也使这些水从20℃升高到45℃，共燃烧了2kg煤气。

则用该煤气灶烧水的效率是多少(1)浴池中温泉水的质量是多少?(2)当浴池中的温泉水从85℃降到45℃时，放出的热量是多少？(3)温泉水放出的这些热量相当于完全燃烧多少千克的煤(1)完全燃烧2l0g的汽油，能放出多少热量(2)如果这些热量全部被水吸收，水温从20℃升高到43℃。

则水的质量是多少(1)水吸收的热量是多少(2)烟煤放出的热量是多少(3)锅炉烧水的效率是多少(1)水吸收的热量是多少(2)1.4kg的烟煤完全燃烧放出的热量是多少(3)实际上烟煤未完全燃烧。

若水吸收的热量是烟煤放出热量的8.4%,那么烟煤实际放出的热量是多少求：(1)水吸收的热量是多少？(2)这些热量相当于完全燃烧多少千克的焦炭(1)烧开这些水需要吸收多少热量(2)若小明每天都用煤气灶烧开这样一壶水，仅烧水这一项，小明家一个月(按30天计)需要交多少煤气费(1)这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少10.(12 一模)(5分)很多家用电器是用遥控器开、关机的。

用遥控器关机后，电源并没有断开，此时的家用电器为待机状态，用电器仍要消耗一些电能。

若小明家所有用电器待机状态时的总功率为21w，平均每天处于待机状态的时间为10h。

试求：（1）一个月（30天）因用电器待机而浪费的电能是多少千瓦时？（1）水吸收的热量是多少？（2）用酒精灯烧水时的效率是多少？（1）水吸收的热量是多少（2）煤气灶烧水时的效率是多少（1）水吸收的热量是多少?（2）该锅炉烧这些水的效率是多少试求：（1）水吸收的热量是多少？答案：△t *=q沙吸/ c沙m沙=21℃（1 分）（3）细沙的温度能升高21 ℃。

热学经典题目归纳一、解答题1．（2019·山东高三开学考试）如图所示，内高H=1.5、内壁光滑的导热气缸固定在水平面上，横截面积S=0.01m2、质量可忽略的活塞封闭了一定质量的理想气体。

外界温度为300K时，缸内气体压强p1=1.0×105Pa，气柱长L0=0.6m。

大气压强恒为p0=1.0×105Pa。

现用力缓慢向上拉动活塞。

（1）当F=500N时，气柱的长度。

（2）保持拉力F=500N不变，当外界温度为多少时，可以恰好把活塞拉出？【答案】（1）1.2m；（2）375K【解析】【详解】（1）对活塞进行受力分析P1S+F=P0S.其中P1为F=500N时气缸内气体压强P1=0.5×104Pa.由题意可知，气体的状态参量为初态:P0=1.0×105Pa，V a=LS，T0=300K；末态：P1=0.5×105Pa，V a=L1S，T0=300K；由玻意耳定律得P1V1=P0V0即P1L1S=P0L0S代入数据解得L1=1.2m＜1.5m其柱长1.2m（2）汽缸中气体温度升高时活塞将向外移动，气体作等压变化 由盖吕萨克定律得10V T =22V T 其中V 2=HS . 解得：T 2=375K.2．（2019·重庆市涪陵实验中学校高三月考）底面积S ＝40 cm 2、高l 0＝15 cm 的圆柱形汽缸开口向上放置在水平地面上，开口处两侧有挡板，如图所示．缸内有一可自由移动的质量为2 kg 的活塞封闭了一定质量的理想气体，不可伸长的细线一端系在活塞上，另一端跨过两个定滑轮提着质量为10 kg 的物体A .开始时，气体温度t 1＝7℃，活塞到缸底的距离l 1＝10 cm ，物体A 的底部离地h 1＝4 cm ，对汽缸内的气体缓慢加热使活塞缓慢上升．已知大气压p 0＝1.0×105 Pa ，试求：(1)物体A 刚触地时，气体的温度； (2)活塞恰好到达汽缸顶部时，气体的温度． 【答案】(1)119℃ (2)278.25℃ 【解析】 【详解】(1)初始活塞受力平衡：p 0S ＋mg ＝p 1S ＋T ，T ＝m A g被封闭气体压强p 1()A 0m m g p S-=+＝0.8×105 Pa初状态，V 1＝l 1S ，T 1＝(273＋7) K ＝280 KA 触地时p 1＝p 2， V 2＝(l 1＋h 1)S气体做等压变化，()11112l h S l S T T += 代入数据，得T 2＝392 K即t 2＝119 ℃(2)活塞恰好到汽缸顶部时p 3＝p 0＋mgS＝1.05×105 Pa ， V 3＝l 0S 根据理想气体状态方程，301113p l Sp l S T T = 代入数据得T 3＝551.25 K即t 3＝278.25℃3．如图所示，一水平固定的柱形气缸，用活塞封闭一定质量的气体。

