物理竞赛-热学专题（于万堂）

热学专题

1.如图为医院为病人输液的部分装置，图中A为输液瓶，B为滴壶，C为进气管，与大气相通.则在输液过程中（瓶A中尚有液体），下列说法正确的是( )

①瓶A中上方气体的压强随液面的下降而增大；②瓶A中液面下

C 降，但A中上方气体的压强不变；③滴壶B中的气体压强随A中液面的下降而减小；④在瓶中药液输完以前，滴壶B中的气体压强保持不变 （ ）

A.①③ B.①④ C.②③ D.②④

2.长直均匀玻璃管内用水银柱封闭一定质量的空气后倒插入水银槽内。静止时露出水银槽面的水银柱高为h，保持温度不变，稍向上提玻璃管（管口仍在槽内水银面下），封闭在管内的空气的体积V和压强p以及水银柱高h各如何变化？

A B h

3.当质量一定的气体保持体积不变时，气体的压强 p 与热力学温度 T 之间存在着正比关系，如图（ a ）所示．在图（ b ）所示的 u 形管中装有水银，左右两部分都密封着空气，两水银面的高度差为 h ，把水银管浸没在热水中，则高度差 h 将_____ （选填“增大”、“减小”或“不变” ) ，请你运用气体的等容线（即p一 T 图象）写出判断的过程．

4.一个质量为m。管口截面为S的薄壁长玻璃管内灌满密度为p的水银，现把它竖直倒插在水银槽中，再慢慢向上提起，直到玻璃管口刚与槽中的水银面接触。这时，玻璃管内水银高度为H，现将管的封闭端挂在天平另一个盘的挂钩上，而在天平另一个盘中放砝码，如图1。要使天平平衡，则所加砝码质量等于（ ）。

5.在湖中固定一细长圆管(两滞均开口)，管内有一活塞，其下端位于水面上。已知圆管竖直放置，活塞底面积S=1厘米2，质量不计，水面的大气压强p0为1.01×105帕。现将活塞缓缓地提高H=15米。则拉力对活塞所做的功应为______________焦。

1

6.如图为竖直放置的上细下粗的密闭细管，水银柱将气体分隔成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?VA、?VB，

压强变化量为?pA、?pB，对液面压力的变化量为?FA、?FB，则 （ ）

A．水银柱向上移动了一段距离 C．?pA＞?pB

B．?VA＜?VB D．?FA＝?FB

7.A、B两装置，均由一支一端封闭，一端开口且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成，除玻璃泡在管上的位置不同外，其他条件都相同。将两管抽成真空后，开口向下竖直插入水银槽中（插入过程没有空气进入管内），水银柱上升至图示位置停止。假设这一

过程水银与外界没有热交换，则下列说法正确的是 ( )

A．A中水银的内能增量大于B中水银的内能增量 B．B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量 C．A和B中水银体积保持不变，故内能增量相同 D．A和B中水银温度始终相同，故内能增量相同

8.如图所示，两个相通的容器P、Q间装有阀门K、P中充满气体，Q为真空，整个系统与外界没有热交换.打开阀门K后，P中的气体进入Q中，最终达到平衡，则( )

A.气体体积膨胀，内能增加 B.气体分子势能减少，内能增加 C.气体分子势能增加，压强可能不变 D.Q中气体不可能自发地全部退回到P中

A

B

9.用如图所示的实验装置来研究气体等体积变化的规律。 A、B管下端由软管相连，注入一定量的水银，烧瓶中封有一定量的理想气体，开始时A、B两管中水银面一样高，那么为了

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保持瓶中气体体积不变 （ ）

A．将烧瓶浸入热水中时，应将A管向上移动. B．将烧瓶浸入热水中时，应将A管向下移动. C．将烧瓶浸入冰水中时，应将A管向上移动. D．将烧瓶浸入冰水中时，应将A管向下移动.

B 软管 A

10.如图所示，将一空的薄金属圆筒开口向下压入水中，设水温均匀且恒定，且筒内空气无泄漏，不计空气分子间的相互作用，则被淹没的金属筒在缓慢下降过程中，发现筒内空气体积在不断减小，则下面说法中正确是：

A.筒内空气的压强在增大 B.筒内空气的温度在升高 C.筒内空气向外界放热 D.筒内空气的内能减小

11.如图所示，竖直放置的弯曲管ABCD，A管接一密闭球形容器，内有一定质量的气体，B管开口，水银柱将两部分气体封闭，各管形成的液面高度差分别为h1、h2和h3．外界大气压强为H0(cmHg)．后来在B管开口端注入一些水银，则 （ ）

A、注入水银前A内气体的压强为H0+ h1+ h3 B、注入水银后h1增大h3减小，A管内气体的压强可能不变

C、注入水银后C、D管内气体的体积一定减小 D、注入水银后液面高度差的变化量△h2＞△h3

DC

12.左端封闭，右端开口粗细均匀的U形玻璃管，倒置时如图16所示，用水银柱封闭住两段空气柱Ⅰ，Ⅱ，且两空气柱长度与它们之间的水银柱长度相等均为l，左段空气柱Ⅰ底面与右段水银面在同一水平面上。若将此管保持竖直状态而作自由落体运动，则与静止时相比( )

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(A)空气柱Ⅰ长度将增大 (B)空气柱总长度将减少 (C)左管中下段水银柱将位置不变 (D)右管中水银面将下降

13.如图，在大气中有一水平放置的固定圆筒，它由a、b和c三个粗细不同的部分连接而成，各部分的横截面积分别为2S、

1S和S。已知大气压强为p0，温度为T0.两活塞A和B用一2根长为4l的不可伸长的轻线相连，把温度为T0的空气密封在两活塞之间，此时两活塞的位置如图所示。现对被密封的气体加热，使其温度缓慢上升到T。若活塞与圆筒壁之间的摩擦可忽略，此时两活塞之间气体的压强可能为多少？

a b A l 2l c B

l 14.如图所示，两个可导热的气缸竖直放置，它们的底部都由一细管连通（忽略细管的容积）。两气缸各有一个活塞，质量分别为m1和m2，活塞与气缸无摩擦。活塞的下方为理想气体，上方为真空。当气体处于平衡状态时，两活塞位于同一高度h。（已知m1＝3m，m2＝2m）

⑴在两活塞上同时各放一质量为m的物块，求气体再次达到平衡后两活塞的高度差（假定环境温度始终保持为T0）。

⑵在达到上一问的终态后，环境温度由T0缓慢上升到T，试问在这个过程中，气体

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对活塞做了多少功？气体是吸收还是放出了热量？（假定在气体状态变化过程中，两物块均不会碰到气缸顶部）。

m1 m2

h

15.由两个传热性能良好的直径不同的圆筒组成的装置如图23所示，在两个圆筒内各有一个活塞，其横截面积分别为SA=10cm2、SB=4cm2，它们之间用一硬质轻细杆相连，两活塞均可在圆筒中无摩擦地运动且不漏气．用销子M把B锁住，打开阀门S，使容器和大气相通，随后关闭S，此时气温为23℃，容器中气体体积为300cm3．当气温升高到27℃且保持不变后，把销子M拨去．设大气压始终为105Pa，容器内温度始终与外界相同．求： (1)拔去销子M后，欲使A、B活塞仍处于静止状态，应对A活塞施加作用力的大小和方向．

(2)若不施加作用力，活塞在各自圆筒范围内运动一段多大的位移后，速度达到最大值．

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