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159676. (2022•西安中学•月考) 德优题库如图所示,一定质量理想气体被活塞封闭在气缸中,活塞的面积为S,与气缸底部相距L,气缸和活塞绝热性能良好,气体的压强、温度与外界大气相同,分别为p0、T0。现接通电热丝加热气体,一段时间后断开,活塞缓慢向右移动距离L后停止,活塞与气缸间的滑动摩擦为f,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,整个过程中气体吸收的热量为Q,求该过程中:
(1)内能的增加量ΔU;
(2)最终温度T。
共享时间:2021-12-01 难度:2
[考点]
理想气体及理想气体的状态方程,热力学第一定律的表达和应用,
[答案]
(1)内能的增加量ΔU为Q﹣p0SL﹣fL;
(2)最终温度T为2T0(1+)。
[解析]
解:(1)因为活塞缓慢移动过程中,活塞受封闭气体压力为F,对活塞有:
F﹣p0S﹣f=0,
所以外界对气体做功为:
W=﹣FL=﹣(p0S+f) L,
根据热力学第一定律得内能的增加量:
ΔU=W+Q=Q﹣p0SL﹣fL。
(2)活塞刚移动时,气体发生等容变化,移动之后做等压变化末态的压强设为p,根据平衡条件得
pS=p0S+f,
全过程根据一定质量理想气体的状态方程得

解得:T=2T0(1+)。
答:(1)内能的增加量ΔU为Q﹣p0SL﹣fL;
(2)最终温度T为2T0(1+)。
[点评]
本题考查了"理想气体及理想气体的状态方程,热力学第一定律的表达和应用,",属于"必考题",熟悉题型是解题的关键。
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160150. (2021•长安区•二模) 如图,一开口向上的导热气缸内,用活塞封闭了一定质量的理想气体,活塞与气缸壁间无摩擦。现用外力作用在活塞上,使其缓慢上升,环境温度保持不变,大气压不变,系统始终处于平衡状态。在活塞上升过程中(  )

A.气体体积逐渐增大,内能增加

B.气体压强逐渐减小,内能不变

C.气体压强逐渐增大,放出热量

D.气体对外界做功,吸收热量

E.气体对外界做功,外力逐渐增大

共享时间:2021-03-23 难度:2 相似度:2
162732. (2023•铁一中学•高二下期中) 德优题库如图所示,一根一端封闭粗细均匀的导热玻璃细管AB开口向上竖直放置(横截面积为S),管内用高h的水银柱封闭了一段空气柱。水银柱液面距管口l0,此时该地的大气压强为p0,环境温度为T1。然后再把该容器竖直浸入温度为T2的热水中,水银柱缓慢上升,最终恰好与容器口相平,容器中封闭的气体可视为理想气体,重力加速度为g。
求:
(1)初始时,被封闭气体的长度lx
(2)若水银密度为ρ,密闭气体温度由T1升高到T2的过程中吸收的热量为Q,则密闭气体增加的内能为多少。
共享时间:2023-05-18 难度:2 相似度:2
159161. (2023•西安市•高三上二月) 德优题库如图所示,一定质量的理想气体从状态a开始,经历一系列过程变化后又到达状态a,已知从状态b经过等温过程bc到达状态c,ca平行于横轴V,ab平行于纵轴p,下列说法正确的是(  )
共享时间:2023-12-30 难度:2 相似度:2
160119. (2021•长安区一中•七模) 德优题库如图,一个质量为m=2kg的T型活塞在气缸内封闭一定量的理想气体,活塞体积可忽略不计,距气缸底部h1=10cm处连接一U形细管(管内气体的体积忽略不计)。初始时,封闭气体温度为T1=360K,活塞距离气缸底部为h2=15cm,两边水银柱存在高度差。已知大气压强为p0=1×105Pa,气缸横截面积为S=1×10-3m2,活塞竖直部分长为L=12cm,重力加速度为g取10m/s2,求:
(ⅰ)通过制冷装置缓慢降低气体温度,当温度为多少时两边水银面恰好相平;
(ⅱ)从开始至两水银面恰好相平的过程中,若气体对外界的放出的热量为6J,气体内能的变化量ΔU。
共享时间:2021-06-03 难度:2 相似度:2
160166. (2020•西安中学•一模) 德优题库如图所示,一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A.其中,A→B和C→D为等温过程,B→C和D→A为绝热过程。该循环过程中,下列说法正确的是(  )