初中物理热学题集锦1. 一个铁块的质量是200g，温度从20°C加热到60°C，求它吸收的热量。

[已知铁的比热容约为0.46J/g·°C]2. 一个装有2kg水的容器放在阳光下，水温从15°C升高到35°C，计算水吸收了多少热量。

[水的比热容为4.2J/g·°C]3. 一个铜球，质量为500g，初温为80°C，放入1kg、20°C的水中，最终两者达到热平衡，求水的最终温度。

[铜的比热容约为0.39J/g·°C]4. 一个绝热容器内有100g冰，温度为-10°C，当它完全融化成水后，水的温度是多少？假设没有热量损失。

[冰的熔化热为334J/g]5. 在标准大气压下，100g、20°C的水加热到沸腾，需要吸收多少热量？[水的汽化热为2260J/g]6. 两个相同材质的金属块，质量分别为m1=200g和m2=300g，初始温度分别为T1=50°C和T2=20°C，接触达到热平衡后的共同温度是多少？7. 一个密闭容器内有1mol的理想气体，若其体积不变，温度从27°C升至127°C，求气体压强的变化比。

8. 一根长1m的金属杆，一端加热至100°C，另一端保持在0°C，如果金属杆的导热系数为400W/(m·K)，求经过1分钟后，0°C端的温度变化量。

9. 一个绝热容器内装有500g、100°C的热水和500g、0°C的冷水，混合后水的最终温度是多少？10. 空气在一个绝热容器中被压缩，其初始体积为2L，最终体积为1L，如果初始温度为27°C，求压缩后空气的温度。

11. 一个热水袋内有1kg、90°C的热水，如果放在20°C的环境中散热，半小时后温度降低到70°C，求热水袋的平均散热率。

７．５ 典型题精解例题７－１ 在如图７－６所示的绝热混合器中，氮气与氧气均匀混合。

已知氮气进口的压力10.5MPa p =，温度127C t =︒，质量13kg m =；氧气进口压力20.1MPa p =，温度2127C t =︒，质量22kg m =。

（１）求混合后的温度；（２）问混合气流出口压力3p 能否达到0.4MPa 。

解 （１）确定混合后气流的温度 根据热力学第一定律223121,N 312,CO 32()0()()0p p Q H H H m c T T m c T T =-+=-+-=于是，两股气合流后的温度为 22221,N 12,CO 231,N 2,CO p p p p m c T m c T T m c m c +=+其中22222222g,N 3N g,O 3O ,N g,N ,O g,O 8.314J/(mol K)297J/(kg K)2810kg/mol8.314J/(mol K)260J/(kg K)3210kg/mol 71.040kJ/(kg K)270.909kJ/(kg K)2p p R R M R R M c R c R --⨯===⋅⨯⨯===⋅⨯==⋅==⋅将这些数值代入式（a ）得 3336.8K T =（２）这实际上是一个判断过程能否实现的问题。

先假定，求控制体积的熵产，如熵产大于零，则出口压力可以达到该值，否则就不能达到。

混合后2N 的摩尔分数为2N 3/280.63163/282/32x ==+混合后2N 分压力:22N N 30.63160.4MPa 0.253MPa p x p ==⨯= 则 22O 3N 0.147MPa p p p =-= 于是iso 312g S S S S S ∆=∆=--2222221231122N O 331,N g,N 2,O g,O 1122()(lnln )(ln ln )336.8K 0.253MPa3kg [1040J/(kg K)ln297J/(kg K)ln ]300K 0.5MPap p m m s m s m s p p T Tm c R m c R T p T p =+--=-+-=⨯⋅⨯-⋅336.8K 0.147MPa2kg [909J/(kg K)ln 260J/(kg K)ln ]400K 0.1MPa 151J/k 0+⨯⋅⨯-⋅=-<由计算可知，这是一个熵产小于零的过程，因此不可能发生。

