人教版物理選修3-3：熱學專題訓練(無答案)

1、000 00選修 3-3 熱學氣體實驗定律和理想氣體狀態(tài)方程 （一）氣缸類氣體實驗定律專題訓練（1） 氣缸水平放置，達到如圖所示的平衡狀態(tài)，求氣體的壓強 。（2） 已知此時氣體的體積 ，若保持氣體溫度不變，將氣缸豎直放 置，達到平衡狀態(tài)后如圖所示。與圖相比，活塞移動的距離是多少？（結果可 保留分數，g=10m/s2）1、如圖所示，豎直放置的氣缸內壁光滑，橫截面積s=310-3m2，活塞的質量為m=1.5kg，厚度不計，在 a、b 兩處設有限制裝置，使活塞只能在 a、b 之間運動， b 到氣缸底部的距離為 0.5m，a、b 之間的距離為 0.2m，外界大氣壓強 p =1.0105pa，開始時活塞

2、停在 b 處，缸內氣體的壓強為 0.9p ，溫度為 27，現緩慢加熱缸內氣體，直至 287，取 g=10m/s2求：（1） 活塞剛離開 b 處時氣體的溫度；（2） 缸內氣體的最后壓強3、如圖，一容器由橫截面積分別為2s 和 s 的兩個汽缸連通而成，容器平放在地面 上，汽缸內壁光滑。整個容器被通過剛性桿連接的兩活塞分隔成三部分，分別充有 氫氣、空氣和氮氣。平衡時，氮氣的壓強和體積分別為 p 和 v ，氫氣的體積為 2v ， 空氣的壓強為 p?，F緩慢地將中部的空氣全部抽出，抽氣過程中氫氣和氮氣的溫度保持不變，活塞沒有到達兩汽缸的連接處，求：（1） 抽氣前氫氣的壓強；（2） 抽氣后氫氣的壓強和體積。

3、2、如圖所示，氣缸由兩個橫截面積不同的圓筒連接而成，活塞 a、b 被輕質剛性 細桿連接在一起，可無摩擦移動。a、b 的質量分別為 ，橫截面積分別為 。一定質量的理想氣體被封閉在兩 活塞之間?；钊鈧却髿鈮簭?、如圖所示，一絕熱氣缸固定在傾角為 30的固定斜面上，00000通過絕熱活塞封閉著一定質量的理想氣體?；钊馁|量為 m，橫截面積為 s。初始 時，氣體的溫度為 t ，活塞與氣缸底部相距為 l。通過電熱絲緩慢加熱氣體，當氣 體吸收熱量 q 時，活塞上升到與氣缸底部相距 2l 處，已知大氣壓強為 p ，重力加 速度為 g，不計活塞與氣缸壁之間的摩擦。求：（1） 此時氣體的溫度；（2） 加熱過程

4、中氣體內能的增加量。6、為了更方便監(jiān)控高溫鍋爐外壁的溫度變化，在鍋爐的外壁上鑲嵌一個導熱性能 良好的氣缸，氣缸內氣體溫度可視為與鍋爐外壁溫度相等。氣缸開口向上，用質量 為 m=1kg 的活塞封閉一定質量的理想氣體，活塞橫截面積為 s=1 cm2。當氣缸內溫 度為 300k 時，活塞與氣缸底間距為 l，活塞上部距活塞 l 處有一用輕質繩懸掛的重 物。當繩上拉力為零時，警報器報警。已知室外空氣壓強 p =1.0105pa，活塞與缸壁之間摩擦可忽略。則：（g 取 10m/s2）（1） 當活塞剛剛碰到重物時，鍋爐外壁溫度為多少？（2） 若鍋爐外壁的安全溫度為 900k，那么重物的質量應是多少？5、如圖

5、所示，橫截面積為 10cm2的上端開口氣缸固定在水平面上，質量不計的輕活塞 a 下面封閉長度為 30cm 的理想氣體，上面通過輕繩與質量為 2kg 重物 b 相連， 重物 b 放在壓力傳感器上，氣缸和活塞 a 導熱性能良好。開始時，外界溫度為 27，壓力傳感器顯示 16n，現緩慢降低溫度到-63。已知外界大氣壓強始終為 p =1105pa，重力加速度大小 g=10m/s2，（1） 壓力傳感器示數為零時的溫度；（2） 整個過程中氣體克服外界作用力所做功。（二）液柱類1、如圖所示，長為 31cm、內徑均勻的細玻璃管開口向上豎直放置，管內水銀柱的 上端正好與管口齊平，封閉氣體的長為 10cm，溫度為

6、 27，外界大氣壓強不變若 把玻璃管在豎直平面內緩慢轉至開口豎直向下，這時留在管內的水銀柱長為 15cm， 然后再緩慢轉回到開口豎直向上，求：（1） 大氣壓強 p 的值；（2） 玻璃管重新回到開口豎直向上時空氣柱的長度；（3） 當管內氣體溫度升高到多少時，水銀柱的上端恰好重新與管口齊平？00a（2）若將環(huán)境溫度降為 t/3，將玻璃管平放于光滑水平桌面上并讓其以加速度 a 向左做勻加速直線運動（如圖乙所示），求穩(wěn)定后的氣柱長度。2、如圖所示，一粗細均勻的細管開口向上豎直放置，管內有一段高度為 2.0cm 的水銀柱，水銀柱下密封了一定量的理想氣體，水銀柱上表面到管口的距離為 2.0cm.若將細管倒

