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（新高考浙江专用）

专题03 热学版块大题综合 一、解答题 1．（2023·浙江·高三专题练习）如图1所示，上端封闭、下端开口且粗细均匀的玻璃管长度，将其从水银面上方竖直向下缓慢插入水银中。发现管内水银面与管壁接触的位置向下弯曲，致玻璃管内水银面形成凸液面，如图2所示。当玻璃管恰好全部插入水银时，管内、外水银面的高度差为h，此时作用于管的竖直向下压力大小为。已知大气压强，玻璃管横截面积大小，玻璃管质量，环境温度为常温且恒定。 （1）图2所示水银面说明水银能否浸润玻璃？插入过程中，管内气体吸热还是放热？ （2）求高度差h： （3）求撤去压力F的瞬间，玻璃管的加速度大小。 2．（2023·浙江·高三专题练习）如图甲为汽车中使用的氮气减振器，汽缸中充入氮气后，能有效减少车轮遇到冲击时产生的高频振动。它的结构简图如图乙所示，汽缸活塞截面积，活塞及支架质量，汽缸缸体导热性良好。现为了测量减震器的性能参数，将减震器竖直放置，充入氮气后密闭，活塞被卡环卡住，缸体内氮气处于气柱长度、压强的状态A，此时弹簧恰好处于原长。现用外力F向下压活塞，使其缓慢下降，气体达到状态B。从状态A到B过程气体放出热量。汽缸内的氮气可视为理想气体，不计摩擦和外界温度变化，大气压强取，弹簧劲度系数。求： （1）状态B气体的压强； （2）气体处于状态B时外力大小F； （3）状态A到B过程外界对气体做的功W。 3．（2023·浙江·高三专题练习）如图所示，质量kg的金属圆柱形气缸内封闭有长为m的空气，气缸与水平面的动摩擦因数，截面为T字形的活塞与竖直墙面接触且无挤压力，活塞底面积m2。忽略活塞与气缸间的摩擦，环境温度稳定，气缸内的空气可视为理想气体，大气压强pa。现用水平外力使气缸缓慢向右运动，当气缸向右运动m时。 （1）求此时气缸内空气的压强； （2）求此时外力的大小； （3）在气缸缓慢向右运动的过程中，请判断气体是吸热还是放热？并比较外界对气缸内气体所做的功与气体跟外界交换的热量的大小并说明理由。 4．（2023春·浙江·高三校联考阶段练习）压缩空气储能发电原理简化如下图所示。某电站贮气室（利用地下废弃矿洞）的容积为，用电低谷时缓慢压入常温、常压的气体后气体压强达到Pa存于贮气室（常温保存）。用电高峰时燃烧燃料通过热交换室将气体温度提高至1000°C，让涡轮机持续、稳定推动发电机发电。已知常压Pa，常温20°C，绝对零度-273°C。 （1）求常温常压下共需要压缩多少气体存于该贮气室压强才能达到Pa； （2）假如在贮气室将常温高压气体直接升温到1000°C，压强可达多大； （3）该种发电方法发出的电能比压缩气体做功还多，但发电效率又不高（整个系统发电效率约50%）。问这个过程有没违反能量守恒定律，并分析说明系统效率不高的一条最主要原因。 5．（2023春·浙江·高三校联考阶段练习）为了测量一些形状不规则而又不便浸入液体的固体体积，可用如下图所示装置。操作步骤和实验数据如下。 a.打开阀门K、使管A、容器C、容器B和大气相通。上下移动D，使左侧水银面到达刻度n的位置。 b.关闭K，向上举D，使左侧水银面达到刻度m的位置。这是测得两管水银面高度差为19.0cm c.打开K，把被测固体放入C中，上下移动D，使左侧水银面重新到达位置n，然后关闭K d.向上举D，使左侧水银面重新到达刻度m处，这时测得两管水银面高度差为38.0cm。 已知容器C和管A的总体积为，外界大气压强为，保持不变，此时环境温度为300K。求： （1）容器B的体积； （2）被测固体的体积； （3）维持左侧液面在m处，要使放入固体后两管中液面高度差仍为19.0cm，则环境温度应为多少。 6．（2023·浙江·高三专题练习）如图所示，P、Q是两个质量均为、厚度均不计的活塞，可在竖直固定的两端开口的汽缸内无摩擦地滑动，其面积分别为、，它们之间用一根长为的轻质细杆连接，静止时汽缸中气体的温度，活塞P下方气柱（较粗的一段气柱）长为，已知大气压强，，缸内气体可看作理想气体，活塞在移动过程中不漏气。 （1）求活塞静止时汽缸内气体的压强； （2）若缸内气体的温度缓慢降为，求此时的压强； （3）已知（2）过程中缸内气体的内能减小，求气体放出的热量。    7．（2023·浙江·校联考模拟预测）如图所示，是一个内部不规则的导热容器，欲测量它内部的容积，在容器上竖直插入一根两端开口、横截面积的玻璃管，玻璃管下端与容器内部连通且不漏气，玻璃管内有一小段高度是水银柱，水银柱下端与容器接口之间封闭着长度为的空气柱，此时环境温度，大气压强且不变。把容器放入温度为的热水中，稳定后水银柱下端与容器接口之间空气柱长度变为，该过程被封闭的气体内能改变量为，容器和玻璃管内的气体可以看成理想气体。求： （1）这个不规则容器的容积； （2）该过程气体吸收的热量。