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；。

热学专题1.[2024·安徽卷] 某人驾驶汽车,从北京到哈尔滨.在哈尔滨发现汽车的某个轮胎内气体的压强有所下降(假设轮胎内气体的体积不变,且没有漏气,可视为理想气体),于是在哈尔滨给该轮胎充入压强与大气压相同的空气,使其内部气体的压强恢复到出发时的压强(假设充气过程中,轮胎内气体的温度与环境温度相同,且保持不变).已知该轮胎内气体的体积V0=30 L,从北京出发时,该轮胎内气体的温度t1=-3 ℃,压强p1=2.7×105 Pa.哈尔滨的环境温度t2=-23 ℃,大气压强p0取1.0×105 Pa.求:(1)在哈尔滨时,充气前该轮胎内气体压强的大小;(2)充进该轮胎的空气体积.1.(1)2.5×105 Pa(2)6 L[解析] (1)在哈尔滨时,设充气前该轮胎内气体压强的大小为p2.由查理定律可得p1T1=p2 T2其中p1=2.7×105 Pa,T1=(273-3) K=270 K,T2=(273-23) K=250 K解得p2=2.5×105 Pa(2)设充进该轮胎的空气体积为V.以充进的空气和该轮胎内原有的气体整体为研究对象,由玻意耳定律可得p2V0+p0V=p1V0解得V=6 L2.[2024·北京卷] 一个气泡从恒温水槽的底部缓慢上浮,将气泡内的气体视为理想气体,且气体分子个数不变,外界大气压不变.在上浮过程中气泡内气体 ()A.内能变大B.压强变大C.体积不变D.从水中吸热2.D[解析] 上浮过程气泡内气体的温度不变,内能不变,故A错误;气泡内气体压强p=p0+ρ水gh,故上浮过程气泡内气体的压强减小,故B错误;由玻意耳定律pV=C知,气体的体积变大,故C错误;上浮过程气体体积变大,气体对外做功,由热力学第一定律ΔU=Q+W 知,气体从水中吸热,故D正确.3.[2024·甘肃卷] 如图所示,刚性容器内壁光滑、盛有一定量的气体,被隔板分成A 、B 两部分,隔板与容器右侧用一根轻质弹簧相连(忽略隔板厚度和弹簧体积).容器横截面积为S 、长为2l.开始时系统处于平衡态,A 、B 体积均为Sl ,压强均为p 0,弹簧为原长.现将B 中气体抽出一半,B 的体积变为原来的34.整个过程系统温度保持不变,气体视为理想气体.求: (1)抽气之后A 、B 的压强p A 、p B . (2)弹簧的劲度系数k.3.(1)45p 0 23p 0 (2)8p 0S15l[解析] (1)抽气前两部分的体积为V =Sl ,对A 分析,抽气后V A =2V -34V =54Sl 根据玻意耳定律得p 0V =p A ·54V 解得p A =45p 0对B 分析,若压强不变的情况下抽去一半的气体,则体积变为原来的一半,即V B =12V ,则根据玻意耳定律得p 0·12V =p B ·34V 解得p B =23p 0(2)由题意可知,弹簧的压缩量为l4,对活塞受力分析有p A S =p B S +F 根据胡克定律得F =k l4联立得k =8p 0S15l4.[2024·广东卷] 差压阀可控制气体进行单向流动,广泛应用于减震系统.如图所示,A、B 两个导热良好的汽缸通过差压阀连接,A内轻质活塞的上方与大气连通,B的体积不变.当A内气体压强减去B内气体压强大于Δp时差压阀打开,A内气体缓慢进入B中;当该差值小于或等于Δp时差压阀关闭.当环境温度T1=300 K时,A内气体体积V A1=4.0×10-2 m3;B 内气体压强p B1等于大气压强p0.已知活塞的横截面积S=0.10 m2,Δp=0.11p0,p0=1.0×105 Pa.重力加速度大小g取10 m/s2.A、B内的气体可视为理想气体,忽略活塞与汽缸间的摩擦,差压阀与连接管道内的气体体积不计.当环境温度降低到T2=270 K时:(1)求B内气体压强p B2;(2)求A内气体体积V A2;(3)在活塞上缓慢倒入铁砂,若B内气体压强回到p0并保持不变,求已倒入铁砂的质量m.4.