高中物理热力学第一定律计算题

如图所示，一竖直放置的绝热气缸，内壁竖直， 顶部水平，并且顶部安装有体积可以忽略的电热丝，在气缸内通过绝热活塞封闭着一定质量的气体，气体的温度为T₀，绝热活塞的质量为m，横截面积为S₀。若通过电热丝缓慢加热，使得绝热活塞由与气缸底部相距h的位置下滑至2h的位置，此过程中电热丝放出的热量为Q，已知外界大气压强为p₀，重力加速度为g，并且可以忽略活塞与气缸壁之间的摩擦和气体分子之间的相互作用，求：

（i）在活塞下滑过程中，缸内气体温度的增加量△T；
（ii）在活塞下滑过程中，缸内气体内能的增加量△U。

如图所示，用一重量为500N的活塞在气缸内封闭一定质量理想气体，活塞与气缸壁间摩擦忽略不计，开始时活塞距气缸底高度h₁="0.50" m。给气缸加热，活塞缓慢上升到距离气缸底h₂ ="0.80" m处，同时缸内气体吸收Q ="450" J的热量。已知活塞横截面积S = 5.0×10^-3 m²，大气压强p₀ =1.0×10⁵ Pa。求：
①缸内气体对活塞所做的功W；
②此过程中缸内气体增加的内能ΔU。

如图所示，一定质量的理想气体从状态A经等压过程到状态B.此过程中，气体压强p＝1.0×10⁵ Pa，吸收的热量Q＝7.0×10² J，求此过程中气体内能的增量．

一定量的气体内能增加了.①若吸收了的热量，则是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做了多少焦耳的功？②若气体对外界做了的功，则是气体放热还是从外界吸热？放出或吸收的热量是多少？

一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其状态变化过程的图象如图所示，已知该气体在状态A时的温度为．则：

①该气体在状态B、C时的温度分别为多少℃？ ②该气体从状态A到状态C的过程中内能的变化量是多大？

某学校科技兴趣小组，利用废旧物品制作了一个简易气温计：在一个空葡萄酒中插入一根两端开口的玻璃管，玻璃管内有一段长度可忽略的水银柱，接口处用蜡密封，将酒瓶水平放置，如题10图所示．已知：该装置密封气体的体积为480cm³，玻璃管内部横截面积为0.4cm²，瓶口外的有效长度为48cm．当气温为7ºC时，水银柱刚好处在瓶口位置．

①求该气温计能测量的最高气温．
②假设水银柱从瓶口处缓慢移动到最右端的过程中，密封气体从外界吸收3J热量，问:在这一过程中该气体的内能如何变化？变化了多少？(已知大气压为1×l0⁵Pa)

一定质量的理想气体体积V与热力学温度T的关系图象如图所示，气体在状态A时的压强p₀=1.0×10⁵Pa，线段AB与V轴平行。

①求状态B时的压强为多大？
②气体从状态A变化到状态B过程中，对外界做的功为10J，求该过程中气体吸收的热量为多少？

如图所示，圆柱形气缸开口向上竖直放置在水平面上，气缸足够长，内截面面积为S。一厚度不计、质量为m=的活塞封住一定量的理想气体，温度为T_o时缸内气体体积为V_o，先在活塞上缓慢放上质量为3m的砂子，然后将缸内气体温度缓慢升高到2T_o。大气压强为P_o，求：

①最后缸内气体的体积；
②在右图中做出缸内气体状态变化的p－V图象。

【选修3-3】如图，一定质量的理想气体从状态A经等容过程变化到状态B，此过程中气体吸收的热量，求：

①该气体在状态A时的压强；
②该气体从状态A到状态B过程中内能的增量。

如图所示，有一质量为m，带电荷量为＋q的小球(可视为质点)，自竖直向下、场强为E的匀强电场中的P点静止下落．在距离P点正下方h处有一弹性绝缘挡板S(挡板不影响匀强电场的分布)，小球每次与挡板S相碰后电荷量均减少到碰前的(k>1)，而碰撞过程中小球的机械能不发生损失．

（1）设匀强电场中，挡板S处电势φ_s＝0，则电场中P点的电势φ_p为多少？小球在P点时的电势能Ep为多少？
（2）小球从P点出发后到第一次反弹到最高点的过程中电场力对小球做了多少功？
（3）求在以后的运动过程中，小球距离挡板的最大距离L.

【选修3-3】如题10图所示，活塞将一定质量的理想气体封闭在圆柱形气缸内，活塞与气缸之间无摩擦，先将气缸放在的冰水混合物中气体达到平衡状态，测得气体的体积为，然后将气缸从冰水混合物中移出后，在室温（）中达到平衡状态，外界大气压强保持不变．求：

①气缸内气体在平衡状态的体积；
②气缸内气体从状态到状态过程是从外界吸热还是向外界放热？

（1）下列说法正确的是（   ）
A．晶体熔化时吸收热量，分子平均动能一定增大   
B．布朗运动的无规则性反映了液体分子运动的无规则性
C．产生表面张力的原因是表面层内液体分子间斥力大于引力
D．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大
（2）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C．其状态变化过程的p-V图象如图所示．已知该气体在状态A时的温度为27℃．求：

①该气体在状态C时的温度是多少?
②该气体从状态A到状态C的过程中是吸热还是放热?传递的热量是多少?

（1）如图1所示气缸内密封的气体（可视为理想气体），在等压膨胀过程中，下列关于气体说法正确的是

A．气体内能可能减少

B．气体会向外界放热

C．气体吸收热量大于对外界所做的功

D．气体平均动能将减小

（2）一定质量的理想气体，由状态A经过等压变化到状态B，再经过等温变化到状态C，如图2所示，已知气体在状态A的温度=300K。求气体在状态B的温度和在状态C的体积。

一定质量的理想气体经历如图所示的A→B、B→C、C→A三个变化过程，设气体在状态A、B时的温度分别为和，已知，求：

（1）；
（2）若气体从C→A的过程中做功为100J，同时吸热250J，则此过程中气体内能怎么改变？变化了多少？

如图所示，用轻质活塞在气缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与气缸壁之间的摩擦忽略不计，开始时活塞距气缸底高度h₁ =0.50m。给气缸加热，活塞缓慢上升到距离气缸底h₂ ="0.80" m处，同时缸内气体吸收Q ="450" J的热量。已知活塞横截面积S =5.0×10^-3 m²，大气压强p₀ =1.0×10⁵ Pa。求：

（1）缸内气体对活塞所做的功W；
（2）此过程中缸内气体增加的内能ΔU。