专题03 热学版块大题综合-【冲刺双一流之大题必刷】备战2024年高考物理冲刺双一流之大题必刷满分冲刺（新高考湖南专用）

专题03 热学版块大题综合 一、解答题 1．（2023·湖南·校联考模拟预测）如图是一可以加热的饭盒，饭盒盖上有一排气口，且密封性良好，可将其简化成一导热的长方体容器，饭盒内部横截面积为S，质量、厚度均不计的饭盒盖与玻璃饭盒底部之间封闭了一定质量的理想气体，饭盒盖与玻璃饭盒底部之间的距离为L，且饭盒盖固定不动，气体的初始温度，初始压强为大气压强，现缓慢加热饭盒使气体温度达到330K。 （1）求此时封闭气体的压强； （2）打开排气口，设此过程中饭盒内气体温度不变，放出部分气体，使得饭盒内气体压强与外界大气压强相等，求排出气体与原有气体的质量比。    2．（2023·湖南岳阳·统考三模）如图所示，内壁光滑的圆筒固定在水平地面上，用横截面积的活塞A、B封闭一定质量的理想气体，其中活塞B与一端固定在竖直墙上、劲度系数k＝1000N/m的轻质弹簧相连，平衡时两活塞相距。已知外界大气压强，圆筒内气体温度为。 （1）若将两活塞锁定，然后将圆筒内气体温度升到，求此时圆筒内封闭气体的压强； （2）若保持圆筒内气体温度不变，然后对A施加一水平推力F＝500N，使其缓慢向左移动一段距离后再次平衡，求此过程中封闭气体的压强及活塞A移动的距离。（假设活塞B左端的圆筒足够长，弹簧始终在弹性限度内） 3．（2023·湖南益阳·安化县第二中学校考三模）如图甲，上端开口的导热汽缸放置在水平面上，质量为m、横截面积为S的活塞密封了一定质量的理想气体。当环境温度为时，活塞静止的位置与气缸底部距离为h，离缸口的距离为。已知重力加速度为g，活塞厚度及活塞与汽缸壁之间的摩擦不计，大气压强为。求： （1）若缓慢升高环境温度，使活塞刚好能移到缸口，求升高后的环境温度T； （2）若先在缸内壁紧贴活塞上表面固定一卡环（与活塞接触但没有作用力），如图乙，再缓慢升高环境温度到T，则升温后卡环对活塞的压力多大。 4．（2023·湖南常德·常德市一中校考模拟预测）如图所示，一导热性能良好的汽缸开口竖直向上静置在水平面上，缸口处固定有卡环（大小不计），卡环距汽缸底部的高度，质量、横截面积的光滑薄活塞下方封闭一定质量的理想气体，活塞上表面有一用竖直轻绳悬挂的重物，轻绳上端与固定的拉力传感器相连。当封闭气体的热力学温度时，活塞距汽缸底部的高度，重物对活塞恰好无压力；当封闭气体的热力学温度缓慢上升至时，传感器的示数恰好为零。已知大气压恒为，取重力加速度大小。求： （1）重物的质量M； （2）当封闭气体的热力学温度缓慢上升至时，封闭气体的压强p。    5．（2023·湖南长沙·长郡中学校考模拟预测）长郡中学某实验小组受酒店烟雾报警器原理启发，探究设计了气体报警装置，其原理如图所示。在竖直放置的圆柱形容器内用面积、质量的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，整个装置倒贴在水平天花板上，开始时房间的温度为，活塞与容器顶部的距离，环境温度升高时容器内气体温度也随之升高，在活塞下方处有一压力传感器制成的卡口，当传感器受到压力大于时，就会启动报警装置．已知大气压强为，重力加速度g取。计算结果均保留三位有效数字。 （1）触发报警装置的室温为多少？此过程中气体对外做功为多少？ （2）室内温度升高到刚触发报警装置的过程，气体吸收了的热量，则此过程气体的内能改变了多少？    6．（2023·湖南·模拟预测）如图所示，水平地面上放置一两端开口的绝热气缸，气缸内部横截面的面积为，两质量均为厚度可忽略不计的绝热活塞A和B之间封住一定质量的理想气体，A、B间装有一加热装置（图中未画出），将活塞B与气缸底部用一劲度系数为的轻弹簧竖直连接，平衡时，两活塞间的距离为。已知大气压强为，初始时气体的温度为，重力加速度大小为，两活塞A、B均可无摩擦地滑动但不会脱离气缸，且不漏气，不计加热装置的体积。 （1）启动加热装置，将气体的温度缓慢加热到，气体内能增加，求此过程中气体从加热装置吸收的热量； （2）如果不启动加热装置，保持气体温度为不变，把整个装置从某高处由静止释放，（下落过程始终保持气缸壁竖直，不计空气阻力，活塞A没有脱离气缸），落地前活塞与气缸已经处于稳定状态。求稳定时活塞A相对于气缸的位移为多少？    7．（2023·湖南·模拟预测）如图所示，活塞把密闭导热气缸分成A、B两个气室，用容积可忽略的细管相连，细管上设置阀门K。开始时阀门K关闭，A、B两气室的体积都为，气压都为活塞横截面积。假定两气室的温度保持不变，不计活塞与器壁间的摩擦。 （1）在关闭阀门K的情况下缓缓向左推进活塞，达到某一位置（图中未标出）时，杆对活塞的推力，求此时A室中气体的体积。 （2）保持活塞在（1）中的位置N不变，打开阀门K，A室气体会流入B室，杆中推力减小，当推力减小为0且系统稳定时，求从A室流入B室的气体质量与A室中原有气体质量