高中物理选修33必做题带答案.docx

1、高中物理选修33必做题带答案1、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，其状态变化过程的pV图象如图所示已知该气体在状态A时的温度为27则：该气体在状态B和C时的温度分别为多少？该气体从状态A经B再到C的全过程中是吸热还是放热？传递的热量是多少？答案：B、C时的温度分别为177，27A到状态C的过程中放热因为A和C的温度相等，PV 图像的面积等于所做的功，所以可求得放热1200j。2、一定质量理想气体经历如图所示的AB、BC、CA三个变化过程，TA300 K，气体从CA的过程中做功为100 J，同时吸热250 J，已知气体的内能与温度成正比。求：（i）气体处于C状态时的温度TC；

2、（i i）气体处于C状态时内能UC。解析：（i）因为A-C 是一个等压过程，对理想气体的状态参量进行分析，根据盖吕萨克定律:,可求得TC=150K(ii) 有气体的内能与温度成正比。 TA=300K, TC=150K, 可知EA=2EC又因为从C到A的过程中，气体的体积增大，气体对外界做功，即W=-100K, 吸热250j， 即 Q=250j， 满足EC-100j+250j=EA。 联立可求得EC=150j， EA=300j。3、如图所示，一个内壁光滑的导热气缸竖直放置，内部封闭一定质量的理想气体，环境温度为27，现将一个质量为m=2kg的活塞缓慢放置在气缸口，活塞与气缸紧密接触且不漏气已知活

3、塞的横截面积为S=4.0104m2，大气压强为P0=1.0105Pa，重力加速度g取10m/s2，气缸高为h=0.3m，忽略活塞及气缸壁的厚度（i）求活塞静止时气缸内封闭气体的体积（ii）现在活塞上放置一个2kg的砝码，再让周围环境温度缓慢升高，要使活塞再次回到气缸顶端，则环境温度应升高到多少摄氏度？答案：（i）气缸内的封闭气体是一个等温变化。将活塞放置在气缸口时，封闭气体的压强为：P1=1.0X105Pa, 体积为 V1=Sh=1.2x10-4m3.活塞静止时，气缸内的封闭气体的压强为，根据玻意耳定律有：P1V1=P2V2, 得V2=8X10-5m3.（ii）放置砝码后，活塞再次静止时，封闭

4、气体得压强为：。升高环境温度，活塞再次回到气缸顶端时，根据查理定律有：, 计算得出现在得温度为600k。4、如图所示，一汽缸固定在水平地面上，通过活塞封闭有一定质量的理想气体，活塞与缸壁的摩擦可忽略不计，活塞的截面积S=100 cm2.活塞与水平平台上的物块A用水平轻杆连接，在平台上有另一物块B，A、B的质量均为m=62.5 kg，物块与平台间的动摩擦因数=0.8.两物块间距为d=10 cm.开始时活塞距缸底L1=10 cm，缸内气体压强p1等于外界大气压强p0=1105 Pa，温度t1=27 .现对汽缸内的气体缓慢加热，(g=10 m/s2)求：物块A开始移动时，汽缸内的温度；物块B开始移动

5、时，汽缸内的温度.答案：(1) 物块A 开始运动前做等容变化， 则有：， 由查理定律得：, 解得T2=450K.(2) 物块A 开始运动后，气体做等压变化，到A与B 刚接触时有： P3=P2=1.5X105Pa，V3=(L1+d)S。由盖吕萨克定律得：, 解得T3=900K.之后气体又做等容变化，设物体A和B 开始一起移动时得气体温度为T4, 根据查理定律有, 解得T4=1200K.5、如图所示，一导热性能良好、内壁光滑的气缸水平放置，横截面积为S=2103m2质量为m=4kg厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与气缸底部之间的距离为24cm，在活塞的右侧12cm处有一对与气

6、缸固定连接的卡环，气体的温度为300K，大气压强P0=1.0105Pa现将气缸竖直放置，如图所示，取g=10m/s2求：（1）活塞与气缸底部之间的距离；（2）加热到675K时封闭气体的压强答案： （1） 气缸水平放置时，封闭气体的压强：P1=P0=1.0x105Pa。 温度T1=300K, 体积V1= 24cm X S。当气缸竖直放置时，封闭气体的压强带入数据解得H=20cm；（2）假设活塞能到达卡环，由题意有：T2=675K, V2=36cm X S。 根据理想气体状态方程有：,带入数据解得P2=1.5x105Pa。6、一定质量的理想气体被活塞封闭在圆筒形的金属气缸内，如题图所示，活塞的质量

