（新課標(biāo)）2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 主題十二 熱學(xué) 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練52

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1、（新課標(biāo)）2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 主題十二 熱學(xué) 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練52 1．(2017·遼寧本溪聯(lián)考)如圖所示，粗細(xì)均勻的U形細(xì)玻璃管豎直放置，各部分水銀柱的長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)2＝25 cm，L3＝25 cm，L4＝10 cm，A端被封閉空氣柱的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1＝60 cm，BC在水平面上，整個(gè)裝置處在恒溫環(huán)境中，外界氣壓p0＝75 cmHg.將玻璃管繞B點(diǎn)在紙面內(nèi)沿逆時(shí)針方向緩慢旋轉(zhuǎn)90°至AB管水平，求此時(shí)被封閉空氣柱的長(zhǎng)度． [解析]　設(shè)玻璃管的橫截面積為S，以cmHg為壓強(qiáng)單位． 開始p1＝p0－ρg(L2－L4)＝60 cmHg，V1＝L1S＝60 cm·S. 將玻璃管繞B點(diǎn)沿逆時(shí)針

2、方向緩慢旋轉(zhuǎn)90°，假設(shè)CD管中還有水銀，p2＝p0＋ρgL3＝100 cmHg，V2＝L1′S，由玻意耳定律有p1V1＝p2V2，解得L1′＝36 cm<(60－10) cm，假設(shè)不成立． 設(shè)原水平管中有長(zhǎng)為x的水銀進(jìn)入左管，則p3＝p0＋ρgL3－ρgx，V3＝(L1－L4－x)S，由玻意耳定律有p1V1＝p3V3，解得x＝10 cm

3、兩部分理想氣體A和B.活塞的質(zhì)量為m，橫截面積為S，與隔板相距h.現(xiàn)通過(guò)電熱絲緩慢加熱氣體，當(dāng)A氣體吸收熱量Q時(shí)，活塞上升了h，此時(shí)氣體的溫度為T1.已知大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度為g. (1)加熱過(guò)程中，若A氣體內(nèi)能增加了ΔE1，求B氣體內(nèi)能增加量ΔE2； (2)現(xiàn)停止對(duì)氣體加熱，同時(shí)在活塞上緩慢添加砂粒，當(dāng)活塞恰好回到原來(lái)的位置時(shí)A氣體的溫度為T2.求此時(shí)添加砂粒的總質(zhì)量Δm. [解析]　(1)B氣體對(duì)外做功W＝pSh＝(p0S＋mg)h， 由熱力學(xué)第一定律得ΔE1＋ΔE2＝Q－W， 解得ΔE2＝Q－(mg＋p0S)h－ΔE1. (2)B氣體的初狀態(tài)p1＝p0＋，V1＝2h

4、S，熱力學(xué)溫度為T1； B氣體的末狀態(tài)p2＝p0＋，V2＝hS，熱力學(xué)溫度為T2. 由理想氣態(tài)狀態(tài)方程得＝， 解得Δm＝. [答案]　(1)Q－(mg＋p0S)h－ΔE1 (2) 3．(2017·河北衡水中學(xué)七調(diào))如圖甲、乙所示，汽缸由兩個(gè)橫截面不同的圓筒連接而成，活塞A、B被長(zhǎng)度為l＝0.9 m的輕質(zhì)剛性細(xì)桿連接在一起，可無(wú)摩擦移動(dòng)，A、B的質(zhì)量分別為mA＝12 kg、mB＝8.0 kg，橫截面積分別為SA＝4.0×10－2 m2、SB＝2.0×10－2 m2.一定質(zhì)量的理想氣體被封閉在兩活塞之間，活塞外側(cè)大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105 Pa.重力加速度g取10 m/s2.

5、(1)圖甲所示是汽缸水平放置達(dá)到的平衡狀態(tài)，活塞A與圓筒內(nèi)壁凸起面恰好不接觸，求被封閉氣體的壓強(qiáng)． (2)保持溫度不變使汽缸豎直放置，平衡后達(dá)到如圖乙所示位置，求活塞A沿圓筒發(fā)生的位移大小． [解析]　(1)汽缸處于題圖甲所示位置時(shí)，設(shè)汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p1，對(duì)于活塞和桿，由平衡條件得 p0SA＋p1SB＝p1SA＋p0SB， 代入數(shù)據(jù)解得p1＝1.0×105 Pa (2)汽缸處于題圖乙所示位置時(shí)，設(shè)汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p2，對(duì)于活塞和桿，由平衡條件得 p0SA＋p2SB＝p2SS＋p0SB＋(mA＋mB)g， 代入數(shù)據(jù)解得p2＝0.9×105 Pa. 由玻意耳定律可得 p1lSB