(1)9×104 Pa(2)3.6×10-2 m3(3)110 kg[解析] (1)当环境温度降低到T2=270 K时,B内气体压强降低.若此时差压阀没打开,设p B2'为差压阀未打开时B内气体的压强,B内气体体积不变,由查理定律得p0 T1=p B2' T2解得p B2'=9×104 Pa由于A、B内气体压强差p0-p B2'<Δp,故差压阀未打开,则p B2=p B2'即p B2=9×104 Pa(2)差压阀未打开时,A内气体的压强不变,由盖-吕萨克定律得V A1 T1=V A2 T2解得V A2=3.6×10-2 m3(3)倒入铁砂后,B内气体的温度和体积都不变,但压强增加,故可知A中气体通过差压阀进入B中,当B内气体压强为p0时,A内气体压强比B内气体压强高Δp,再根据A的活塞受力平衡可知(p0+Δp)S=p0S+mg解得m=110 kg5.[2024·广西卷] 如图甲,圆柱形管内封装一定质量的理想气体,水平固定放置,横截面积S =500 mm 2的活塞与一光滑轻杆相连,活塞与管壁之间无摩擦.静止时活塞位于圆管的b 处,此时封闭气体的长度l 0=200 mm .推动轻杆先使活塞从b 处缓慢移动到离圆柱形管最右侧距离为5 mm 的a 处,再使封闭气体缓慢膨胀,直至活塞回到b 处.设活塞从a 处向左移动的距离为x ,封闭气体对活塞的压力大小为F ,膨胀过程F -15+x曲线如图乙.大气压强p 0=1×105 Pa .(1)求活塞位于b 处时,封闭气体对活塞的压力大小; (2)推导活塞从a 处到b 处封闭气体经历了等温变化;(3)画出封闭气体等温变化的p -V 图像,并通过计算标出a 、b 处坐标值.5.(1)50 N (2)见解析 (3)如图所示[解析] (1)活塞位于b 处时,根据平衡条件可知此时气体压强等于大气压强p 0,故此时封闭气体对活塞的压力大小为 F =p 0S =1×105×500×10-6 N=50 N (2)根据题意可知F -15+x 图线为一条过原点的直线,设斜率为k ,可得F =k ·15+x 根据F =pS 可得气体压强为p =k(5+x )S故可知活塞从a 处到b 处对封闭气体由玻意耳定律得 pV =k(5+x )S·S ·(x +5)×10-3=k ·10-3故可知该过程中封闭气体的pV 值恒定不变,故可知a →b 过程封闭气体做等温变化.(3)分析可知全过程中气体做等温变化,开始在b 处时,有 p b V b =p 0Sl 0在b 处时气体体积为 V b =Sl 0=10×10-5 m 3 在a 处时气体体积为 V a =Sl a =0.25×10-5 m 3 根据玻意耳定律有 p a V a =p b V b =p 0Sl 0解得p a=40×105 Pa故封闭气体等温变化的p-V图像如图6.[2024·海南卷] 用铝制易拉罐制作温度计,一透明薄吸管里有一段油柱(长度不计)粗细均匀,吸管与罐密封性良好,罐内气体可视为理想气体,已知罐体积为330 cm3,薄吸管底面积为0.5 cm2,罐外吸管总长度为20 cm,当温度为27 ℃时,油柱离罐口10 cm,不考虑大气压强变化,下列说法正确的是()A.若在吸管上标注等差温度值,则刻度左密右疏B.该装置所测温度不高于31.5 ℃C.该装置所测温度不低于23.5 ℃D.其他条件不变,缓慢把吸管拉出来一点,则油柱离罐口距离增大6.B[解析] 设油柱离罐口的距离为x,由盖-吕萨克定律得V1T1=VT,其中V1=V0+Sl1=335cm3,T1=(273+27)K=300 K,V=V0+Sl=(330+0.5x)cm3,代入解得T=(3067x+1980067)K,根据T=(t+273) K可知t=(3067x+150967)℃,故若在吸管上标注等差温度值,则刻度均匀,故A错误;当x=20 cm时,该装置所测的温度最高,代入解得t max≈31.5 ℃,故该装置所测温度不高于31.5 ℃,当x=0时,该装置所测的温度最低,代入解得t min≈22.5 ℃,故该装置所测温度不低于22.5 ℃,故B正确,C错误;其他条件不变,缓慢把吸管拉出来一点,由盖-吕萨克定律可知,油柱离罐口距离不变,故D错误.7.