7、为m=30Kg，横截面积为S=100cm2，活塞与气缸底之间用一轻弹簧连接，活塞可沿气缸壁无摩擦滑动且不漏气。开始时使气缸水平放置，连接活塞和气缸底的弹簧处于自然长度l0=50cm。经测量大气压强p0=10105Pa，将气缸从水平位置缓慢地竖直立起，稳定后活塞下移，整个过程外界温度不变。求：气缸竖直放置时的压强，并判断能否求解弹簧的劲度系数。答案：设竖直位置缸内气体的压强为P，由波意耳定律有 (Pa) 能求解。7、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

8、一劲度系数为k = 5103 N/m的较长的弹簧相连。已知大气压p0 = 1105 Pa，平衡时两活塞之间的距离l0 = 0.6 m，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 = 500 N。求活塞A下移的距离。答案：设活塞A向下移动的距离为l， 同样活塞B向下移动的距离为x，对气体进行分析。根据玻意耳定律：P1V1=P2V2.初态时对弹簧进行分析MG=kx0。当活塞A受到压力时，对B再进行受力分析。则可求得l=0.3m7、如图所示，可沿气缸壁自由活动的活塞将密封的圆筒形气缸分隔成A、B两部分。活塞与气缸顶部有一弹簧相连。当活塞位于气缸底部时弹簧恰好无形变。开始时B

9、内充有一定量的气体，A内是真空。B部分高度为L1=0.10米、此时活塞受到的弹簧作用力与重力的大小相等。现将整个装置倒置，达到新的平衡后B部分的高度L2等于多少?设温度不变。答案：L22L10.2米8、如图，上端开口的竖直气缸由大、小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞，两活塞用刚性轻杆连接，两活塞间充有氧气，小活塞下方充有氮气。已知：大活塞的质量为2m，横截面积为2S，小活塞的质量为m，横截面积为S；两活塞间距为L；大活塞导热性能良好，气缸及小活塞绝热。初始时氮气和气缸外大气的匀强均为，大活塞与大圆筒底部相距，两活塞与气缸壁之间的摩擦不计，重力加速度为g。现通过电阻丝缓慢加热氮气。 求：当

10、小活塞缓慢上升至上表面与大圆筒底部平齐时，氮气的压强。答案：9、如图所示，导热的圆柱形气缸放置在水平桌面上，横截面积为S、质量为ml的活塞封闭着一定质量的气体（可视为理想气体），活塞与气缸间无摩擦且不漏气总质量为m2：的砝码盘（含砝码）通过左侧竖直的细绳与活塞相连当环境温度为T时，活塞离缸底的高度为h现使环境温度缓慢降为：当活塞再次平衡时，活塞离缸底的高度是多少？保持环境温度为不变，在砝码盘中添加质量为m的砝码时，活塞返回到高度为h处，求大气压强p0答案：（1）当环境温度缓慢下降过程中，气缸中的气体压强不变，初始时的温度为T1=T， 体积V1=hS， 变化后的温度为T2=T/2, 体积为h1S

11、. 根据盖吕萨克定律可得：，解得h1=h/2.（3）设大气压强为P0，初始时得体积为V2， 压强。 变化后体积V3=hS，压强。 由玻意耳定律得P2V2=P3V3 得大气压强p0为。12、如图，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置玻璃管的下部封有长l1=25.0cm的空气柱，中间有一段长为l2=25.0cm的水银柱，上部空气柱的长度l3=40.0cm已知大气压强为P0=75.0cmHg现将一活塞（图中未画出）从玻璃管开口处缓缓往下推，使管下部空气柱长度变为假设活塞下推过程中没有漏气，试求：（1）最后管下部空气的压强为多少cmHg？（2）活塞下推的距离（cm）答案：（1）以cmHg为压强单位

12、，再活塞下推前，玻璃管下部得空气柱压强为： P1=P0+l1设活塞下推后，下部分空气得压强为，根据玻意耳定律得： ，求得最后管下部空气的压强为125cmHg（2）设活塞下推得距离为，则此时玻璃管上部得空气柱得长度为：，此时玻璃管上部空气柱得压强为， 则。由玻意耳定律得：。联立解得活塞下推的距离为15cm13、如图所示，在长为L=57cm的一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内，用4cm高的水银柱封闭着51cm长的理想气体，管内外气体的温度均为33，大气压强p0=76cmHg若缓慢对玻璃管加热，当水银柱上表面与管口刚好相平时，求管中气体的温度若保持管内温度始终为33，现将水银缓慢注入管中，直到水