A.A→B过程中,气体对外界做功,吸热

B.B→C过程中,气体分子的平均动能增加

C.C→D过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少

D.D→A过程中,气体分子的速率分布曲线发生变化

E.该循环过程中,气体吸热

共享时间:2020-03-15 难度:2 相似度:2
161604. (2023•铁一中学•高二下期末) 德优题库如图所示,在一横截面积为S的竖直玻璃管内封闭着A、B两部分理想气体,中间用水银柱隔开,玻璃管导热且粗细均匀。玻璃管竖直静止时,A部分气柱长度为3L,压强为p0,B部分气柱长度为5L,水银柱产生的压强为0.8p0,已知大气压强为p0,环境温度保持不变。求:
(1)若将玻璃管沿竖直面缓慢转过90°,待稳定后,气体A的压强;
(2)若将玻璃管沿竖直面缓慢转过180°,待稳定后,气体A的压强;
(3)若在该竖直玻璃管装有气体A的顶端开一小孔,再缓慢加热气体B,当气体B从外界吸收的热量为Q时,水银柱刚好上升L,该过程中气体B内能的增加量。
共享时间:2023-07-11 难度:3 相似度:1.67
161355. (2023•西安中学•高三上期末) 德优题库在综合实践课中,某同学利用铝制易拉罐制作一个简易“温度计”。如图所示,在一个空的铝制易拉罐中插入一根透明细玻璃管,接口用蜡密封,在玻璃管内引入一小段油柱(长度可以忽略)。已知大气压强是1.0×105Pa,易拉罐的容积是300cm3,均匀玻璃管内部的横截面积为0.2cm2,玻璃管露出的长度为30cm。当温度为33℃时,油柱恰好到达玻璃管管口。缓慢降低环境温度,油柱刚好在玻璃管和易拉罐的接口处,求:
(1)此时环境温度t;
(2)该过程罐内气体吸热还是放热?请说明理由;
(3)玻璃管上标刻温度值时,刻度是否均匀?请说明理由。
共享时间:2023-02-27 难度:3 相似度:1.67
160262. (2020•西安中学•六模) 封闭在汽缸内一定质量的理想气体由状态A变到状态D,其体积V与热力学温度T关系如图所示,O、A、D三点在同一直线上。则 (  )

A.由状态A变到状态B过程中,气体吸收热量

B.由状态B变到状态C过程中,气体从外界吸收热量,内能增加

C.C状态气体的压强小于D状态气体的压强

D.D状态时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比A状态少

E.C状态到D状态,单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少

共享时间:2020-05-25 难度:3 相似度:1.67
160575. (2016•西安中学•四模) (10分)如图所示,粗细均匀的U形玻璃管竖直放置,左侧玻璃管的高度h1=30cm,管内封闭一定量气体,右侧玻璃管开口且足够长.室温为27℃时,左右两管内水银面距离地面的高度均为h2=10cm,若要使左右两管内水银面的高度差Δh=10cm,需要把左管内封闭气体加热到多少摄氏度?(已知大气压强p0=75cmHg)

