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（新高考山东专用）

专题03 热学版块大题综合�山东 一、解答题 1．（2023·山东·高三专题练习）单级水火箭可以简化为如图（a）所示的下方开口的容器。容器中气体体积，压强，下方水的深度。单向气阀（不计质量）是一个只能朝一个方向通入气体的装置，它外部为橡胶材质，将其紧紧塞在容器口位置可将水堵住还能向容器内进行充气。单向气阀与容器口摩擦力的最大值。现用打气筒通过单向气阀向容器内一次次的充入压强，的气体。当容器内的气体压强到达一定值时单向气阀和容器中的水被一起喷出，水火箭可以获得一定的速度发射。已知重力加速度，容器口的横截面积，水的密度。假设容器中的气体为理想气体，充气和喷水时忽略温度的变化。 （1）求水火箭刚好喷水时容器内气体压强p； （2）求水火箭刚好喷水时的充气次数； （3）水火箭喷水过程中，容器内气体的图像如图（b）所示，试估算容器内气体从状态a到状态b从外部吸收的热量。 2．（2023·山东潍坊·统考模拟预测）肺活量是常用来衡量人体心肺功能的重要指标。肺活量是指在标准大气压下人一次尽力吸气后，再尽力呼出的气体体积总量。某同学在学习气体实验定律后，设计了一个吹气球实验来粗测自己肺活量。首先他测量了自己的体温为37℃．环境温度为27℃，然后该同学尽最大努力吸气，通过气球口尽力向气球内吹气，吹气后的气球可近似看成球形，过一段时间稳定后测得气球的直径，气球稳定的过程中，气球向外界散失了2.8J的热量。已知气球橡胶薄膜产生的附加压强，其中为薄膜的等效表面张力系数，R为气球充气后的半径。如下图为该气球的等效表面张力系数随气球半径R的变化曲线。吹气前气球内部的空气可忽略不计，空气可看作理想气体，大气压强，。求： （1）该同学通过查阅资料得知理想气体内能大致可以用公式来计算，气球稳定的过程中外界对气球做了多少功？ （2）该同学的肺活量为多少毫升？ 3．（2023·山东济宁·济宁市育才中学校考模拟预测）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？热量的大小为多少？ （2）求气缸和物体A的总质量M； （3）由于环境温度变化，气缸内气体体积逐渐恢复到。求体积恢复后的环境温度。      4．（2023·山东·高三专题练习）压力锅是一种常见的厨房锅具，其工作原理是通过增大锅内的气压来提升液体沸点，以达到高温烹煮食物的目的。如图为某压力锅的结构简图，压力阀相当于质量稍大、壁较厚的金属杯，其内径稍大于排气孔的外径。使用时锁紧密封锅盖，并将压力阀扣在锅盖上的排气孔上，然后开始加热烹煮，当锅内气体压强增大到一定程度时，压力阀被顶起，排气孔向外排出气体。某次使用时首先放入食材（包括一定体积的水），加热前锅内温度为27℃，压强与外界大气压强均为。已知该压力锅的压力阀的质量为，排气孔内部的横截面积为，不计压力阀和排气孔外壁间的摩擦，打开锅盖前锅内气体视为理想气体，气体的总量及体积均认为不变，重力加速度。 （1）加热过程锅内气体温度最高可达到多少摄氏度？ （2）食物煮熟后取走压力阀泄压，泄压前、后锅内气体保持第（1）问中的温度不变，求泄压前、后锅内气体密度的比值。 5．（2023·山东·高三专题练习）某位游客自驾游西藏，海拔到达4000m时，大气压强为，环境温度为7°C，该游客出现了高原反应，即刻取出一种便携式加压舱使用，该加压舱主要由舱体、气源箱组成。已知加压舱刚取出时是折叠状态，只打开进气口，气源箱将周围环境中的大气以350L/min的气流量输入到舱体中，充气达到压强的工作状态后，进气口和出气口都打开，维持舱内空气新鲜，且气压不变，温度维持在27°C，病人在舱内的高压环境中吸氧，实现治疗目的。如图所示，充气后的加压舱舱体可视为长2.1m、底面积0.88的圆柱体，舱内外气体均可视为理想气体。 （1）求舱体充气到工作状态的时间； （2）该游客在舱内治疗一段时间后情况好转，他改设气压、温度27°C的新模式加压舱会自动调节进出口气流量。已知此时外部的环境温度下降为-3°C，加压舱进气流量为30L/min，舱内环境在10min内达到新模式，求这段时间放出气体质量与进入气体质量之比。    6．（2023·山东·高三专题练习）2023年3月30日，我国“神舟十五号”飞行乘组圆满完成了第三次太空行走任务。航天员出舱活动前要在气闸舱内穿上特制的航天服，航天服内密封一定质量的