13、银柱上表面与管口相平，求此时管中气体的压强答案：根据盖吕萨克定律可直接求解得,若缓慢对玻璃管加热，当水银柱上表面与管口刚好相平时，管中气体的温度是318K；若保持管内温度始终为33，根据玻意耳定律可直接求解，现将水银缓慢注入管中，直到水银柱上表面与管口相平，此时管中气体的压强是85cmHg 较简单。14、如图所示，两端开口、粗细均匀的足够长的玻璃管插在水银槽中，管的上部有一定长度的水银，两段空气柱被封闭在左右两侧的竖直管中。开启上部连通左右水银的阀门A，当温度为300 K平衡时水银的位置如图(h1h25 cm，L150 cm)，大气压为75 cmHg。求：(1)右管内空气柱的长度L2；(2)关

14、闭阀门A，当温度升至405 K时，左侧竖直管内气柱的长度L3。答案：（1）左管内气体得压强：， 右管内气体的压强：。是右管内液面高度。解得h3=10cm，右管内气柱的长度L2=L1-h1-h2+h3=50cm(3) 设玻璃管的横截面积是S， 由理想气体状态方程，,得L3=60cm。15、如图1所示，左端封闭、内径相同的U形细玻璃管竖直放置，左管中封闭有长为L=20cm的空气柱，两管水银面相平，水银柱足够长已知大气压强为p0=75cmHg（1）若将装置翻转180，使U形细玻璃管竖直倒置（水银未溢出），如图2所示当管中水银静止时，求左管中空气柱的长度；（2）若将图1中的阀门S打开，缓慢流出部分水银

15、，然后关闭阀门S，右管水银面下降了H=35cm，求左管水银面下降的高度答案：（1）设左管内得空气柱长度增加h， 由玻意耳定律得P0L=(P0-2h)（L+h）。 解得左管中空气柱的长度为20cm或37.5cm（2）设左管内的水银柱下降高度为l，由玻意耳定律得P0L=P0-(H-l)（L+l），解得左管水银面下降的高度为10cm。17、如图所示，U形管右管横截面积为左管2倍，管内水银在左管内封闭了一段长为26cm、温度为280K的空气柱，左右两管水银面高度差为36cm，大气压为76cm Hg现向右管缓慢补充水银若保持左管内气体的温度不变，当左管空气柱长度变为20cm时，左管内气体的压强为多大？在

16、条件下，停止补充水银，若给左管的气体加热，使管内气柱长度恢复到26cm，则左管内气体的温度为多少？答案：（1）对于封闭气体有：P1=(76-36)cmHg， V1=26S1cm3。 因为气体发生的是等温变化， 由玻意耳定律可得V2=20S1cm3 P1V1=P2V2. 求得P2=52cmHg。（2）停止加水银时，z左管水银比右管高：h1=(76-52)cmHg; 对左管加热后，左管下降6cm，右管面积是左管的2倍，故右管上升3cm， 左管比右管高：h2=h1-9cm=15cm. 故封闭气体的压强：P3=(76-15)cmHg. 封闭气体再初始状态和最终状态的体积相同，由查理定律可得：T3=42

17、7K.18、如图所示，一根两端开口、横截面积为S=2cm2足够长的玻璃管竖直插入水银槽中并固定（插入水银槽中的部分足够深）管中有一个质量不计的光滑活塞，活塞下封闭着长L=21cm的气柱，气体的温度为t1=7，外界大气压取P0=1.0105Pa（相当于75cm高的汞柱的压强）（1）若在活塞上放一个质量为m=0.1kg的砝码，保持气体的温度t1不变，则平衡后气柱为多长？（g=10m/s2）（2）若保持砝码的质量不变，对气体加热，使其温度升高到t2=77，此时气柱为多长？（3）若在（2）过程中，气体吸收的热量为10J，则气体的内能增加多少？答案：（1）被封闭气体的初状态为： P1=P0=75cmHg， V1=LS=21S, T1=280K. 末状态：P2=P0+mg/s=78.75cmHg, V2=L2S , T2=T1=280K. 根据玻意耳定律， 有：P1V1=P2V2. 得L2=20cm。（2）对气体加热后，气体的状态变为：P3=P2, V3=L3S, T3=350K. 根据盖吕萨克定律，有V2/T2=V3/T3.得L3=25cm。（3）气体对外做功为：W=P2Sh=P2S(L3-L2)=1.05J. 根据热力学第一定律可求得内能增加：-1.05+10=8.95j。