(多选)[2024·海南卷] 一定质量的理想气体从状态a 开始经ab 、bc 、ca 三个过程回到原状态,已知ab 垂直于T 轴,bc 延长线过O 点,下列说法正确的是 ( )A .bc 过程外界对气体做功B .ca 过程气体压强不变C .ab 过程气体放出热量D .ca 过程气体内能减小7.AC [解析] 由理想气体状态方程pVT =C ,化简可得V =Cp ·T ,V -T 图线中,各点与原点连线的斜率的倒数表示气体的压强,则图线的斜率越大,压强越小,故p a <p b =p c ,bc 过程为等压变化,气体体积减小,外界对气体做功,故A 正确;由A 选项可知,ca 过程气体压强减小,故B 错误;ab 过程为等温变化,故气体内能不变,即ΔU =0,气体体积减小,外界对气体做功,故W >0,根据热力学第一定律ΔU =Q +W ,解得Q <0,故ab 过程气体放出热量,故C 正确;ca 过程,气体温度升高,内能增大,故D 错误.8.(多选)[2024·河北卷] 如图所示,水平放置的密闭绝热汽缸被导热活塞分成左右两部分,左侧封闭一定质量的理想气体,右侧为真空,活塞与汽缸右壁中央用一根轻质弹簧水平连接.汽缸内壁光滑且水平长度大于弹簧自然长度,弹簧的形变始终在弹性限度内且体积忽略不计.活塞初始时静止在汽缸正中间,后因活塞密封不严发生缓慢移动,活塞重新静止后 ( )A .弹簧恢复至自然长度B .活塞两侧气体质量相等C .与初始时相比,汽缸内气体的内能增加D .与初始时相比,活塞左侧单位体积内气体分子数减少8.ACD [解析] 初始状态活塞受到左侧气体向右的压力和弹簧向左的弹力而处于平衡状态,弹簧处于压缩状态.因活塞密封不严,可知左侧气体向右侧真空散逸,左侧气体压强变小,右侧出现气体,对活塞有向左的压力,由于最终左、右两侧气体相通,故两侧气体压强相等,因此弹簧恢复原长,A 正确;由于活塞向左移动,最终两侧气体压强相等,左侧气体体积小于右侧气体体积,所以左侧气体质量小于右侧气体质量,B 错误;密闭的汽缸绝热,与外界没有能量交换,与初始时相比,弹簧弹性势能减少了,所以气缸内气体的内能增加,C 正确;初始时气体都在活塞左侧,最终气体充满整个汽缸,所以初始时活塞左侧单位体积内气体分子数应该是最终的两倍,D 正确.9.[2024·湖北卷] 如图所示,在竖直放置、开口向上的圆柱形容器内用质量为m 的活塞密封一部分理想气体,活塞横截面积为S ,能无摩擦地滑动.初始时容器内气体的温度为T 0,气柱的高度为h.当容器内气体从外界吸收一定热量后,活塞缓慢上升15h 再次平衡.已知容器内气体内能变化量ΔU 与温度变化量ΔT 的关系式为ΔU =C ΔT ,C 为已知常数,大气压强恒为p 0,重力加速度大小为g ,所有温度都为热力学温度.求: (1)再次平衡时容器内气体的温度. (2)此过程中容器内气体吸收的热量.9.(1)65T 0 (2)15h (p 0S +mg )+15CT 0[解析] (1)容器内气体进行等压变化,则由盖-吕萨克定律得V 0T 0=V1T 1即ℎS T 0=(ℎ+15ℎ)S T 1解得T 1=65T 0(2)此过程中容器内气体内能增加量ΔU =C (T 1-T 0) 容器内气体压强p =p 0+mgS气体体积增大,则气体对外做功,W =-pS ·15h 根据热力学第一定律得ΔU =W +Q 联立解得Q =15h (p 0S +mg )+15CT 010.[2024·湖南卷] 一个充有空气的薄壁气球,气球内气体压强为p 、体积为V.气球内空气可视为理想气体.(1)若将气球内气体等温膨胀至大气压强p 0,求此时气体的体积V 0(用p 0、p 和V 表示); (2)小赞同学想测量该气球内气体体积V 的大小,但身边仅有一个电子天平.将气球置于电子天平上,示数为m =8.66×10-3 kg(此时须考虑空气浮力对该示数的影响).小赞同学查阅资料发现,此时气球内气体压强p 和体积V 还满足:(p -p 0)(V -V B 0)=C ,其中p 0=1.0×105 Pa 为大气压强,V B 0=0.5×10-3 m 3为气球无张力时的最大容积,C =18 J 为常数.