（新课标）2019版高考物理一轮复习 主题十二 热学 课时跟踪训练52.doc

课时跟踪训练(五十二)增分提能1(2017辽宁本溪联考)如图所示，粗细均匀的U形细玻璃管竖直放置，各部分水银柱的长度分别为L225 cm，L325 cm，L410 cm，A端被封闭空气柱的长度为L160 cm，BC在水平面上，整个装置处在恒温环境中，外界气压p075 cmHg.将玻璃管绕B点在纸面内沿逆时针方向缓慢旋转90至AB管水平，求此时被封闭空气柱的长度解析设玻璃管的横截面积为S，以cmHg为压强单位开始p1p0g(L2L4)60 cmHg，V1L1S60 cmS.将玻璃管绕B点沿逆时针方向缓慢旋转90，假设CD管中还有水银，p2p0gL3100 cmHg，V2L1S，由玻意耳定律有p1V1p2V2，解得L136 cm(6010) cm，假设不成立设原水平管中有长为x的水银进入左管，则p3p0gL3gx，V3(L1L4x)S，由玻意耳定律有p1V1p3V3，解得x10 cmL3，所以L1(6010x) cm40 cm.答案40 cm2(2017湖南、湖北八市十二校联考)如图所示，一个绝热的汽缸竖直放置，内有一个绝热且光滑的活塞，汽缸中间有一个固定的导热性良好的隔板，隔板将汽缸分成两部分，分别密封着两部分理想气体A和B.活塞的质量为m，横截面积为S，与隔板相距h.现通过电热丝缓慢加热气体，当A气体吸收热量Q时，活塞上升了h，此时气体的温度为T1.已知大气压强为p0，重力加速度为g.(1)加热过程中，若A气体内能增加了E1，求B气体内能增加量E2；(2)现停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加砂粒，当活塞恰好回到原来的位置时A气体的温度为T2.求此时添加砂粒的总质量m.解析(1)B气体对外做功WpSh(p0Smg)h，由热力学第一定律得E1E2QW，解得E2Q(mgp0S)hE1.(2)B气体的初状态p1p0，V12hS，热力学温度为T1；B气体的末状态p2p0，V2hS，热力学温度为T2.由理想气态状态方程得，解得m.答案(1)Q(mgp0S)hE1(2)3(2017河北衡水中学七调)如图甲、乙所示，汽缸由两个横截面不同的圆筒连接而成，活塞A、B被长度为l0.9 m的轻质刚性细杆连接在一起，可无摩擦移动，A、B的质量分别为mA12 kg、mB8.0 kg，横截面积分别为SA4.0102 m2、SB2.0102 m2.一定质量的理想气体被封闭在两活塞之间，活塞外侧大气压强p01.0105 Pa.重力加速度g取10 m/s2.(1)图甲所示是汽缸水平放置达到的平衡状态，活塞A与圆筒内壁凸起面恰好不接触，求被封闭气体的压强(2)保持温度不变使汽缸竖直放置，平衡后达到如图乙所示位置，求活塞A沿圆筒发生的位移大小解析(1)汽缸处于题图甲所示位置时，设汽缸内气体压强为p1，对于活塞和杆，由平衡条件得p0SAp1SBp1SAp0SB，代入数据解得p11.0105 Pa(2)汽缸处于题图乙所示位置时，设汽缸内气体压强为p2，对于活塞和杆，由平衡条件得p0SAp2SBp2SSp0SB(mAmB)g，代入数据解得p20.9105 Pa.由玻意耳定律可得p1lSBp2lSBx(SASB)代入数据解得x0.1 m.答案(1)1.0105 Pa(2)0.1 m4.(2017山西长治联考)如图所示，一绝热汽缸倒立竖在两水平台面上，缸内一光滑活塞密封了一定质量的理想气体；在活塞下挂有一物块，活塞与物块的总重量G30 N，活塞的横截面积S3103 m2.活塞静止时，缸内气体温度t127 ，体积V13103 m3，外界的大气压强恒为p01.0105 Pa，缸内有一个电热丝，电热丝的电阻值恒为R5 ，电源电动势E18 V、内阻r1 ，闭合开关20 s后，活塞缓慢下降高度h0.1 m，求：(1)20 s内气体内能的变化量；(2)20 s末缸内气体的温度解析(1)设缸内气体初态压强为p1，对活塞由受力平衡有p0GGp1S，在电热丝对气体加热20 s的过程中，外界对气体做的功为Wp1Sh，电热丝产生的热量为QI2Rt，其中I，根据热力学第一定律有UWQ，解得U873 J，即气体的内能增加了873 J.(2)气体做等压膨胀，由盖吕萨克定律有，代入数据解得T2330 K，即缸内气体的温度为t2(330273) 57 .答案(1)增加873 J(2)57 5.(2017江西赣州联考)如图所示，用质量为m、横截面积为S的可动水平活塞将一定质量的理想气体密封于悬挂在天花板上的汽缸中，当环境的热力学温度为T0时，活塞与汽缸底部的高度差为h0.由于环境温度逐渐降低，活塞缓缓向上移动距离h.若外界大气压恒为p0，密封气体的内能U与热力学温度T的关系为UkT(k为正常数)，汽缸导热良好，与活塞间的摩擦不计，重力加速度为g，求此过程中：(1)外界对密封气体做的功W；(2)密封气体向外界放出的热量Q.解析(1)活塞缓缓移动的过程中，封闭气体做等压变化，有WpSh，其中pSp0Smg，解得W(p0Smg)h.(2)根据热力学第一定律可知，该过程中气体减少的内能为UQW，由UkT可知UkT，此处T仅为数值根据盖吕萨克定律有，解得Qh.答案(1)(p0Smg)h(2)h6.(2017辽宁沈阳模拟)如图所示，上端封闭、下端开口的玻璃管竖直放置，管长为55 cm，其中有一段长为6 cm的水银柱，将长为20 cm的空气柱A封闭在管的上部，空气柱B和大气连通现用一小活塞将管口封住，并将活塞缓慢往上压，当水银柱上升4 cm时停止上压已知外界大气压恒为76 cmHg，上压过程气体温度保持不变，A、B均为理想气体，求：(1)气体A、B末状态的压强；(2)试分析此过程中B气体是吸热还是放热？解析(1)设气体A的初态压强为pA，pAp柱p0，设末态时气体A的长度为lA，lAlAl，气体A发生等温变化，有pAlASpAlAS，解得pA87.5 cmHg，设气体B的末态压强为pB，得pBpAp柱93.5 cmHg.(2)气体B的初态：压强为p0，长度为lB，lBLlAl柱29 cm，气体B发生等温变化，有pBlBSpBlBS，解得lB23.6 cm，lBlB，气体B的变化是等温压缩，由热力学第一定律可知：气体B要放热答案(1)87.5 cmHg93.5 cmHg(2)放热