(新課標(biāo))2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 主題十二 熱學(xué) 課時跟蹤訓(xùn)練51.doc
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課時跟蹤訓(xùn)練(五十一) 落實雙基 [基礎(chǔ)鞏固] 1. (2017廣東廣州一測)如圖,孔明燈的質(zhì)量m=0.2 kg、體積恒為V=1 m3,空氣初溫t0=27 ℃,大氣壓強p0=1.013105 Pa,該條件下空氣密度ρ0=1.2 kg/m3.重力加速度g=10 m/s2.對燈內(nèi)氣體緩慢加熱,直到燈剛能浮起時,求: (1)燈內(nèi)氣體密度ρ; (2)燈內(nèi)氣體溫度t. [解析] 本題考查氣體實驗定律,意在考查考生的分析推理能力.(1)設(shè)加熱至溫度T,燈內(nèi)氣體密度為ρ,孔明燈剛能浮起,有 ρ0Vg=mg+ρVg 解得ρ=1.0 kg/m3 (2)孔明燈底部開口,說明燈內(nèi)氣體壓強不變.以t0=27 ℃(熱力學(xué)溫度為T0)時燈內(nèi)氣體為研究對象(初始體積V0),設(shè)加熱后體積膨脹至V′,有= 又因為燈內(nèi)原有氣體總質(zhì)量不變,則ρ0V0=ρV′ 聯(lián)立代入解得T=360 K,即t=87 ℃ [答案] (1)1.0 kg/m3 (2)87 ℃ 2.一豎直放置、缸壁光滑且導(dǎo)熱的柱形汽缸內(nèi)盛有一定量的氮氣,被活塞分隔成Ⅰ、Ⅱ兩部分;達(dá)到平衡時,這兩部分氣體的體積相等,上部氣體的壓強為p10,如圖甲所示,若將汽缸緩慢倒置,再次達(dá)到平衡時,上下兩部分氣體的體積之比為3∶1,如圖乙所示.設(shè)外界溫度不變,已知活塞面積為S,重力加速度大小為g,求活塞的質(zhì)量. [解析] 設(shè)活塞的質(zhì)量為m,汽缸倒置前下部氣體的壓強為p20,倒置后上下部氣體的壓強分別為p2、p1,由力的平衡條件有p20=p10+,p1=p2+,倒置過程中,兩部分氣體均經(jīng)歷等溫過程,設(shè)氣體的總體積為V0,由玻意耳定律得 p10=p1,p20=p2 解得m= [答案] 3.一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在豎直放置的圓柱形汽缸內(nèi).汽缸壁導(dǎo)熱良好,活塞可沿汽缸壁無摩擦地滑動.開始時氣體壓強為p,活塞下表面相對于汽缸底部的高度為h,外界的溫度為T0.現(xiàn)取質(zhì)量為m的沙子緩慢地倒在活塞的上表面,沙子倒完時,活塞下降了.若此后外界的溫度變?yōu)門,求重新達(dá)到平衡后氣體的體積.已知外界大氣的壓強始終保持不變,重力加速度大小為g. [解析] 設(shè)汽缸的橫截面積為S,沙子倒在活塞上后,對氣體產(chǎn)生的壓強為Δp,由玻意耳定律得 phS=(p+Δp)S① 解得Δp=p② 外界的溫度變?yōu)門后,設(shè)活塞距底面的高度為h′, 根據(jù)蓋-呂薩克定律,得=③ 解得h′=h④ 據(jù)題意可得Δp=⑤ 氣體最后的體積為V=Sh′⑥ 聯(lián)立②④⑤⑥式得V= [答案] [素能培養(yǎng)] 4.(2017湖南懷化一模)如圖所示,上端開口的光滑圓柱形氣缸豎直放置,截面積為40 cm2的活塞將一定質(zhì)量的氣體和一形狀不規(guī)則的固體A封閉在氣缸內(nèi),在氣缸內(nèi)距缸底60 cm處設(shè)有a、b兩限制裝置,使活塞只能向上滑動,開始時活塞擱在a、b上,缸內(nèi)氣體的壓強為p0(p0=1.0105 Pa,為大氣壓強),溫度為300 K.