1、计算题 如图,一质量不计,可上下自由移动的活塞将圆筒分为上下两室,两室中分别封闭有理想气体,筒的侧壁为绝缘体,上底N,下底M及活塞D均为导体并按图连接,活塞面积
。在电键K断开时,两室中气体压强均为
,ND间距
,DM间距
,将变阻器的滑片P滑到左端B,闭合电键后,活塞D与下底M分别带有等量异种电荷,并各自产生匀强电场,在电场力作用下活塞D发生移动。稳定后,ND间距
,DM间距
,活塞D所带电量的绝对值
(式中E为D与M所带电荷产生的合场强,常量
)。求:
(1)两室中气体的压强(设活塞移动前后气体温度保持不变);
(2)活塞受到的电场力大小F;
(3)M所带电荷产生的场强大小
和电源电压U;
(4)使滑片P缓慢地由B向A滑动,活塞如何运动,并说明理由。

参考答案:解:(1)
,解得
,解得
(2)根据活塞受力的平衡,
(3)因为E为D与M所带电荷产生的合场强,
是M所带电荷产生的场强大小,所以E=2
,所以
,所以
=
,得
。电源电压
(4)因
减小,
减小,向下的力
减小,
增大,
增大,向上的力
增大,所以活塞向上移动
本题解析:
本题难度:困难
2、计算题 (9分)如图所示,两个截面积均为S的圆柱形容器,左右两边容器高均为
,右边容器上端封闭,左边容器上端是一个可以在容器内无摩擦滑动的轻活塞(重力不计),两容器由装有阀门的极细管道(体积忽略不计)相连通。开始时阀门关闭,左边容器中装有热力学温度为
的理想气体,平衡时活塞到容器底的距离为
,右边容器内为真空。现将阀门缓慢打开,活塞便缓慢下降,直至系统达到平衡,此时被封闭气体的热力学温度为T,且
>
。求此过程中外界对气体所做的功。(已知大气压强为P0)

参考答案:
本题解析:打开阀门后,气体通过细管进入右边容器,活塞缓慢向下移动,气体作用于活塞的压强仍为
。活塞对气体的压强也是
。设达到平衡时活塞的高度为
,气体的温度为
,根据理想气体状态方程得:
(3分)
解得:
(3分)
(3分)
考点:理想气体状态方程
本题难度:一般
3、选择题 一只断灯丝的灯泡,摇动灯泡,使灯丝接好后使用,要比原来亮一些,这是因为灯丝的
A.电阻变小
B.电阻变大
C.电阻率减小
D.电阻率增大
参考答案:A
本题解析:
本题难度:简单
4、计算题 若一条鱼儿正在水下10m处戏水,吐出的一个体积为1cm3的气泡.气泡内的气体视为理想气体,且气体质量保持不变,大气压强为P0=1.0×105Pa,g=10m/s2,湖水温度保持不变.
①气泡在上升的过程中,气体吸热还是放热?请简述理由。
②气泡到达湖面时的体积多大?
参考答案:① 吸热 ②2cm3
本题解析:① 吸热(1分),气泡上升的过程中体积增大,对外做功,由于保持温度不变,故内能不变,由热力学第一定律可得,气泡需要吸热(2分)。
②气泡初始时的压强P1= P0+ρgh=2.0×105Pa (2分)
气泡浮到水面上的气压P1= P0=1.0×105Pa
由气体的等温变化可知,P1V1= P2V2 (2分)
带入数据可得:V2=2cm3 (1分)
考点:热力学第一定律,气体实验定律
本题难度:一般
5、计算题 如图所示,在固定的气缸A和B中分别用活塞封闭一定质量的理想气体,活塞面积之比为SA:SB =? 1:2.两活塞以穿过B的底部的刚性细杆相连,可沿水平方向无摩擦滑动.两个气缸都不漏气.初始时,A、B中气体的体积皆为V0,温度皆为T0=300K.A中气体压强pA=1.5p0,p0是气缸外的大气压强.现对A加热,使其中气体的压强升到
,同时保持B中气体的温度不变.求此时A中气体温度TA .

参考答案:500K
本题解析:加热前,活塞平衡时,由平衡条件得:
加热后,活塞再次平衡时,由平衡条件得:
由已知条件知:
对B中气体初、末态温度相等,设末态体积为VB,由玻意耳定律得:
对A中气体,设末态的体积为VA,由理想气体状态方程得:
又因两活塞移动的距离相等,故有
以上各式联立解得:
,
,
,
,
本题难度:一般