已知该气球自身质量为m 0=8.40×10-3 kg,外界空气密度为ρ0=1.3 kg/m 3,g 取10 m/s 2.求气球内气体体积V 的大小.10.(1)pVp0(2)5×10-3 m3[解析] (1)理想气体做等温变化,根据玻意耳定律有pV=p0V0解得V0=pVp0(2)设气球内气体质量为m气,则m气=ρ0V0对气球进行受力分析如图所示根据平衡条件有mg+ρ0gV=m气g+m0g结合题中p和V满足的关系(p-p0)(V-V B0)=C联立解得V=5×10-3 m311.[2024·江苏卷] 某科研实验站有一个密闭容器,容器内有温度为300 K、压强为105 Pa 的气体,容器内有一个面积为0.06 m2的观测台.现将这个容器移动到月球,容器内的温度变成240 K.整个过程可认为气体的体积不变,月球表面为真空状态.求:(1)气体现在的压强;(2)观测台对气体的压力.11.(1)8×104 Pa(2)4.8×103 N[解析] (1)由题知,整个过程可认为气体的体积不变,则根据查理定律得p1T1=p2 T2解得p2=8×104 Pa(2)根据压强的定义,观测台对气体的压力F=p2S=4.8×103 N12.[2024·江西卷] 可逆斯特林热机的工作循环如图所示.一定质量的理想气体经ABCDA 完成循环过程,AB和CD均为等温过程,BC和DA均为等容过程.已知T1=1200 K,T2=300 K,气体在状态A的压强p A=8.0×105 Pa,体积V1=1.0 m3,气体在状态C的压强p C=1.0×105 Pa.求:(1)气体在状态D的压强p D;(2)气体在状态B的体积V2.12.(1)2.0×105 Pa(2)2.0 m3[解析] (1)气体从状态D到状态A的过程发生等容变化,根据查理定律有p DT2=p A T1解得p D=2.0×105 Pa(2)气体从状态C到状态D的过程发生等温变化,根据玻意耳定律有p C V2=p D V1解得V2=2.0 m3气体从状态B到状态C发生等容变化,因此气体在状态B的体积也为V2=2.0 m313.[2024·山东卷] 一定质量理想气体经历如图所示的循环过程,a→b过程是等压过程,b→c过程中气体与外界无热量交换,c→a过程是等温过程.下列说法正确的是 ()A.a→b过程,气体从外界吸收的热量全部用于对外做功B.b→c过程,气体对外做功,内能增加C.a→b→c过程,气体从外界吸收的热量全部用于对外做功D.a→b过程,气体从外界吸收的热量等于c→a过程放出的热量13.C[解析] a→b过程是等压过程且体积增大,则W ab<0,由盖-吕萨克定律可知T b>T a,则ΔU ab>0,根据热力学第一定律ΔU=Q+W可知,气体从外界吸收的热量一部分用于对外做功,另一部分用于增加内能,A错误;b→c过程中气体与外界无热量交换,即Q bc=0,由于气体体积增大,则W bc<0,由热力学第一定律ΔU=Q+W可知,ΔU bc<0,即气体内能减少,B错误;c→a过程是等温过程,即T c=T a,则ΔU ac=0,根据热力学第一定律可知a→b→c过程,气体从外界吸收的热量全部用于对外做功,C正确;由A项分析可知Q ab=ΔU ab-W ab,由B项分析可知W bc=ΔU bc,由C项分析可知0=W ca+Q ca,又ΔU ab+ΔU bc=0,联立解得Q ab-(-Q ca)=(-W ab-W bc)-W ca,根据p-V图像与坐标轴所围图形的面积表示外界与气体之间做的功,结合题图可知a→b→c过程气体对外界做的功大于c→a过程外界对气体做的功,即-W ab-W bc>W ca,则Q ab-(-Q ca)>0,即a→b过程气体从外界吸收的热量Q ab大于c→a过程放出的热量-Q ca,D错误.14.[2024·山东卷] 图甲为战国时期青铜汲酒器,根据其原理制作了由中空圆柱形长柄和储液罐组成的汲液器,如图乙所示.长柄顶部封闭,横截面积S1=1.0 cm2,长度H=100.0 cm,侧壁有一小孔A.