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（新高考辽宁专用）

专题03 热学版块大题综合 一、解答题 1．（2023·辽宁·校联考模拟预测）如图所示，底部带有阀门K的导热汽缸静置在水平地面上，质量为m、横截面积为S的活塞将汽缸内的空气分为高度均为h的上、下两部分，初始时上面封闭空气的压强恰好等于外界大气压强。现用打气筒从阀门K处缓慢充入空气，使活塞缓慢上升。已知重力加速度大小为g，大气压强恒为，活塞可在汽缸内无摩擦滑动且汽缸不漏气，空气可视为理想气体，不考虑空气温度的变化，当活塞上升时，求： （1）活塞上方封闭空气的压强p； （2）活塞下方原来封闭的空气与充入空气的质量之比k。 2．（2023·辽宁沈阳·沈阳二中校考模拟预测）下端带有阀门的气缸内封闭有一定质量的理想气体，开始时缸内气体的压强等于大气压强，温度为。 （1）关闭气缸底部的阀门，使缸内气体温度升高至，试计算此时缸内气体的压强； （2）保持缸内气体温度始终为，打开气缸底部的阀门，缓慢放出部分气体，使缸内气体的压强再次等于大气压强，试计算缸内剩余气体的质量与原来气体总质量的比值。    3．（2023·辽宁·校联考模拟预测）如图所示的粗细均匀薄壁U形管，左管上端封闭，右管开口且足够长；温度为时，右管内水银面比左管高，左管内空气柱长度，大气压强。 （1）求此时封闭气体的压强大小； （2）现使左管内空气温度缓慢下降，则当左管内液面上升时，管内气体热力学温度为多少？ （3）若让整个装置自由下落，且温度保持不变，求下落过程中封闭空气柱的长度。（结果保留三位有效数字） 4．（2023·辽宁·朝阳市第一高级中学校联考二模）学校开设太空探索课，某学生小组根据反冲原理制作了一个“水火箭”。“水火箭”主体是一个容积为2L的饮料瓶，现将其装入0.5L的水，再安装在发射架上，此时瓶内空气压强为，用打气筒通过软管向箭体内充气，打气筒每次能将200mL，压强为的外界空气压入瓶内，当水火箭内部气压达到时可将活塞顶出，向后喷水，箭体发射。设充气过程气体温度不变，瓶体积和水的体积变化不计，瓶内气体视为理想气体。求： （1）要使水火箭发射出去，至少需要用打气筒打几次气； （2）若瓶内的水在极短时间内喷出，则该过程箭体内气体的温度升高还是降低，简要说明理由。 5．（2023·辽宁·模拟预测）某濒危鱼类长期生活在压强为的深海中，科研团队为便于研究，把该鱼类从海里移到如图所示的两层水箱中，同时给它们创造一个类似深海的压强条件。假设该鱼位于一层水箱底部，距离二层水箱水面的高度，二层水箱上部密封一定质量的空气，空气体积，空气压强与外界大气压相同。已知外界大气压为，高水柱产生的压强约为（水箱内气体温度恒定、不考虑空气溶入水的影响）。求： （1）为使鱼在一层水箱正常存活，需要给二层水箱再打进压强为的空气多少升？ （2）为了让二层水箱上方气体压强和第（1）问充气后气体压强相同，还可以采用从进水口注水的方法，那么需要注入多少升水？ 6．（2023·辽宁·校联考二模）汽车轮胎内的压强（胎压）是保证车辆行驶安全与降低汽车能耗的关键指标。一台小汽车的轮胎容积为，初始状态轮胎内气体与外界大气状态相同。冬天时理想胎压为2.5倍标准大气压强，夏天环境温度为冬天时的1.2倍（热力学单位），理想胎压为2.4倍标准大气压强。假设轮胎容积不变，空气视为理想气体，外界大气压恒为一个标准大气压。 （1）求冬天时，将初始状态的轮胎充气至理想胎压，需要充入的外界空气的体积。（充气时温度不变） （2）为使（1）问充气后的轮胎在夏天时达到理想胎压，求需要释放的胎内空气在外界时的体积。 7．（2023·辽宁·校联考三模）如图所示，质量为、开口向上且上端有沿的圆柱形汽缸置于水平地板上。质量为、横截面积的活塞（厚度不计）上系着的轻绳绕过光滑定滑轮与地板上的重物相连。活塞与汽缸间封闭有一定质量的理想气体，活塞无摩擦且不漏气。初始状态时气体温度，活塞处于最上端，缸沿对活塞的弹力，活塞到缸底的距离，轻绳恰好伸直且没有张力。外界大气压恒为。重力加速度取，现使缸内气体缓慢降温，汽缸始终未离开地面。 （1）当轻绳张力为时，缸沿对活塞弹力恰好为0，求此时缸内气体的温度； （2）当活塞到缸底的距离变为时，求此时缸内气体的温度。 8．（2023·辽宁大连·辽师大附中校考模拟预测）下图是一种汽车空气减震器的模型，其主要构造是导热性良好的气缸和活塞，活塞面积为，活塞通过连杆与车轮轴连接。将装有减震装置的轮子模拟静止在斜坡上的汽车，固定在倾角为的斜面上，连杆与斜面垂直，初始时气缸内密闭理想气体的体积为，压强为，环境温度为，气缸与活塞间的摩擦忽略不计，大气压强始终为。现于气缸顶部固定一个物体A，稳定时气缸内气体体积缩小了，该过程气体温度保持不变。重力加速度取。则 （1）放上A物体待其稳定后，气缸对气体做功，判断该过程气缸内气体是吸热还是放热