【物理】2020届一轮复习人教版　热学与力学综合性问题课时作业

【物理】2020届一轮复习人教版　热学与力学综合性问题课时作业

‎2020届一轮复习人教版 　热学与力学综合性问题 课时作业 一、单项选择题 ‎1.如图所示,质量为m0、导热性能良好的汽缸由一根平行于斜面的细线系在光滑斜面上。汽缸内有一个质量为m的活塞,活塞与汽缸壁之间无摩擦且不漏气。汽缸内密封有一定质量的理想气体。如果大气压强增大,温度不变,则(　　)‎ A.气体的体积增大 B.细线的拉力不变 C.气体的压强减小 D.斜面对汽缸的支持力增大 ‎2.如图所示,两端开口的均匀玻璃管竖直插入水银槽中,管中有一段水银柱h1封闭一定质量的气体,这时管下端开口处内、外水银面高度差为h2,若保持环境温度不变,当外界压强增大时,下列分析正确的是(　　)‎ A.h2变长 B.h2变短 C.h1上升 D.h1下降 二、多项选择题 ‎3.如图所示,一根竖直的弹簧支持着一倒立的汽缸的活塞,使汽缸悬空而静止。设活塞与汽缸间无摩擦且可以在缸内自由移动,缸壁导热性能良好使缸内气体总能与外界大气温度相同,则下述结论正确的是 (　　)‎ A.若外界大气压增大,则弹簧将压缩一些 B.若外界大气压增大,则汽缸上底面距地面的高度将减小 C.若气温升高,则汽缸上底面距地面的高度将减小 D.若气温升高,则汽缸上底面距地面的高度将增大 ‎4.右图为竖直放置的上细下粗密闭细管,水银柱将气体分隔为A、B两部分,初始温度相同,使A、B升高相同温度达到稳定后,体积变化量为ΔVA、ΔVB,压强变化量为ΔpA、ΔpB,对液面压力的变化量为ΔFA、ΔFB,则(　　)‎ A.水银柱向上移动了一段距离 B.ΔVA<ΔVB C.ΔpA>ΔpB D.ΔFA=ΔFB 三、非选择题 ‎5.(2018·河北衡水冀州模拟)如图甲所示,横截面积为S、质量为m0的活塞在汽缸内封闭着一定质量的理想气体,现对缸内气体缓慢加热,使其温度从T1升高了ΔT,气柱的高度增加了Δl,吸收的热量为Q。不计汽缸与活塞的摩擦,外界大气压强为p0,重力加速度为g。求:‎ ‎(1)此加热过程中气体内能增加了多少?‎ ‎(2)若保持缸内气体温度不变,再在活塞上放一砝码,如图乙所示,使缸内气体的体积又恢复到初始状态,则所放砝码的质量为多少?‎ ‎6.(2017·全国Ⅱ卷)一热气球体积为V,内部充有温度为Ta的热空气,气球外冷空气的温度为Tb。已知空气在标准大气压、温度T0时的密度为ρ0,该气球内、外的气压始终都为标准大气压,重力加速度大小为g。‎ ‎(1)求该热气球所受浮力的大小;‎ ‎(2)求该热气球内空气所受的重力;‎ ‎(3)设充气前热气球的质量为m0,求充气后它还能托起的最大质量。‎ 考点规范练61　热学与力学综合性问题 ‎1.B　解析 如果大气压强增大,温度不变,外界大气压对气体做功,气体的体积减小,压强增大,选项A、C错误;对活塞和汽缸整体分析受力,由平衡条件可知,细线的拉力不变,斜面对汽缸的支持力不变,选项B正确,D错误。‎ ‎2.D　解析 被封闭气体的压强p=p0+ρ水银gh1=p0+ρ水银gh2,故h1=h2,随着大气压强的增大,被封闭气体压强也增大,由玻意耳定律知气体的体积减小,空气柱长度变短,但h1、h2长度不变,h1液柱下降,D项正确。‎ ‎3.BD　解析 弹簧的弹力等于汽缸的重力,汽缸的重力不变,所以不会进一步压缩。外界压强增大,气体体积减小,所以汽缸上底面下移;温度升高,而气体压强不变,所以体积增大,汽缸上底面上移。‎ ‎4.AC　解析 假设水银柱不动,两气体发生等容变化,根据查理定律,有,其中p0、T0表示初始的压强和温度,初始压强pA>pB,则ΔpA>ΔpB,这说明水银柱向上移动了一段距离,A、C两项正确;由于细管中水银体积不变,故ΔVA=ΔVB,B项错误;ΔFA=ΔpASA>ΔFB=ΔpBSB,D项错误。‎ ‎5.解析 (1)设缸内气体的温度为T1时压强为p1,活塞受重力、大气压力和缸内气体的压力作用而平衡,则有 m0g+p0S=p1S 气体膨胀对外界做功为W=p1SΔl 根据热力学第一定律有Q-W=ΔU 联立可得ΔU=Q-(p0S+m0g)Δl。‎ ‎(2)设所放砝码的质量为m,缸内气体的温度为T2时压强为p2,活塞和砝码整体受重力、大气压力和缸内气体的压力作用而平衡,则有 ‎(m0+m)g+p0S=p2S 根据查理定律有,又T2=T1+ΔT 联立可得:m=。‎ 答案 (1)Q-(p0S+m0g)Δl　(2)‎ ‎6.解析 (1)设标准大气压下质量为m的空气在温度为T0时的体积为V0,密度为 ρ0= ①‎ 在温度为T时的体积为VT,密度为 ρ(T)= ②‎ 由盖—吕萨克定律得 ③‎ 联立①②③式得ρ(T)=ρ0 ④‎ 气球所受到的浮力为F浮=ρ(Tb)gV ⑤‎ 联立④⑤式得F浮=Vgρ0。 ⑥‎ ‎(2)气球内热空气所受的重力为 G=ρ(Ta)Vg ⑦‎ 联立④⑦式得G=Vgρ0。 ⑧‎ ‎(3)设该气球还能托起的最大质量为m,由力的平衡条件得 mg=F浮-G-m0g ⑨‎ 联立⑥⑧⑨式得 m=Vρ0T0-m0。 ‎ 答案 (1)Vgρ0　(2)Vgρ0　(3)Vρ0T0-m0‎