共享时间:2016-04-28 难度:1 相似度:1.5
160343. (2019•师大附中•一模) 有一高压气体钢瓶,容积为V0,用绝热材料制成,开始时封闭的气体压强为p0,温度为T0=300K,内部气体经加热后温度升至T1=360K,求:
(1)温度升至T1时气体的压强;
(2)若气体温度保持T1=360K不变,缓慢地放出一部分气体,使气体压强再回到p0,此时钢瓶内剩余气体的质量与原来气体总质量的比值为多少?
共享时间:2019-03-02 难度:1 相似度:1.5
160540. (2016•西安中学•三模) 如图,两气缸AB粗细均匀,等高且内壁光滑,其下部由体积可忽略的细管连通;A的直径为B的2倍,A上端封闭,B上端与大气连通;两气缸除A顶部导热外,其余部分均绝热。两气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b,活塞下方充有氮气,活塞a上方充有氧气;当大气压为P0,外界和气缸内气体温度均为7℃且平衡时,活塞a离气缸顶的距离是气缸高度的,活塞b在气缸的正中央。
(ⅰ)现通过电阻丝缓慢加热氮气,当活塞b升至顶部时,求氮气的温度;
(ⅱ)继续缓慢加热,使活塞a上升,当活塞a上升的距离是气缸高度的时,求氧气的压强。
共享时间:2016-04-03 难度:1 相似度:1.5
160279. (2020•西安中学•八模) 如图所示,在固定的气缸A和B中分别用活塞封闭了一定质量的理想气体,活塞面积之比SA:SB=1:3,两活塞以穿过B底部的刚性细杆相连,可沿水平方向无摩擦滑动,两个气缸都不漏气。初始时活塞处于平衡状态,A、B中气体的体积均为V0,A、B中气体温度均为T0=300K,A中气体压强pA=1.6p0,p0是气缸外的大气压强。
(1)求初始时B中气体的压强pB
(2)现对A中气体加热,使其中气体的压强升到pA′=2.5p0,同时保持B中气体的温度不变,求活塞重新达到平衡状态时A中气体的温度TA′。

共享时间:2020-06-17 难度:1 相似度:1.5
160263. (2020•西安中学•六模) 如图所示,导热性能良好的封闭气缸固定在倾角为30°的斜面上,气缸中有一活塞,将气缸中的气体分为a、b两部分,活塞的质量为m=2kg,横截面积S=10cm2,活塞上表面到气缸顶部的距离L1=40cm,活塞下表面到气缸底部的距离L2=10cm,a部分气体的压强为pa=2.0×105Pa,不计活塞和气缸壁的摩擦,重力加速度g=10m/s2,求:
(i)求b部分气体的压强;
(ii)用打气筒向活塞下部的封闭空间打气,每次打气可充入压强为p0=1.0×105Pa、体积为V0=15cm3的气体,稳定后要使活塞移动至气缸的中部,求打气的次数。

共享时间:2020-05-25 难度:1 相似度:1.5
160557. (2016•西安中学•一模) 德优题库如图所示,面积S=100cm2的轻活塞A将一定质量的气体封闭在导热性能良好的汽缸B内,汽缸开口向上竖直放置,高度足够大。在活塞上放一重物,质量为m=20kg,静止时活塞到缸底的距离为L1=20cm,摩擦不计,大气压强为P0=1.0×105Pa,温度为27℃,g取10m/s2
(1)若保持温度不变,将重物去掉,求活塞A移动的距离;
(2)若加热汽缸B,使封闭气体温度升高到177℃,求活塞A移动的距离。
共享时间:2016-03-02 难度:1 相似度:1.5
160487. (2018•铁一中学•二模) 德优题库如图所示,静止的气缸内封闭了一定质量的气体,水平轻杆一端固定在墙壁上,另一端与气缸内的活塞相连,已知大气压强为1.0×105Pa,气缸的质量为50kg,活塞质量不计,其横截面积为0.01m2,气缸与地面间的最大静摩擦力为气缸重力的0.2倍,活塞与气缸之间的摩擦可忽略,开始时被封闭气体压强为1.0×105Pa、温度为27℃,取g=10m/s2,T=273+t。
①缓慢升高气体温度,求气缸开始向左运动时气体的压强和温度;
②若要保证气缸静止不动,求封闭气体温度的取值范围。
共享时间:2018-03-17 难度:1 相似度:1.5

dygzwlyn

2021-12-01

高中物理 | 高三下 | 解答题

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