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高考物理选考热学计算题（十三）
组卷老师：莫老师
评卷人 得 分 一．计算题（共50小题）
1．如图所示，A、B气缸的长度均为30cm，横截面积相同，C是可在气缸内无摩擦滑动的、体积不计的活塞，D为阀门．整个装置均由导热良好的材料制成．原来阀门关闭，A内有压强PA=2×105Pa的氧气．B内有压强PB=1×105Pa的氢气．阀门打开后，活塞C向右移动，最后达到平衡．假定氧气和氢气均视为理想气体，连接气缸的管道体积可忽略不计．求：
①活塞C移动的距离及平衡后B中气体的压强；
②活塞C移动过程中B中气体是吸热还是放热（简要说明理由）．
2．如图所示，开口处带有卡环的圆柱形导热气缸，活塞面积S=10﹣4m2，质量m=0.6kg，与气缸密闭接触．整个装置开口向上，放在温度为23℃的室内，缸内被封气体体积为气缸容积V0的一半．现将气缸缓慢倒置至开口向下，取g=10m/s2，p0=1.0×105Pa．求稳定后缸内气体的体积和压强．
3．如图所示，一粗细均匀薄壁U形管，管的横截面积为S，管里装有两段水银，左管上端封闭有一段气柱，气柱的长为L，右管足够长且上端开口，右管内两段水银间也封闭有一段气柱，该气柱长也为L，与左管中气柱上、下等高，右管中上段水银长为L，水银的密度为ρ，重力加速度为g，大气压强为P0=9ρgL．现往右管中缓缓倒入水银，使右管中上段水银长为L，求： ①右管中气柱长变为多少？
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②左管中气柱的长变为多少？
4．如图所示，上端开口的光滑圆柱形气缸竖直放置，截面积为40cm2的活塞将一定质量的气体封闭在气缸内．在气缸内距缸底60cm处设有a、b两限制装置，使活塞只能向上滑动．开始时活塞搁在a、b上，缸内气体的压强为p0（p0=1.0×105pa为大气压强），温度为300K．现缓慢加热汽缸内气体，当温度为330K，活塞恰好离开a、b．求：活塞的质量．
5．已知地球半径R=6.4×106m，地球表面的重力加速度g=9.8m/s2，大气压P0=1.0×105Pa，空气平均摩尔质量为M=2.9×10﹣2kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6.02×1023 mol1，在下列问题的计算中还可以查用其他数据．
﹣
（1）试估算地球周围大气层的空气分子数？
（2）假如把地球大气全部变为液体而分布在地球表面，地球的半径将增大多少？ 6．如图所示，将一个绝热的汽缸竖直放置在水平桌面上，在汽缸内用一个活塞封闭了一定质量的气体．在活塞上面放置一个物体，活塞和物体的总质量为10kg，活塞的横截面积为：S=100cm2．已知外界的大气压强为P0=1×105Pa，不计活塞和汽缸之间的摩擦力，g=10m/s2．在汽缸内部有一个电阻丝，电阻丝的电阻值R=4Ω，电源的电压为12V．接通电源10s后活塞缓慢升高h=10cm，求这一过程中气体的内能变化量．若缸内气体的初始温度为27℃，体积为3×10﹣3m3，试求接通电源10s后缸内气体的温度是多少摄氏度？
7．如图所示，一定质量的理想气体从状态A 变化到状态B，再由状态B变化到
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状态C，再由C回到状态A．已知状态A的温度为300K．取1.1atm=1.0×105pa ①求气体在状态B的温度；
②气体由状态A经B到C再回到A，气体在该循环过程吸收多少热量？
8．有一块质量为24g 的橡皮泥置于水平桌面上．其规格为长5cm×宽4cm×高1cm的长方体，小张同学将橡皮泥轻轻地放入盛满某种液体的烧杯中，发现橡皮泥下沉到烧杯底部，同时有部分液体从烧杯中溢出，他测得溢出液体的质量为18g．取g=10N/kg，请计算并回答： （1）橡皮泥对桌面的压强大小 （2）这块橡皮泥的密度多大？
（3）这块橡皮泥在液体中受到的浮力多大？
9．一辆停在室外的汽车，早上室外温度27℃，车胎内气体压强为2.2×105Pa；中午，当汽车行驶时车胎内的温度是57℃，车胎内气体的体积不变，车胎内气体视为理想气体，求此时车胎内气体的压强．
10．如图，气缸竖直放置在水平桌面上，用截面积S=100cm2的活塞封闭一定质量的气体，不计活塞质量和摩擦，大气压强p0=1.0×105Pa．用固定在图示位置处的力传感器可测量活塞作用在传感器上沿竖直方向的力．当缸内气体温度t1=27℃时，压强为p0，力传感器恰好和活塞接触，且示数为零．若保持活塞位置不变，缓慢升高缸内气体温度，当力传感器的示数为100N时，求： （1）缸内气体的压强p2； （2）缸内气体的温度t2．
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11．汽车是常见的交通工具，随着人们生活水平的提高，汽车也走进了普通百姓的家庭．它应用了物理很多方面的知识与技术． （1）请你运用所学的物理知识把表格中内容填写完整． 汽车上的装置 水箱里面用 水做冷却剂 涉及的物理知识 前方的挡风 玻璃是倾斜的 前排乘客必须 系戴安全带 汽车的方向盘 （2）近几年环保低碳风劲吹，混合动力汽车已成为车展上的“常客”．混合动力汽车启动时，内燃机并不工作，动力电池通过驱动电机向车轮输送能量；当高速行驶或动力电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，也可以同时给动力电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机和动力电池还可以同时给动力电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机和动力电池还可以同时向车轮输送能量．
①该混合动力汽车启动时，若驱动电机两端的电压为250V，通过的电流为80A，则驱动电机的电功率为多大？
②该混合动力汽车所用的磷酸铁锂动力电池可储存的最大电能为2.88×107J，若充电电压为320V，充电电流为50A，则对动力电池充电的时间最长为多少？（充电时无能量损耗）
③该混合动力汽车在平直公路上以72km/h 匀速行驶10min后，其内燃机消耗了汽油1.2kg，假设汽油完全燃烧所释放能量的一半转化为牵引力做功和给动力电池充电，其中动力电池储存的电能增加了7.2×106J，试求汽车受到的阻力是多大？
（汽油的热值q=4.6×107J/kg，且Q放=qm）
12．有开口向上竖直安放的玻璃管，管中在长h的水银柱下方封闭着一段长L的空气柱，当玻璃管以加速度a向上做匀加速运动时，空气柱的长度将变为多少？已知大气压P0，水银的密度为ρ，重力加速度为g．
13．如图所示，一气缸竖直放在水平地面上，缸体质量M=10Kg，活塞质量m=4kg，活塞横截面积S=2×10﹣3m2．活塞上面的气缸里封闭了一定质量的理想气体，下
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