3-3计算综合练习题 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综合计算练习题 1．如图所示，竖直放置的汽缸内有一个质量m=6.8kg、横截面积S=0.01m2的活塞，活塞可在汽缸内无摩擦滑动。汽缸侧壁有一个小孔与装有水银的U形玻璃管相通，汽缸内封闭了一段高为80cm的气柱（U形管内的气体体积不计）。已知此时缸内气体温度为27℃，大气压强Pa，水银的密度，重力加速度g取10m/s2。 (1)求此时汽缸内气体的压强； (2)若汽缸内气体温度缓慢升到87，此过程气体吸收了350J的热量，求汽缸内气体内能的变化； (3)若汽缸内气体温度升到87后保持不变，在活塞上缓慢添加沙粒，使活塞回到原来位置，求最终U形管内水银面的高度差。 2．如图所示为一均匀薄壁U形管，左管上端封闭，右管上端开口且足够长，管的横截面积为S，内装有密度为?的液体。右管内有一质量为m的活塞与管壁间无摩擦且不漏气，活塞与管内液体在左、右管内密封了两段空气柱（可视为理想气体）。温度为T0时，左、右管内液面等高，两管内空气柱长度均为L，现使左、右两管温度同时缓慢升高，求温度升高到多少时两管液面高度差为L?（已知大气压强为P0，重力加速度为g） 3．如图所示，一固定水平汽缸，由一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中由一细管（容积及长度可忽略）连通，两筒中各有一个活塞，大活塞横截面积S1=60cm2，小活塞横截面积S2=20cm2；两活塞用细绳连接。绳长L=20cm，汽缸外大气的压强为p0=1.00×105Pa，温度T=350K，初始时两活塞均静止在与汽缸底部等距离处，绳刚好伸直。两活塞间封装气体温度为T1=200K，忽略两活塞与汽缸间摩擦，不漏气。现使汽缸内气体温度缓慢升高，求： （1）当温度上升至280K时，缸内气体体积V； （2）当温度上升至350K时，绳拉力T的大小。 4．如图所示，一长方形气缸的中间位置卡有一隔板，此隔板将气缸内的理想气体分为A、B两部分，气缸壁导热，环境温度为27 ℃，已知A部分气体的压强为pA = 2×105 Pa，B部分气体的压强为pB = 1.5×104 Pa，，如果把隔板的卡子松开，隔板可以在气缸内无摩擦地移动。 (1)松开卡子后隔板达到稳定时，求A、B两部分气体的体积之比； (2)如果把B部分气体全部抽出，同时将隔板迅速抽出，使A部分气体发生自由膨胀，自由膨胀完成的瞬间气缸内的压强变为p = 9×104 Pa，则自由膨胀完成的瞬间气缸内与外界还没有达到热平衡前的温度是多少摄氏度。 5．一竖直放置、缸壁光滑且导热的柱形气缸内盛有一定量的氮气，被活塞分隔成Ⅰ、Ⅱ两部分；已知活塞的质量为m，活塞面积为S，达到平衡时，这两部分气体的体积相等，如图（a）所示；为了求出此时上部气体的压强p10，将气缸缓慢倒置，再次达到平衡时，上下两部分气体的体积之比为3:1，如图（b）所示．设外界温度不变，重力加速度大小为g，求：图（a）中上部气体的压强p10 6．如图所示，A、B两个圆柱形气缸中间连通，B气缸正中间有一光滑活塞，用轻弹簧与气缸右侧壁连接，已知A气缸长度为d，横截面积为S，B气缸的横截面积和长度均为A的2倍。最初两气缸内气体压强均为p0、温度均为T0，活塞密闭且厚度不计，弹簧处于原长状态；现用电阻丝缓慢加热活塞右侧的气体，使气体温度升至4T0，此时活塞刚好到达B气缸的左端（即活塞与B气缸左侧紧密接触但无弹力，接触部分之间无气体），此过程中因A气缸壁导热良好，活塞左侧气体的温度保持不变，求此时： (1)活塞左侧气体的压强； (2)弹簧劲度系数。 7．我国是世界上开发利用地下水资源最早的国家之一，浙江余姚河姆渡古文化遗址水井，其年代距今约5700年。压水井可以将地下水引到地面上，如图所示，活塞和阀门都只能单向打开，提压把手可使活塞上下移动，使得空气只能往上走而不往下走。活塞往上移动时，阀门开启，可将直管中的空气抽到阀门上面；活塞向下移动时，阀门关闭，空气从活塞处溢出，如此循环，地下水就在大气压的作用下通过直管被抽上来了。阀门下方的直管末端在地下水位线之下，地下水位线距离阀门的高度h = 8m，直管截面积S = 0.002m2，现通过提压把手，使直管中水位缓慢上升4m。已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3，外界大气压强p0 = 1.0×105Pa，重力加速度g = 10m/s2，直管中的气体可视为理想气