储液罐的横截面积S2=90.0 cm2、高度h=20.0 cm,罐底有一小孔B.汲液时,将汲液器竖直浸入液体,液体从孔B进入,空气由孔A排出;当内外液面相平时,长柄浸入液面部分的长度为x;堵住孔A,缓慢地将汲液器竖直提出液面,储液罐内刚好储满液体.已知液体密度ρ=1.0×103 kg/m3,重力加速度大小g取10 m/s2,大气压p0=1.0×105 Pa.整个过程温度保持不变,空气可视为理想气体,忽略器壁厚度.(1)求x;(2)松开孔A,从外界进入压强为p0、体积为V的空气,使满储液罐中液体缓缓流出,堵住孔A,稳定后罐中恰好剩余一半的液体,求V.14.(1)2 cm(2)8.92×10-4 m3[解析] (1)在缓慢地将汲液器竖直提出液面的过程中,封闭气体发生等温变化,根据玻意耳定律有p1(H-x)S1=p2HS1根据题意可知p1=p0,p2+ρgh=p0联立解得x=2 cm(2)对新进入的气体和原有的气体整体分析,由玻意耳定律有S2)p0V+p2HS1=p3(HS1+ℎ2=p0又p3+ρg·ℎ2联立解得V=8.92×10-4 m315.(多选)[2024·新课标卷] 如图所示,一定量理想气体的循环由下面4个过程组成:1→2为绝热过程(过程中气体不与外界交换热量),2→3为等压过程,3→4为绝热过程,4→1为等容过程.上述四个过程是四冲程柴油机工作循环的主要过程.下列说法正确的是()A.1→2过程中,气体内能增加B.2→3过程中,气体向外放热C.3→4过程中,气体内能不变D.4→1过程中,气体向外放热15.AD[解析] 1→2为绝热过程,则Q=0,由于气体体积减小,则外界对气体做功,即W>0,根据热力学第一定律ΔU=Q+W可知ΔU>0,即气体内能增加,故A正确;2→3为等压过程,气体体积增大,根据盖-吕萨克定律可知,气体温度升高,则气体内能增大,即ΔU>0,由于气体体积增大,则气体对外界做功,即W<0,根据热力学第一定律ΔU=Q+W可知Q>0,即气体从外界吸热,故B错误;3→4为绝热过程,则Q=0,由于气体体积增大,则气体对外界做功,即W<0,根据热力学第一定律ΔU=Q+W可知ΔU<0,即气体内能减小,故C错误;4→1为等容过程,压强减小,根据查理定律可知,气体温度降低,则气体内能减小,即ΔU<0,由于体积不变,则W=0,根据热力学第一定律ΔU=Q+W可知Q<0,即气体向外放热,故D正确.16.[2024·浙江6月选考] 如图所示,测定一个形状不规则小块固体体积,将此小块固体放入已知容积为V0的导热效果良好的容器中,开口处竖直插入两端开口的薄玻璃管,其横截面积为S,接口用蜡密封.容器内充入一定质量的理想气体,并用质量为m的活塞封闭,活塞能无摩擦滑动,稳定后测出气柱长度为l1.将此容器放入热水中,活塞缓慢竖直向上移动,再次稳定后气柱长度为l2、温度为T2.已知S=4.0×10-4 m2,m=0.1 kg,l1=0.2 m,l2=0.3 m,T2=350 K,V0=2.0×10-4 m3.大气压强p0=1.0×105 Pa,环境温度T1=300 K,g取10 m/s2.(1)在此过程中器壁单位面积所受气体分子的平均作用力(选填“变大”“变小”或“不变”),气体分子的数密度(选填“变大”“变小”或“不变”);(2)求此不规则小块固体的体积V;(3)若此过程中气体内能增加10.3 J,求吸收的热量Q.16.(1)不变 变小 (2)4×10-5 m 3 (3)14.4 J[解析] (1)温度升高时,活塞缓慢上升,受力不变,故封闭气体压强不变,由p =F S 知器壁单位面积所受气体分子的平均作用力不变;由于气体体积变大,所以气体分子的数密度变小.(2)气体发生等压变化,有V 0-V+l 1S T 1=V 0-V+l 2S T 2 解得V =4×10-5 m 3(3)此过程中,外界对气体做功为W =-p 1S (l 2-l 1)对活塞受力分析,有p 1S =mg +p 0S由热力学第一定律得ΔU =W +Q其中ΔU =10.3 J联立解得Q =14.4 J。

