广东省2023届高考物理二轮专题练习：热学情境问题卷

明德外语实验学校 热学 情境问题卷 1.某同学用喝完的饮料罐，制作一个简易气温计。如图所示，在这个空的铝制饮料罐中插入一根粗细均匀的透明吸管，接口处用蜡密封。吸管中引入一段长度可忽略的油柱，在吸管上标上温度刻度值。罐内气体可视为理想气体，外界大气压不变，以下说法中正确的有（ ） A. 吸管上的温度刻度值左小右大 B. 吸管上的温度刻度分布不均匀 C. 气温升高时，罐内气体增加的内能大于吸收的热量 D. 在完全失重的环境下，这个气温计仍可使用 E. 随着气温升高，单位时间内，罐内壁单位面积上受到气体分子撞击的次数减小 2.. 验证大气压强存在的实验中，将有开口的易拉罐加热后倒置浸入浅水盆中，易拉罐会变瘪。某同学进行了一次实验：已知易拉罐容积为，初状态罐内气体压强等于大气压、气体温度为。将该易拉罐倒置浸入浅水盆，罐内气体温度在极短时间内降为，同时有的水流入罐内，若内外压强差大于，该款易拉罐会变瘪，请通过计算说明该同学这次实验能否让易拉罐变瘪。 3.趣味运动“充气碰碰球”如图所示，用完全封闭的薄膜充气膨胀成型，人钻入洞中，进行碰撞游戏。充气之后碰碰球内气体体积为，压强为。碰撞时气体最大压缩量为（不考虑碰撞时气体温度变化），外界大气压。求 (ⅰ)压缩量最大时，球内气体的压强； (ⅱ)为保障游戏安全，球内气体压强不能超过。那么，在早晨17℃环境下充完气的碰碰球（），是否可以安全地在中午37℃的环境下游戏碰撞，请通过计算判断（忽略升温引起的球内容积变化） 4． 根据国家标准化管理委员会批准的《乘用车轮胎气压监测系统的性能要求和试验方法》相关规定，现在所有在产乘用车强制安装TPMS(胎压监测系统)。驾驶员在开车前发现其中一条轮胎内的压强为150 kPa，此时环境温度为27 ℃，为保证行车安全，驾驶员对其充气。已知轮胎容积为22 L，该型号汽车正常行驶时胎压需达到250 kPa，轮胎内温度为57 ℃，气体被充入前的压强为大气压强p0＝1.0×105Pa，温度与环境温度相同，不考虑轮胎容积的变化，求被充入的气体在充入前的体积。 5. 热气球是一个比空气轻，上半部是一个大气球状，下半部是吊篮的飞行器，它是靠加热气球内部空气排除部分气体而获得上升动力的装置，可用于航空体育、摄影、旅游等重要活动。现外界气体温度是15 ℃，密度为1.2 kg/m3，气球内、外气压相等，要用容积1000 m3的气球吊起200 kg的重物。则： (1)应至少减少多少气体的质量？ (2)必须把气球内的空气温度加热到多少摄氏度才能达到目的？(取g＝10 m/s2) 6．(2021·辽宁高考)如图a所示，“系留气球”是一种用缆绳固定于地面、高度可控的氦气球，作为一种长期留空平台，具有广泛用途。 图b为某一“系留气球”的简化模型图：主、副气囊通过无漏气、无摩擦的活塞分隔，主气囊内封闭有一定质量的氦气(可视为理想气体)，副气囊与大气连通。轻弹簧右端固定、左端与活塞连接。 当气球在地面达到平衡时，活塞与左挡板刚好接触，弹簧处于原长状态。在气球升空过程中，大气压强逐渐减小，弹簧被缓慢压缩。当气球上升至目标高度时，活塞与右挡板刚好接触，氦气体积变为地面时的1.5倍，此时活塞两侧气体压强差为地面大气压强的。已知地面大气压强p0＝1.0×105 Pa、温度T0＝300 K，弹簧始终处于弹性限度内，活塞厚度忽略不计。 (1)设气球升空过程中氦气温度不变，求目标高度处的大气压强p； (2)气球在目标高度处驻留期间，设该处大气压强不变。气球内外温度达到平衡时，弹簧压缩量为左、右挡板间距离的。求气球驻留处的大气温度T。 7（2021·广东·蛇口育才中学模拟预测）汽车轮胎的气压是影响汽车节油和行驶安全的重要因素，汽车在高速公路上高速行驶时，车胎因反复形变而升温，车胎内气压随之升高。某品牌的汽车轮胎说明书上标有“最大胎压 3atm”。该车在高速公路以 120km/h 的速度行驶时，车胎内的气体温度可达 70℃。空气注入车胎后，其质量不变，忽略车胎因温度变化而发生的体积变化。1atm=1.0×105Pa，g取 10m/s2 （1） 为保证汽车在最高限速 120km/h 的高速公路上安全行驶，则在 30℃的气温下，汽车出发前给车胎充气的气压上限是多少 Pa？（结果保留两位小数） （2）该汽车轮胎的容积是 2.5×10-2m3，轮胎原有 1 .25atm 的空气。在向轮胎内充气过程中，要满足（1）问中的胎压条件，应向轮胎里打进 1atm 的空气的体积是多少？（保持 30℃不变） 8（2021·广东·湛江二十一中高三阶段练习）一个空的导热良好的储物罐，在压强为1.0×105Pa、温度为23°C的环境中将其密封好，此时罐内气体的体积为1L。将其放进温度为-3°C的冰箱冷藏室，冷藏室内压强与外界相同，经过