（天津?qū)Ｓ茫?020屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 考點(diǎn)規(guī)范練61 熱學(xué)與力學(xué)綜合性問題（含解析）新人教版

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1、考點(diǎn)規(guī)范練61熱學(xué)與力學(xué)綜合性問題一、單項(xiàng)選擇題1.如圖所示,質(zhì)量為m0、導(dǎo)熱性能良好的汽缸由一根平行于斜面的細(xì)線系在光滑斜面上。汽缸內(nèi)有一個(gè)質(zhì)量為m的活塞,活塞與汽缸壁之間無(wú)摩擦且不漏氣。汽缸內(nèi)密封有一定質(zhì)量的理想氣體。如果大氣壓強(qiáng)增大,溫度不變,則()A.氣體的體積增大B.細(xì)線的拉力不變C.氣體的壓強(qiáng)減小D.斜面對(duì)汽缸的支持力增大2.如圖所示,兩端開口的均勻玻璃管豎直插入水銀槽中,管中有一段水銀柱h1封閉一定質(zhì)量的氣體,這時(shí)管下端開口處內(nèi)、外水銀面高度差為h2,若保持環(huán)境溫度不變,當(dāng)外界壓強(qiáng)增大時(shí),下列分析正確的是()A.h2變長(zhǎng)B.h2變短C.h1上升D.h1下降二、多項(xiàng)選擇題3.如圖所

2、示,一根豎直的彈簧支持著一倒立的汽缸的活塞,使汽缸懸空而靜止。設(shè)活塞與汽缸間無(wú)摩擦且可以在缸內(nèi)自由移動(dòng),缸壁導(dǎo)熱性能良好使缸內(nèi)氣體總能與外界大氣溫度相同,則下述結(jié)論正確的是()A.若外界大氣壓增大,則彈簧將壓縮一些B.若外界大氣壓增大,則汽缸上底面距地面的高度將減小C.若氣溫升高,則汽缸上底面距地面的高度將減小D.若氣溫升高,則汽缸上底面距地面的高度將增大4.右圖為豎直放置的上細(xì)下粗密閉細(xì)管,水銀柱將氣體分隔為A、B兩部分,初始溫度相同,使A、B升高相同溫度達(dá)到穩(wěn)定后,體積變化量為VA、VB,壓強(qiáng)變化量為pA、pB,對(duì)液面壓力的變化量為FA、FB,則()A.水銀柱向上移動(dòng)了一段距離B.VApB

3、D.FA=FB三、非選擇題5.(2018河北衡水冀州模擬)如圖甲所示,橫截面積為S、質(zhì)量為m0的活塞在汽缸內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的理想氣體,現(xiàn)對(duì)缸內(nèi)氣體緩慢加熱,使其溫度從T1升高了T,氣柱的高度增加了l,吸收的熱量為Q。不計(jì)汽缸與活塞的摩擦,外界大氣壓強(qiáng)為p0,重力加速度為g。求:(1)此加熱過(guò)程中氣體內(nèi)能增加了多少?(2)若保持缸內(nèi)氣體溫度不變,再在活塞上放一砝碼,如圖乙所示,使缸內(nèi)氣體的體積又恢復(fù)到初始狀態(tài),則所放砝碼的質(zhì)量為多少?6.(2017全國(guó)卷)一熱氣球體積為V,內(nèi)部充有溫度為Ta的熱空氣,氣球外冷空氣的溫度為Tb。已知空氣在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、溫度T0時(shí)的密度為0,該氣球內(nèi)、外的氣壓始終都為

4、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,重力加速度大小為g。(1)求該熱氣球所受浮力的大小;(2)求該熱氣球內(nèi)空氣所受的重力;(3)設(shè)充氣前熱氣球的質(zhì)量為m0,求充氣后它還能托起的最大質(zhì)量?？键c(diǎn)規(guī)范練61熱學(xué)與力學(xué)綜合性問題1.B解析如果大氣壓強(qiáng)增大,溫度不變,外界大氣壓對(duì)氣體做功,氣體的體積減小,壓強(qiáng)增大,選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤;對(duì)活塞和汽缸整體分析受力,由平衡條件可知,細(xì)線的拉力不變,斜面對(duì)汽缸的支持力不變,選項(xiàng)B正確,D錯(cuò)誤。2.D解析被封閉氣體的壓強(qiáng)p=p0+水銀gh1=p0+水銀gh2,故h1=h2,隨著大氣壓強(qiáng)的增大,被封閉氣體壓強(qiáng)也增大,由玻意耳定律知?dú)怏w的體積減小,空氣柱長(zhǎng)度變短,但h1、h2長(zhǎng)度不變,h1液柱下

5、降,D項(xiàng)正確。3.BD解析彈簧的彈力等于汽缸的重力,汽缸的重力不變,所以不會(huì)進(jìn)一步壓縮。外界壓強(qiáng)增大,氣體體積減小,所以汽缸上底面下移;溫度升高,而氣體壓強(qiáng)不變,所以體積增大,汽缸上底面上移。4.AC解析假設(shè)水銀柱不動(dòng),兩氣體發(fā)生等容變化,根據(jù)查理定律,有pT=p0T0,其中p0、T0表示初始的壓強(qiáng)和溫度,初始?jí)簭?qiáng)pApB,則pApB,這說(shuō)明水銀柱向上移動(dòng)了一段距離,A、C兩項(xiàng)正確;由于細(xì)管中水銀體積不變,故VA=VB,B項(xiàng)錯(cuò)誤;FA=pASAFB=pBSB,D項(xiàng)錯(cuò)誤。5.解析(1)設(shè)缸內(nèi)氣體的溫度為T1時(shí)壓強(qiáng)為p1,活塞受重力、大氣壓力和缸內(nèi)氣體的壓力作用而平衡,則有m0g+p0S=p1S氣

6、體膨脹對(duì)外界做功為W=p1Sl根據(jù)熱力學(xué)第一定律有Q-W=U聯(lián)立可得U=Q-(p0S+m0g)l。(2)設(shè)所放砝碼的質(zhì)量為m,缸內(nèi)氣體的溫度為T2時(shí)壓強(qiáng)為p2,活塞和砝碼整體受重力、大氣壓力和缸內(nèi)氣體的壓力作用而平衡,則有(m0+m)g+p0S=p2S根據(jù)查理定律有p1T1=p2T2,又T2=T1+T聯(lián)立可得:m=(p0S+m0g)TgT1。答案(1)Q-(p0S+m0g)l(2)(p0S+m0g)TgT16.解析(1)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下質(zhì)量為m的空氣在溫度為T0時(shí)的體積為V0,密度為0=mV0在溫度為T時(shí)的體積為VT,密度為(T)=mVT由蓋呂薩克定律得V0T0=VTT聯(lián)立式得(T)=0T0T氣球所受到的浮力為F浮=(Tb)gV聯(lián)立式得F浮=Vg0T0Tb。(2)氣球內(nèi)熱空氣所受的重力為G=(Ta)Vg聯(lián)立式得G=Vg0T0Ta。(3)設(shè)該氣球還能托起的最大質(zhì)量為m,由力的平衡條件得mg=F浮-G-m0g聯(lián)立式得m=V0T01Tb-1Ta-m0。答案(1)Vg0T0Tb(2)Vg0T0Ta(3)V0T01Tb-1Ta-m04