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时间:2019-01-18
《高考专题---与气缸相关的计算问题-高考物理100考点最新模拟题---精校解析 Word版》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、100考点最新模拟题千题精练14-4第十四部分热学四.与气缸相关的计算问题1.(2019广东七校联考)(10分)如图所示,一圆柱形绝热气缸竖直放置,通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体.活塞的质量为m,横截面积为S,与容器底部相距h,此时封闭气体的温度为T1.现通过电热丝缓慢加热气体,当气体吸收热量Q时,气体温度上升到T2.已知大气压强为p0,重力加速度为g,T1和T2均为热力学温度,不计活塞与气缸的摩擦。求:①活塞上升的高度;②加热过程中气体的内能增加量.【命题意图】本题考查理想气体状态方程和热力学第一定律及其相关知识点。2.(2019成都摸底考试)(8分)如图,A
2、为竖直放置的导热气缸,其质量M=50kg、高度L=12cm,B气缸内的导热活塞,其质量m=10kg;B与水平地面间连有劲度系数k=100N/cm的轻弹簧,A与B的横截面积均为S=100cm2。初始状态下,气缸A内封闭着常温常压下的气体,A、B和弹簧均静止,B与气缸底端相平。设活塞与气缸间紧密接触且无摩擦,活塞厚度不计,外界大气压强p0=1×105Pa。重力加速度g=10m/s2。(i)求初始状态下气缸内气体的压强;(ii)用力缓慢向下压气缸A(A的底端始终未接触地面),使活塞B下降lcm,求此时B到气缸顶端的距离。【命题意图】此题考查平衡条件和玻意耳定律及其相关知识点
3、。【解题思路】(i)初态,A受重力、大气向下压力P0S和内部气体向上压力P1S作用处于平衡状态由力的平衡条件有:Mg+p0S=p1S(2分)代入数据解得:p1=1.5×105Pa(1分)设此时A内气体压强为P2对B,由力的平衡条件有:mg+p2S=p0S+F2(1分)代入数据得:p2=1.6×105Pa设此时B到A顶端的距离为L'A内气体:初态体积V1=LS,末态体积V2=L'S由玻意耳定律有:p1LS=p2L'S(1分)代入数据解得:L'=11.25cm(1分)3.(9分)(2018福建高考训练题)如图,一个开口向上的薄壁汽缸竖直放置在水平地面上,汽缸里面用光滑活塞
4、封闭有一定质量的理想气体。开始时汽缸和活塞静止,活塞到汽缸底部的距离为h=0.018m。现用一方向竖直向上、大小从零开始缓慢增加的拉力F作用在活塞上。已知汽缸质量m1=2kg,活塞质量m2=1kg,活塞面积S=10-3m2,大气压强为p0=105Pa,重力加速度g取10m/s2。由于力F大小变化缓慢,可认为汽缸中的气体始终处于热平衡状态,且温度保持不变。与汽缸及活塞的质量相比,缸内理想气体的质量可忽略不计。求:(i)当F=20N时,活塞离汽缸底部的距离;(ii)当F=60N时,活塞离汽缸底部的距离。【名师解析】(i)未施加拉力F时,理想气体压强为p1,对活塞根据平衡条
5、件有m2g+p0S=p1S①当拉力F=20N时,活塞未离开水平地面,设此时理想气体压强为p2,活塞离汽缸底部的距离为h2,对活塞根据平衡条件有m2g+p0S=p2S+F②因为气体温度保持不变,根据玻意耳定律有p1Sh=p2Sh2③由①②③式代入数据得h2=0.022m④4.(2018江西赣中南五校联考)如图,质量为M的导热性能极好的气缸,高为L,开口向上置于水平地面上,气缸中有横截面积为S、质量为m的光滑活塞,活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内。外界温度为t1、大气压为p0,此时气柱高度为l,气缸和活塞的厚度均可忽略不计,重力加速度为g。(1)用竖直向上的力作用在活
6、塞上使气缸能离开地面,则需要施加的最小力F1多大?(2)将气缸固定在地面上,如果气体温度保持不变,将活塞缓慢拉至气缸顶端,求在顶端处,竖直拉力F2的大小。(3)如果外界温度由t1缓慢升高到恰使活塞移至气缸顶端,则此时外界温度为多少摄氏度?【参考答案】.(1)(M+m)g;(2)(mg+p0S)×(L-l)/L;(3)L-273【命题意图】本题考查平衡条件、气体实验定律及其相关的知识点,意在考查运用相关知识解决实际问题的能力。【解题思路】(1)用竖直向上的力作用在活塞上使气缸能离开地面,对整体分析,应用平衡条件可得需要施加的最小力F1=(M+m)g(3)由盖-吕萨克定律
7、得:=而:T=t+273,T’=t’+273,解得:t’=L-273。5.(2018金考卷)如图所示,一圆筒形汽缸静止于地面上,汽缸的质量为M,活塞(连同手柄)的质量为m,汽缸内部的横截面积为S,大气压强为P0,平衡的汽缸内的容积为V0,现用手握住活塞手柄缓慢向上提.设汽缸足够长,在整个上提过程中气体的温度保持不变,不计汽缸内气体的重力与活塞与汽缸壁间的摩擦,求汽缸刚提离地面时活塞上升的距离.【命题意图】本题考查玻意耳定律及其相关的知识点。6.(2017·湖南永州二模)如图所示,在绝热圆柱形汽缸中用光滑绝热活塞密闭有一定质量的理想气体,在汽缸底部开有
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