6、＝p2[lSB＋x(SA－SB)] 代入數(shù)據(jù)解得x＝0.1 m. [答案]　(1)1.0×105 Pa　(2)0.1 m 4. (2017·山西長(zhǎng)治聯(lián)考)如圖所示，一絕熱汽缸倒立豎在兩水平臺(tái)面上，缸內(nèi)一光滑活塞密封了一定質(zhì)量的理想氣體；在活塞下掛有一物塊，活塞與物塊的總重量G＝30 N，活塞的橫截面積S＝3×10－3 m2.活塞靜止時(shí)，缸內(nèi)氣體溫度t1＝27 ℃，體積V1＝3×10－3 m3，外界的大氣壓強(qiáng)恒為p0＝1.0×105 Pa，缸內(nèi)有一個(gè)電熱絲，電熱絲的電阻值恒為R＝5 Ω，電源電動(dòng)勢(shì)E＝18 V、內(nèi)阻r＝1 Ω，閉合開關(guān)20 s后，活塞緩慢下降高度h＝0.1 m，求：

7、 (1)20 s內(nèi)氣體內(nèi)能的變化量； (2)20 s末缸內(nèi)氣體的溫度． [解析]　(1)設(shè)缸內(nèi)氣體初態(tài)壓強(qiáng)為p1，對(duì)活塞由受力平衡有 p0G＝G＋p1S， 在電熱絲對(duì)氣體加熱20 s的過(guò)程中，外界對(duì)氣體做的功為W＝－p1Sh， 電熱絲產(chǎn)生的熱量為Q＝I2Rt，其中I＝， 根據(jù)熱力學(xué)第一定律有ΔU＝W＋Q， 解得ΔU＝873 J， 即氣體的內(nèi)能增加了873 J. (2)氣體做等壓膨脹，由蓋－呂薩克定律有＝， 代入數(shù)據(jù)解得T2＝330 K， 即缸內(nèi)氣體的溫度為t2＝(330－273) ℃＝57 ℃. [答案]　(1)增加873 J　(2)57 ℃ 5. (2017·

8、江西贛州聯(lián)考)如圖所示，用質(zhì)量為m、橫截面積為S的可動(dòng)水平活塞將一定質(zhì)量的理想氣體密封于懸掛在天花板上的汽缸中，當(dāng)環(huán)境的熱力學(xué)溫度為T0時(shí)，活塞與汽缸底部的高度差為h0.由于環(huán)境溫度逐漸降低，活塞緩緩向上移動(dòng)距離Δh.若外界大氣壓恒為p0，密封氣體的內(nèi)能U與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系為U＝kT(k為正常數(shù))，汽缸導(dǎo)熱良好，與活塞間的摩擦不計(jì)， 重力加速度為g，求此過(guò)程中： (1)外界對(duì)密封氣體做的功W； (2)密封氣體向外界放出的熱量Q. [解析]　(1)活塞緩緩移動(dòng)的過(guò)程中，封閉氣體做等壓變化，有 W＝pSΔh，其中pS＝p0S－mg， 解得W＝(p0S－mg)Δh. (2)根據(jù)熱力學(xué)

9、第一定律可知，該過(guò)程中氣體減少的內(nèi)能為 ΔU＝Q＋W， 由U＝kT可知ΔU＝kΔT，此處ΔT僅為數(shù)值． 根據(jù)蓋－呂薩克定律有 ＝， 解得Q＝Δh. [答案]　(1)(p0S－mg)Δh　(2)Δh 6. (2017·遼寧沈陽(yáng)模擬)如圖所示，上端封閉、下端開口的玻璃管豎直放置，管長(zhǎng)為55 cm，其中有一段長(zhǎng)為6 cm的水銀柱，將長(zhǎng)為20 cm的空氣柱A封閉在管的上部，空氣柱B和大氣連通．現(xiàn)用一小活塞將管口封住，并將活塞緩慢往上壓，當(dāng)水銀柱上升4 cm時(shí)停止上壓．已知外界大氣壓恒為76 cmHg，上壓過(guò)程氣體溫度保持不變，A、B均為理想氣體，求： (1)氣體A、B末狀態(tài)的壓強(qiáng)

10、； (2)試分析此過(guò)程中B氣體是吸熱還是放熱？ [解析]　(1)設(shè)氣體A的初態(tài)壓強(qiáng)為pA， pA＋p柱＝p0， 設(shè)末態(tài)時(shí)氣體A的長(zhǎng)度為lA′， lA′＝lA－Δl， 氣體A發(fā)生等溫變化，有 pAlAS＝pA′lA′S， 解得pA′＝87.5 cmHg， 設(shè)氣體B的末態(tài)壓強(qiáng)為pB′， 得pB′＝pA′＋p柱＝93.5 cmHg. (2)氣體B的初態(tài)：壓強(qiáng)為p0，長(zhǎng)度為lB， lB＝L－lA－l柱＝29 cm， 氣體B發(fā)生等溫變化，有 pBlBS＝pB′lB′S， 解得lB′＝23.6 cm， lB′