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H5 热学综合 【题文】（物理卷·2015届河南省开封市高三上学期定位模拟考试（2014.09））13.【选修3-3试题】(15分) (1)如图所示，水平放置的密封气缸内的气体被一竖直隔板分隔为左右两部分，隔板可在气缸内无摩擦运动，右侧气体内有一电热丝，气缸壁和隔板均绝热。初始时隔板静止，左右两边气体温度相等。现给电热丝提供一微弱电流，通电一段时间后切断电源。当缸内气体再次达到平衡时，与初始状态相比 A.左右两边气体温度都升高 B.右边气体温度升高，左边气体温度不变 C.左边气体压强增大 D.左右两边气体最终温度必相等 E.右边气体内能的增加量小于电热丝放出的热量 【答案】【知识点】理想气体的状态方程． 【答案解析】 解析： A、B、当电热丝通电后，右侧的气体温度升高气体膨胀，将隔板向左推，对左边的气体做功，又因左侧气体发生绝热变化，由热力学第一定律知内能增加，气体的温度升高．故AB、D错误；C、利用为一常数知，左侧气体的体积减小，则其压强增大．故C正确．、电热丝放出的热量等于右边气体内能的增加量与对外做功之差，所以右边气体内能的增加值为电热丝发出的热量减去对左边的气体所做的功，故． 【思路点拨】 根据气体状态方程 =C和已知的变化量去判断其它的物理量；根据热力学第一定律判断气体的内能变化． 掌握一定质量的理想气体的内能变化由温度决定，根据气体状态方程找出新的平衡状态下物理量间的关系． (2) (8分) 如图，内径均匀的弯曲玻璃管ABCDE两端开口，AB、CD段竖直，BC、DE段水平，AB=100cm，BC=40cm，CD=50cm，DE=60cm。在水平段DE内有一长10cm的水银柱，其左端距D点10cm。在环境温度为300 K时，保持BC段水平，将玻璃管A端缓慢竖直向下插入大水银槽中，使A端在水银面下10 cm。已知大气压为75 cmHg且保持不变。 i．若环境温度缓慢升高，求温度升高到多少K时，水银柱刚好全部溢出； ii．若环境温度缓慢降低，求温度降低到多少K时，水银柱刚好全部进入CD段。 【答案】【知识点】理想气体的状态方程；气体的等容变化和等压变化． 【答案解析】（1）温度升高到360K时，水银柱刚好全部溢出；（2）温度降低到208K时，水银柱刚好全部进入CD段． 解析： iA端插入水银槽后，液柱向右移10cm，设玻璃管横截面积为S, 气体做等压变化 解得： ii．当液柱刚好全部进入CD管时，水银槽中的水银将沿AB管上升10cm。设玻璃管横截面积为S，则封闭气体体积及压强：V3=160Scm3，p3=65cmHg。 由 解得： 【思路点拨】（1）温度缓慢升高时，管内封闭气体压强不变，由盖-吕萨克定律可以分析答题．（2）根据题意求出气体体积与压强，由理想气体状态方程可以求出气体温度．认真审题，根据题意求出气体体积与压强，应用盖吕萨克定律与理想气体状态方程即可正确解题． （2）（9分）如图所示，开口向上粗细均匀的玻璃管长L=lcm，管内有一段高h=20cm的水银柱，封闭着长a=50cm的空气柱，大气压强P=76cmHg，温度t=27℃。求温度至少升到多高时，可使水银柱全部溢出？ 【答案】【知识点】 【答案解析】 211℃ 解析： 开始温度升高时，气体压强不变，气体体积膨胀，水银柱上升。当水银柱上升至管口时，温度再升高，水银就会开始溢出，这时的气体压强随水银的溢出而减小，气体的体积在不断增大，温度不需要继续升高，设该温度为t2，剩余的水银柱的高度为x，玻璃管的横截面积为S。 气体的初始状态P1=P0+h V1=aS T1=300K 气体的末状态 P2=P0+X V2=(100-X)S T2=273+ t2 根据理想气体状态方程=，即= ………3分 要使剩余气体全部溢出的温度t2最高，则（76+x）（100–x）必为最大。……3分 又因为76+x+100- x=176为常数，所以当76+x=100–x，即x=12cm时，（76+x）（100–x）有最大值。 =16，t2=211℃，水银全部溢出。 【思路点拨】开始温度升高时，气体压强不变，气体体积膨胀，水银柱上升。当水银柱上升至管口时，温度再升高，水银就会开始溢出，这时的气体压强随水银的溢出而减小，气体的体积在不断增大， 【题文】（理综卷·2015届广西桂林中学高三8月月考（2014.08））(2) (9分)如图，两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同气缸直立放置，气缸底部和顶部均有细管连通，顶部的细管带有阀门K.两气缸的容积均为V0气缸中各有一个绝热活塞(质量不同，厚度可忽略)。开始时K关闭，两活塞下方和右活塞上方充有气体(可视为理想气体)，压强分别