专题14 活塞模型-预测2021届高考物理解码尖子生培养方案点对点突破题集

专题14 活塞模型-预测2021届高考物理解码尖子生培养方案点对点突破题集 1．如图所示，一向右开口的汽缸放置在水平地面上，活塞可无摩擦移动且不漏气，汽缸中间位置有小挡板。初始时，外界大气压为，活塞紧压小挡板处，现缓慢升高缸内气体温度，则下列图象能正确反应缸内气体压强变化情况的是（　　） A． B． C． D． 2．如图所示，可自由移动的活塞将密闭的气缸分为体积相等的上下两部分A和B．初始状态时，A、B中气体的温度都是800K，B中气体的压强为，活塞质量，气缸内横截面积，气缸和活塞都是由绝热的材料制成。现保持B中气体温度不变，设法缓慢降低A中气体的温度，使A中气体体积变为原来的，若不计活塞与气缸壁之间的摩擦，g取10，求降温后A中气体的温度。 3．汽缸质量为M，活塞质量为m、截面积为S，内部卦闭一定质量的理想气体。先将汽缸静置在水平面上，气体高度为L1；后保持温度不变将汽缸悬挂在天花板上，气体高度为L2；再保持悬挂状态改变气体温度T1，当气体温度达到T2时，其高度再回到L1。已知大气压强为P0，重力加速度为g。不计活塞与汽缸间的摩擦。求（用M、m、S、P0、T1、g表示）： (1)气体高度L1和L2的比值； (2)气体温度T2的表达式； (3)在T-V图中画出气体变体情况。 4．如图所示，竖直放置在水平面上的汽缸，其中缸体质量M＝10kg，活塞质量m＝5kg，横截面积S＝2×10－3m2，活塞上部的汽缸里封闭一部分理想气体，下部有气孔a与外界相通，大气压强p0＝1.0×105Pa，活塞的下端与劲度系数为k＝2×103N/m的弹簧相连。当汽缸内气体温度为127oC时，弹簧的弹力恰好为零，此时缸内气柱长为L＝20cm。求：当缸内气体温度升高到多少度时，汽缸对地面的压力为零？（g取10m/s2，活塞不漏气且与汽缸壁无摩擦） 5．如图所示，开口向上竖直放置的横截面积为10cm2的汽缸内有a、b两个质量忽略不计的活塞，两个活塞把汽缸内的气体分割为两个独立的部分A和B，A的长度为30cm，B的长度是A长度的一半，汽缸和b活塞都是绝热的，活塞a导热性能良好，与活塞b和汽缸底部相连的轻弹簧劲度系数为100N/m，B部分下端有与电源相连的电热丝。初始状态A、B两部分气体的温度均为27oC，弹簧处于原长，活塞a刚好与汽缸口相齐平，开关S断开。若在活塞a上放上一个2kg的重物，则活塞a下降一段距离后静止（已知外界大气压强为p0＝1×105Pa，重力加速度取g＝10m/s2）。求： (1)稳定后A部分气柱的长度； (2)合上开关S，对气体B进行加热，可以使a上升再次与汽缸口齐平，则此时气体B的温度为多少？ 6.(2017·全国卷Ⅰ)如图，容积均为V的汽缸A、B下端有细管(容积可忽略)连通，阀门K2位于细管的中部，A、B的顶部各有一阀门K1、K3；B中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略)。初始时，三个阀门均打开，活塞在B的底部；关闭K2、K3，通过K1给汽缸充气，使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1。已知室温为27 ℃，汽缸导热。 (1)打开K2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强； (2)接着打开K3，求稳定时活塞的位置； (3)再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20 ℃，求此时活塞下方气体的压强。 7.(2019·烟台模拟)如图所示，汽缸放置在水平平台上，活塞质量为10 kg，横截面积为50 cm2，厚度为1 cm，汽缸全长为21 cm，大气压强为1.0×105 Pa，当温度为7 ℃时，活塞封闭的气柱长10 cm，若将汽缸倒过来放置时，活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通。(g取10 m/s2，不计活塞与汽缸之间的摩擦，计算结果保留三位有效数字) (1)将汽缸倒过来放置，若温度上升到27 ℃，求此时气柱的长度； (2)汽缸倒过来放置后，若逐渐升高温度，发现活塞刚好接触平台，求此时气体的温度。 8.　(2019·开封模拟)某物理社团受“蛟龙号”载人潜水器的启发，设计了一个测定水深的深度计。如图，导热性能良好的汽缸Ⅰ、Ⅱ内径相同，长度均为L，内部分别有轻质薄活塞A、B，活塞密封性良好且可无摩擦左右滑动，汽缸Ⅰ左端开口。外界大气压强为p0，汽缸Ⅰ内通过活塞A封有压强为p0的气体，汽缸Ⅱ内通过活塞B封有压强为2p0的气体，一细管连通两汽缸，初始状态A、B均位于汽缸最左端。该装置放入水下后，通过A向右移动的距离可测定水的深度。已知p0相当于10 m高的水产生的压强，不计水温变化，被封闭气体视为理想气体，求： (1)当A向右移动时，水的深度h； (2)该深度计能测量的最大水深hm。 9.(2019·漳州调研)如图，横截面积为S的汽缸导热良好、内壁光滑，汽缸上端开口，底端有一阀门K连接进气口。原长2l、劲度系数k＝的轻弹簧一端固定在汽缸底部