7、置，水銀柱下表面恰好位于管口處，且無水銀滴落，管內氣體溫度與環(huán)境溫度相同。已知大氣壓強為 76cmhg，環(huán)境溫度為 296 k。（1） 求細管的長度；（2） 若在倒置前，緩慢加熱管內被密封的氣體，直到水銀柱的上表面恰好與管口 平齊為止，求此時密封氣體的溫度.（三）圖像類1、如圖所示，一定質量的理想氣體從 a 狀態(tài)經過一系列的變化，最終回到 a 狀態(tài)， 已知 a 狀態(tài)的溫度為 300k，求：（1） 理想氣體在 c 狀態(tài)的溫度；（2） 理想氣體在全過程中吸收（放出）的熱量。3、如圖甲所示，粗細均勻、橫截面積為 s 的足夠長的導熱細玻璃管豎直放置，管 內用質量為 m 的水銀柱密封著一定質量的理想氣體

8、，當環(huán)境溫度為 t，大氣壓強為 p 時，理想氣體的長度為 l ，現保持溫度不變，將玻璃管緩慢水平放置。重力加速 度為 g，不計摩擦，水銀始終沒有從管口溢出。（1）求穩(wěn)定后氣柱的長度；2、如圖所示的 p-v 圖象記錄了一定量的理想氣體經歷的緩慢變化過程 abc， 其中 ab 段是體積保持不變的過程，bc 段是絕熱過程。已知該理想氣體內能與溫度的關系為 u=ct，其中 c=10j/k，a 點的熱力學溫度為 t =450k。試求 bc 過程中外界對氣體所做的功為。231 2 31 2 312 133、如圖所示，一定質量理想氣體從狀態(tài) a 依次經狀態(tài) b 和 c 后再回到狀態(tài) a，對 此氣體下列說法正

9、確的是（ ）a. a-b 過程中氣體對外界做功b. a-b 過程中氣體放出的熱量等于外界對氣體做的功c. b-c 過程中氣體分子對器壁單位面積碰撞的平均沖力減少d. c-a 過程中氣體從外界吸收的熱量等于氣體內能的增加量e. b-c 過程中氣體放出的熱量大于 c-a 過程中吸收的熱量4、（多選）一定量的理想氣體從狀態(tài) a 開始，經歷等溫或等壓過程 ab、bc、cd、 da 回到原狀態(tài)，其 p-t 圖像如圖所示，其中對角線 ac 的延長線過原點 o。下列判斷正確的是（ ）a. 氣體在 a、c 兩狀態(tài)的體積相等b. 氣體在狀態(tài) a 時的內能大于它在狀態(tài) c 時的內能c. 在過程 cd 中氣體向外界

10、放出的熱量大于外界對氣體做的功d. 在過程 da 中氣體從外界吸收的熱量小于氣體對外界做的功e. 在過程 bc 中外界對氣體做的功等于在過程 da 中氣體對外界做的功5、如 p-v 圖所示，1、2、3 三個點代表某容器中一定量理想氣體的三個不同狀態(tài)， 對應的溫度分別是 t 、t 、t 。用 n 、n 、n 分別表示這三個狀態(tài)下氣體分子在單n _n 。 （填“大于”“小于”或“等于”）6、如圖所示，一定量的理想氣體從狀態(tài) a 變化到狀態(tài) b，其過程如 p-v 圖中從 a 到 b 的直線所示。在此過程中（ ）a. 氣體溫度一直降低b. 氣體內能一直增加c. 氣體一直對外做功d. 氣體一直從外界吸熱

11、e. 氣體吸收的熱量一直全部用于對外做功7、一定質量理想氣體的狀態(tài)變化經歷了如圖所示的 ab、bc、cd、da 四個過程，其 中 ab、cd 與豎直軸平行，bc、ad 的延長線通過原點，則下列說法正確的是 （ ）a. ab 段氣體從外界吸熱，內能不變b. bc 段氣體對外界放熱，內能減小c. cd 段氣體從外界吸收的熱量全部用來對外做功，該過程不違背熱力學第二定律d. ab 段氣體對外界做的功大于 cd 段外界對氣體做的功e. 氣體狀態(tài)從 a 點開始循環(huán)，再回到 a 點時，總體既不吸熱、也不放熱8、如圖所示，一定質量的理想氣體從狀態(tài) a 開始，經歷過程、到達 狀態(tài) e。對此氣體，下列說法正確的

12、是（ ）a.過程中氣體的壓強逐漸減小位時間內撞擊容器壁上單位面積的平均次數，則n _n ，t _t ，2 3101232b. 過程中氣體對外界做正功c. 過程中氣體從外界吸收了熱量d. 狀態(tài) c、d 的內能相等e. 狀態(tài) d 的壓強比狀態(tài) b 的壓強小（四）變質量類1、熱等靜壓設備廣泛用于材料加工中。該設備工作時，先在室溫下把情性氣體用 壓縮機壓入到一個預抽真空的爐腔中，然后爐腔升溫，利用高溫高氣壓環(huán)境對放入 爐腔中的材料加工處理，改部其性能。一臺熱等靜壓設備的爐腔中某次放入固體材 料后剩余的容積為 0.13m3，爐腔抽真空后，在室溫下用壓縮機將 10 瓶氬氣壓入到 爐腔中。已知每瓶氬氣的容積為 3.210-2m3，使用前瓶中氣體壓強為 1.5107pa， 使用后瓶中剩余氣體壓強為 2.0106pa；室溫溫度為 27。氬氣可視為理想氣體。（1） 求壓入氬氣后爐腔中氣體在室溫下的壓強；（2） 將壓入氬氣后的爐腔加熱到 1227，求此時爐腔中氣體的壓強。閥門，b 中有一可自由滑動的活塞（質量、體積均可忽略），初始時，三閥門均可 打開，活塞在 b 的底部；關閉 k 、k ，通過 k 給氣