現(xiàn)緩慢加熱氣缸內(nèi)氣體,當(dāng)溫度為330 K,活塞恰好離開a、b;當(dāng)溫度為360 K時,活塞上升了4 cm,重力加速度g取10 m/s2,求: (1)活塞的質(zhì)量: (2)固體A的體積. [解析] 設(shè)固體A的體積為ΔV,活塞的質(zhì)量為m,氣體的狀態(tài)參量為狀態(tài)1:T1=300 K,p1=1.0105 Pa, V1=6040 cm3-ΔV 狀態(tài)2:T2=330 K,p2=1.0105 Pa+, V2=V1 狀態(tài)3:T3=360 K,p3=p2, V3=6440 cm3-ΔV. (1)氣體從狀態(tài)1到狀態(tài)2為等容變化過程,= 代入數(shù)據(jù)得m=4 kg. (2)氣體從狀態(tài)2到狀態(tài)3為等壓變化過程,= 代入數(shù)據(jù)得ΔV=640 cm3. [答案] (1)4 kg (2)640 cm3 5.(2017福建質(zhì)檢)某潛艇位于海面下200 m深處.如圖,艇上有一個容積為3 m3的貯氣鋼筒,筒內(nèi)貯有壓縮氣體,壓縮氣體的壓強為2.0107 Pa.將貯氣鋼筒內(nèi)一部分壓縮氣體通過節(jié)流閥壓入水艙,排出海水10 m3(節(jié)流閥可控制其兩端氣壓不等,水艙有排水孔和海水相連),在這個過程中氣體溫度視為不變.海面大氣壓為1.0105 Pa,海水密度取1.0103 kg/m3,重力加速度g取10 m/s2.求: (1)海面下200 m深處的壓強p1; (2)貯氣鋼筒內(nèi)剩余氣體的壓強p2. [解析] 本題考查了玻意耳定律等知識,意在考查考生綜合分析問題的能力. (1)設(shè)海面下200 m深處的壓強為p1 p1=p0+ρ海水gh 代入數(shù)據(jù)得 p1=2.1106 Pa (2)設(shè)貯氣鋼筒內(nèi)原有氣體的壓強為p,注入水艙的氣體注入前在貯氣鋼筒內(nèi)的體積為V,由玻意耳定律,有 pV=p1V1,其中V1=V水=10 m3 設(shè)貯氣鋼筒容積為V0,對貯氣鋼筒內(nèi)剩余的氣體,由玻意耳定律,有 p(V0-V)=p2V0 代入數(shù)據(jù)得 p2≈1.3107 Pa [答案] (1)2.1106 Pa (2)1.3107 Pa 6.(2017湖北黃岡質(zhì)檢)豎直平面內(nèi)有一直角形內(nèi)徑處處相同的細(xì)玻璃管,A端封閉,C端開口,最初AB段處于水平狀態(tài),中間有一段水銀將氣體封閉在A端,各部分尺寸如圖所示,外界大氣壓強p0=75 cmHg. (1)若從C端緩慢注入水銀,使水銀與C端管口平齊,需要注入水銀的長度為多少? (2)若在豎直平面內(nèi)將玻璃管順時針緩慢轉(zhuǎn)動90,最終AB段處于豎直、BC段處于水平位置時,封閉氣體的長度變?yōu)槎嗌伲?結(jié)果保留三位有效數(shù)字) [解析] 本題考查壓強及理想氣體狀態(tài)方程,意在考查考生的分析綜合能力. (1)以cmHg為壓強單位,設(shè)A側(cè)空氣柱長度l1=30 cm -10 cm=20 cm時的壓強為p1;當(dāng)兩側(cè)水銀面的高度差為h=25 cm時,空氣柱的長度為l2,壓強為p2 由玻意耳定律得p1l1=p2l2 其中p1=(75+5) cmHg=80 cmHg, p2=(75+25) cmHg=100 cmHg 解得l2=16 cm 故需要注入的水銀長度Δl=20 cm-16 cm+25 cm-5 cm=24 cm (2)設(shè)順時針轉(zhuǎn)動90后,水銀未溢出,且AB部分留有x長度的水銀 由玻意耳定律得p1l1=(p0-x)(l-x),其中l(wèi)=30 cm 解得x=6.6 cm>0符合題意 故最終封閉氣體的長度為l-x=23.4 cm [答案] (1)24 cm (2)23.4 cm- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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