3-3气缸与活塞计算练习题 无答案 --2020-2021学年高二下学期物理人教版选修3-3.docx

第 = PAGE 2*2-1 3页 共 = SECTIONPAGES 2*2 4页 ◎ 第 = PAGE 2*2 4页 共 = SECTIONPAGES 2*2 4页 第 = PAGE 1*2-1 1页 共 = SECTIONPAGES 1*2 2页 ◎ 第 = PAGE 1*2 2页 共 = SECTIONPAGES 1*2 2页 3-3气缸与活塞计算题练习 1．如图，一汽缸中由活塞封闭有一定量的理想气体，中间的隔板将气体分为A、B两部分；初始时，A、B的体积均为V，压强均等于大气压p0，隔板上装有压力传感器和控制装置，当隔板两边压强差超过0.5p0时隔板就会滑动，否则隔板停止运动。气体温度始终保持不变。向右缓慢推动活塞，使B的体积减小为。 （i）求A的体积和B的压强； （ⅱ）再使活塞向左缓慢回到初始位置，求此时A的体积和B的压强。  2．如图所示，竖直放置、开口向上的汽缸A与水平放置的汽缸B均导热良好，底部连通，在汽缸A内，两汽缸的连接处有固定卡口，两厚度及质量均不计的导热活塞各密封一定质量的理想气体，A底部设有加热丝，能同步加热A、B中的气体，使两部分气体的温度始终保持相同。初始时，A、B中气体的压强均与外界大气压相等，活塞离底部的距离分别为4L、L，两活塞的横截面积均为S，外界温度保持不变，整个装置不漏气且不计一切摩擦，重力加速度为g。 （1）若只在A中活塞上放置重物，使B中活塞移动到中间位置，求所放重物的质量m； （2）保持（1）问中所放重物的质量不变，通过加热丝加热气体，使两部分气体的温度均升高到，求A中活塞离底部的距离。 3．如图所示，用活塞将热力学温度为T0气体封闭在竖直汽缸里，活塞的质量为m、横截面积为S，活塞到汽缸底部的距离为h。现对缸内气体缓慢加热一段时间，使活塞上升后立即停止加热。已知气体吸收的热量Q与其温度差△T的关系为Q=k△T（中k为正的常量），大气压强为p0，重力加速度大小为g，活塞汽缸均用绝热材料制成，缸内气体视为理想气体，不计一切摩擦。求： （1）停止加热时，缸内气体的压强p和热力学温度T； （2）加热过程中气体内能改变量△U。  4．如图所示，两个绝热气缸A、B通过绝热细管（容积可忽略）连通，气缸B内壁光滑且足够高，上端开口与大气相通。阀门K闭合，气缸B中有一可自由滑动的绝热活塞（质量、体积均可忽略）。开始时，A、B中封闭的同种理想气体体积均为V、温度均为To、压强分别为pA=2po、pB=po，po为大气压强。以下各过程中气缸不漏气。 （i）打开阀门K，活塞上升，稳定时A、B内气体的总体积增加了，求此时气体的温度； （ii）通过A中的电热丝给气体缓慢加热，直到气缸中的气体温度又变为To，求在加热过程中气体对外界所做的功。 5．如图所示，体积为V0的导热容器被一光滑导热活塞C（厚度忽略不计）分成A、B两个气室，各封闭一定质量的气体，平衡时B室的体积是A室体积的三倍，A室容器上连接有一管内气体体积不计的足够长U形管，两侧水银柱高度差为76 cm，B室容器可通过一阀门K与大气相通。已知外界大气压p0=76 cmHg，环境温度T0=300 K。 （1）环境温度保持不变，将阀门K打开，稳定后B室内剩余气体的质量和B室原有气体质量之比是多少？ （2）打开阀门K稳定后，将环境温度缓慢升高到750 K，求此时A室内气体压强。 6．导热性能良好的气缸内壁顶部有一固定卡环1，卡环1到气缸底部高度，在气缸中间有一个卡环2，卡环2到缸底的高度为，一个质量的活塞将一部分气体封闭在气缸内，气缸内壁光滑，活塞与气缸内壁气密性好，在活塞上放置质量的重物，静止时活塞对卡环2的压力刚好为零，已知大气压强，环境温度，重力加速度g的大小取，活塞的截面积，不计卡环及活塞的厚度，求： （1）撤去重物，稳定后活塞离气缸底部的距离； （2）撤去重物稳定后，再缓慢升高环境的温度，当卡环1对活塞的作用力等于活塞重力的五分之一时，环境的温度。 7．如图，在大气中有竖直放置的固定圆筒，它由和三个粗细不同的部分连接而成各部分的横截面积分别为和S。已知活塞下侧的空气与大气相通，活塞的质量为，活塞质量为，大气压强为，温度为。两活塞和用一根长为的不可伸长的轻线相连，把温度为的空气密封在两活塞之间，此时两活塞的位置如图所示。求： (1)温度为时圆筒内气体的压强； (2)现对被密封的气体加热，使其温度缓慢上升到，活塞恰好缓慢上升到圆筒和的连接处，且对连接处无挤压，求此时的温度。 8．如图甲所示，绝热气缸A与导热气B开口正对，其横截面积之比为1∶2，两气缸均固定于水平地面，由刚性杆迹接的绝热活塞与两气缸间均无摩擦。两个气缸内都装有处于平衡状态的理想气体，且都不漏气。开始时体