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《2018物理二輪復(fù)習(xí)100考點(diǎn)第十四章熱學(xué)專題14.4與氣缸相關(guān)的計(jì)算問(wèn)題》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、專題14.4與氣缸相關(guān)的計(jì)算問(wèn)題1.（2018江西贛中南五校聯(lián)考）如圖，質(zhì)量為M的導(dǎo)熱性能極好的氣缸，高為L(zhǎng)，開(kāi)口向上置于水平地面上，氣缸中有橫截面積為S、質(zhì)量為m的光滑活塞，活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi)。外界溫度為t1、大氣壓為p0，此時(shí)氣柱高度為l，氣缸和活塞的厚度均可忽略不計(jì)，重力加速度為g。(1)用豎直向上的力作用在活塞上使氣缸能離開(kāi)地面，則需要施加的最小力F1多大？(2)將氣缸固定在地面上，如果氣體溫度保持不變，將活塞緩慢拉至氣缸頂端，求在頂端處，豎直拉力F2的大小。(3)如果外界溫度由t1
2、緩慢升高到恰使活塞移至氣缸頂端，則此時(shí)外界溫度為多少攝氏度？【參考答案】(1)(M+m)g；(2)(mg+p0S)×(L-l)/L；(3)L-273【命題意圖】本題考查平衡條件、氣體實(shí)驗(yàn)定律及其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，意在考查運(yùn)用相關(guān)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。在起始狀態(tài)對(duì)活塞由受力平衡得：p1S=mg+p0S在氣缸頂端對(duì)活塞由受力平衡得：F2+p2S=mg+p0S解得F2=p1S-p2S=(mg+p0S)×(L-l)/L(3)由蓋-呂薩克定律得：=而：T=t+273，T’=t’+273，解得：t’=L-273。2（201
3、8金考卷）如圖所示，一圓筒形汽缸靜止于地面上，汽缸的質(zhì)量為M，活塞(連同手柄)的質(zhì)量為m，汽缸內(nèi)部的橫截面積為S，大氣壓強(qiáng)為Ｐ0，平衡的汽缸內(nèi)的容積為V0，現(xiàn)用手握住活塞手柄緩慢向上提.設(shè)汽缸足夠長(zhǎng)，在整個(gè)上提過(guò)程中氣體的溫度保持不變，不計(jì)汽缸內(nèi)氣體的重力與活塞與汽缸壁間的摩擦，求汽缸剛提離地面時(shí)活塞上升的距離.【命題意圖】本題考查玻意耳定律及其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。【解題思路】p1=p0+V1=V0————————————(2分)P2=p0-V2=V————————————(2分)等溫變化：p1V1=P2V2———
4、—————————(3分)H==————————————(3分)3.(2017·湖南永州二模)如圖所示,在絕熱圓柱形汽缸中用光滑絕熱活塞密閉有一定質(zhì)量的理想氣體,在汽缸底部開(kāi)有一小孔,與U形水銀管相連,外界大氣壓為p0=1.0×105Pa,缸內(nèi)氣體溫度t0=27℃,穩(wěn)定后兩邊水銀面的高度差為Δh=1.5cm,此時(shí)活塞離容器底部的高度為l=50cm(U形管內(nèi)氣體的體積忽略不計(jì))。已知柱形容器橫截面S=0.01m2,重力加速度g取10m/s2。(1)求活塞的質(zhì)量;(2)若容器內(nèi)氣體溫度緩慢降至-3℃,求此時(shí)U形管
5、兩側(cè)水銀面的高度差Δh'和活塞離容器底部的高度l'。【參考答案】(1)2kg (2)Δh'=1.5cm,l'=45cm4.(2016·廣州模擬)如圖所示,一圓柱形絕熱汽缸豎直放置,通過(guò)絕熱活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體?；钊馁|(zhì)量為m,橫截面積為S,與容器底部相距h?，F(xiàn)通過(guò)電熱絲緩慢加熱氣體,當(dāng)氣體的溫度為T(mén)1時(shí)活塞上升了h。已知大氣壓強(qiáng)為p0,重力加速度為g,不計(jì)活塞與汽缸間摩擦。(1)求溫度為T(mén)1時(shí)氣體的壓強(qiáng)。(2)現(xiàn)停止對(duì)氣體加熱,同時(shí)在活塞上緩慢添加砂粒,當(dāng)添加砂粒的質(zhì)量為m0時(shí),活塞恰好回到原來(lái)位置,
6、求此時(shí)氣體的溫度。【答案】(1)+p0 (2)T15. (2016·西安模擬)如圖所示，導(dǎo)熱性能極好的氣缸，高為L(zhǎng)＝1.0m，開(kāi)口向上固定在水平面上，氣缸中有橫截面積為S＝100cm2、質(zhì)量為m＝20kg的光滑活塞，活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi)。當(dāng)外界溫度為t＝27℃、大氣壓為p0＝1.0×105Pa時(shí)，氣柱高度為l＝0.80m，氣缸和活塞的厚度均可忽略不計(jì)，取g＝10m/s2，求：(1)如果氣體溫度保持不變，將活塞緩慢拉至氣缸頂端，在頂端處，豎直拉力F有多大；(2)如果僅因?yàn)榄h(huán)境溫度緩慢升高導(dǎo)致活塞
7、上升，當(dāng)活塞上升到氣缸頂端時(shí)，環(huán)境溫度為多少攝氏度?！敬鸢浮?1)240N (2)102℃【名師解析】(1)設(shè)起始狀態(tài)氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p1，當(dāng)活塞緩慢拉至氣缸頂端，設(shè)氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p2，由玻意耳定律得p1Sl＝p2SL在起始狀態(tài)對(duì)活塞由受力平衡得p1S＝mg＋p0S在氣缸頂端對(duì)活塞由受力平衡得F＋p2S＝mg＋p0S聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得F＝240N(2)由蓋—呂薩克定律得＝代入數(shù)據(jù)解得t＝102℃6．(2016·懷化模擬)如圖所示，兩端開(kāi)口的氣缸水平固定，A、B是兩個(gè)厚度不計(jì)的活塞，可在氣缸內(nèi)無(wú)摩擦滑動(dòng)，面積分
8、別為S1＝20cm2，S2＝10cm2，它們之間用一根細(xì)桿連接，B通過(guò)水平細(xì)繩繞過(guò)光滑的定滑輪與質(zhì)量為M＝2kg的重物C連接，靜止時(shí)氣缸中的氣體溫度T1＝600K，氣缸兩部分的氣柱長(zhǎng)均為L(zhǎng)，已知大氣壓強(qiáng)p0＝1×105Pa，取g＝10m/s2，缸內(nèi)氣體可看作理想氣體；(1)活塞靜止時(shí)，求氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)；(2)若降低氣缸內(nèi)氣體的溫度，當(dāng)活塞A緩慢向右移動(dòng)時(shí)，求氣缸內(nèi)氣體的溫度?！敬鸢浮?1)1.2×
