专题25 热学计算题专题之理想气体问题- 备战2024年高考各校及地市好题高三物理试卷分项汇编【第01辑】（江苏专用）

备战2024年高考各校及地市好题高三物理试卷分项汇编【第01辑】 （江苏专用） 专题25 热学计算题专题之理想气体问题 1．（2023·江苏·统考二模）在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强，两压强差△p与气泡半径r之间的关系为△p=，其中=0.070N/m。现让水下10m处有一半径为0.20 cm的气泡缓慢上升，已知大气压强p0=1.0×105Pa，取g=10m/s2，pA=1.0×103kg/m3。 (1)求在水下10m处气泡内外的压强差； (2)忽略水温随水深的变化，在气泡上升到十分接近水面时，求气泡此时体积与其原来体积之比的近似值。 2．（2023秋·江苏南通·高三统考期末）图甲为气压升降椅，图乙为其模型简图，活塞与椅面的总质量为m，活塞横截面积为S，汽缸内封闭一定质量的理想气体，稳定时气体柱长度为L。设汽缸气密性、导热性能良好，忽略摩擦力。已知大气压强为，室内温度，重力加速度为g。 （1）某同学盘坐上椅面，稳定后缸内气体柱长为，求该同学的质量M； （2）该同学坐稳定后，室内气温缓上升至，求该过程外界对缸内气体做的功W。 3．（2023·江苏·高三专题练习）农村地区有一种全自动无塔供水器（如图甲），采用气压式供水，以解决供水管网水压不足的问题。如图乙所示，工作原理是由水泵将水通过止回阀压入塔体使塔内密闭气体受到压缩，压力逐渐增大。当压力达到上限时，电接点压力表通过控制柜使水泵自动停止。当塔内水位下降，气压减小到下限位置时，电接点压力表通过控制柜使水泵重新启动。如此反复，使设备不停供水。当塔内气体不足时，补气阀可自动补气。已知水泵工作压强范围为，塔容积为，第一次注水前塔内气体压强等于外界大气压强．塔内气体可视为理想气体，忽略温度变化。求 （1）求水泵停止注水时塔内气体的体积； （2）为了降低水泵的启动频率，达到省电节能的目的，可适度调高水泵工作压强的上限。欲使水泵停止注水时，水的体积达到塔容积的75％，水泵工作压强的上限应调到多少？ 4．（2023·江苏南通·统考二模）装有氮气的气球半径为R，现向气球内缓慢充入氮气，当气球膨胀至半径为2R时破裂．已知大气压强为p0，该气球内外压强差（β为常量、r为气球半径），球的体积公式为。求： （1）气球破裂前瞬间球内气体压强p和充气过程中气球对球外大气做的功W； （2）充气前球内气体质量与破裂前瞬间球内气体质量之比k。 5．（2023·江苏南通·江苏省如东高级中学校联考模拟预测）如图所示，一端封闭的细玻璃管开口向上竖直放置，管长，管内用长的水银柱封闭了一段长的空气柱。已知大气压强。 （1）若保持玻璃管直立做自由落体运动，下落过程中温度保持不变，水银柱与玻璃管达到相对静止时，求管中气柱的长度L2； （2）若玻璃管绕下端O在竖直平面内缓慢转动，求水银刚好开始溢出时玻璃管转过的角度θ。 6．（2023秋·江苏·高三统考开学考试）如图为高压锅结构示意图，气孔1使锅内气体与外界连通，随着温度升高，锅内液体汽化加剧，当温度升到某一值时，小活塞上移，气孔1封闭．锅内气体温度继续升高，当气体压强增大到设计的最大值时，气孔2上的限压阀被顶起，气孔2开始放气．气孔2的横截面积为，锅内气体可视为理想气体，已知大气压，重力加速度g取，求： （1）限压阀的质量m； （2）若限压阀被顶起后，立即用夹子夹住限压阀使其放气，假设放气过程锅内气体温度不变，当锅内气压降至，放出的气体与限压阀被顶起前锅内气体的质量比。 7．（2023·江苏·模拟预测）如图是气压式园艺喷壶，通过按压手柄不断向水壶内打入气体，使壶内气压变大，再打开喷头时，水就从喷头自动喷出。已知喷壶的体积为2L，与按压手柄相连的是打气筒，体积为V＝20mL，每按压一次能将一个标准大气压、体积为V的气体通过打气筒打入喷壶，已知大气压为，壶内出水细管和打气管的体积不计，忽略壶内水的蒸发。 （1）当喷壶只装有1.5L的水时开始打气，忽略打气过程中壶内气温的变化，则按压一次壶内的压强变为多大？ （2）先将1.5L的水装入喷壶，然后通过几轮的按压打气和喷水，壶内还剩下的气体和1L的水，问一共要按压几次？在按压的过程中不考虑温度的变化。 8．（2023秋·江苏南京·高三南京外国语学校校考期末）如图所示，一圆柱形绝热汽缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体．活塞的质量为m，横截面积为S，与容器底部相距h，此时封闭气体的温度为T1．现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时，气体温度上升到T2．已知大气压强为p0，重力加速度为g，T1和T2均为热力学温度，不计活塞与汽缸的摩擦．求： （1）活塞上升的高度； （2）加热过程中气体的内能增加量． 9．（2023·江苏常州·江苏省前黄高级中学校考模拟预测）如图所示，两内壁光滑、长为2L的圆筒形汽缸A、B