初一物理热学练习题及答案20题1. 问题：一个水杯中的水加热后，水温升高，说明了什么？答案：加热会使物体的温度上升。

2. 问题：什么是热传导？答案：热传导是指物体之间由于温度差异而发生的热量传递。

3. 问题：热传导的方式有哪些？答案：热传导的方式包括导热、对流和辐射。

4. 问题：将一个铁片加热后，铁片的温度较快地变高，这是属于哪种热传导方式？答案：这是属于导热的热传导方式。

5. 问题：热传导的速度与物体的什么性质有关？答案：热传导的速度与物体的热导率有关。

6. 问题：导热性能好的物质通常都是什么样的？答案：导热性能好的物质通常是金属或导热材料。

7. 问题：一个铁锅放在火上加热，锅柄的一端会感觉到温度升高，这是属于哪种热传导方式？答案：这是属于热对流的热传导方式。

8. 问题：什么是热辐射？答案：热辐射是指物体由于温度差异而发射出来的热能。

9. 问题：热辐射的速度与物体的什么性质有关？答案：热辐射的速度与物体的表面温度和颜色有关。

10. 问题：在遮阳伞下感觉凉爽是因为？答案：在遮阳伞下感觉凉爽是因为遮挡了太阳的辐射热量。

11. 问题：什么是绝热？答案：绝热是指物体与外界不进行热量交换。

12. 问题：什么是温度？答案：温度是物体内部分子热运动的程度。

13. 问题：什么是热平衡？答案：热平衡是指两个物体的温度相等时，它们之间不再发生热量交换。

14. 问题：导热性能差的物质通常都是什么样的？答案：导热性能差的物质通常是绝缘材料。

15. 问题：什么是热膨胀？答案：热膨胀是指物体由于温度升高而体积增大的现象。

16. 问题：什么是热容？答案：热容是指单位质量物质升高1摄氏度所吸收或释放的热量。

17. 问题：温度计是利用什么原理工作的？答案：温度计是利用物质的热胀冷缩原理工作的。

18. 问题：什么是显热？答案：显热是指物体在相变过程中吸收或释放的热量。

19. 问题：什么是相变？答案：相变是指物质由一种状态变为另一种状态的过程。

初三物理热学经典题20道一、选择题1. 热量的单位是：（）。

A) 焦耳B) 千克C) 米D) 摄氏度2. 如果将1千克的水从20°C加热到100°C，所需的热量为：（）。

A) 80千焦耳B) 334千焦耳C) 4200千焦耳D) 2100千焦耳3. 下列物质中，导热性能最好的材料是：（）。

A) 木头B) 水C) 铁D) 空气4. 在相同条件下，哪种物质的比热容最大（）。

A) 铜B) 水C) 铁D) 铝5. 蒸发是指：（）。

A) 固体变为液体B) 液体变为气体C) 气体变为液体D) 液体变为固体二、填空题6. 1公斤水的比热容为______ J/(kg·°C)。

7. 水的沸点是______ °C。

8. 热量的传递方式有______、______和______。

9. 在常温下，气体的内能主要取决于______和______。

10. 当冰吸热融化成水时，吸收的热量称为______。

三、计算题11. 计算将100克水从20°C加热到80°C所需的热量。

（水的比热容为4200 J/(kg·°C)）。

12. 将200克冰（0°C）完全融化成水所需的热量是多少。

（冰的熔化热为334,000 J/kg）。

13. 若将300克的铝块（比热容为900 J/(kg·°C)）从25°C加热到75°C，所需热量是多少。

14. 一个热水瓶内有1.5升水，水的温度为80°C，若环境温度为20°C，水冷却到环境温度所释放的热量是多少。

（水的比热容为4200 J/(kg·°C)）。

15. 将500克的水从25°C加热到100°C所需的热量是多少。

四、思考题16. 为什么在炎热的夏天，游泳池的水比周围的空气凉快。

17. 请解释为什么冬天在户外待久了会感到冷，而在温暖的室内待久了则会感到暖和。

第三章 例题一、空题一、空题1. 状态方程P V b RT ()-=的偏离焓和偏离熵分别是bP dP P R T b P RT dP T V T V H H P PP ig =úûùêëé-+=úûùêëé÷øöçè涶-=-òò00和0ln 0000=úûùêëé-=úûùêëé÷øöçè涶-=+-òòdP P R P R dP T V P R P P R S S P P P ig；若要计算()()1122,,P T H P T H -和()()1122,,P T S P T S -还需要什么性质？ig P C ；其计算式分别是()()1122,,P T H P T H -()()[]()()[]()()[]()dTC P P b dT C bP bP T H T H T H P T H T H P T H T T igP T T igP igig ig ig òò+-=+-=-+---=2121121212111222,,和()()1122,,P T S P T S -()()[]()()[]()()[]dT TC P P R dT T C P P R P P R P T S P T S P T S P T S P T S P T S T T ig P T T ig P igigigigòò+-=++-=-+---=2121120102010201110222ln ln ln ,,,,,,。