分组练(11)热学-【衡水金卷·先享题】2024年高考物理专项提分卷（新高考 Z）

分组练(11)热学 (限时40分钟) 1.(10分)一定质量的理想气体，由状态A→状态B2.(10分)如图所示，导热性能良好，粗细均匀的长直 →状态C→状态D→状态A的变化过程可用如图 U形细玻璃管竖直放置在桌面上，左管上端封闭、 所示的p~V图线描述，其中状态D→状态A的过 右管开口且足够长，两段水银柱C、D分别封闭着 程为等温变化，气体在状态A时的温度T= A,B两段理想气体，A,B两段气体的长度11= 360K。 =10cm,水银柱C的长度h:=15cm,水银柱D (1)求气体在状态C时的温度： 左，右两管的高度差h2=20cm,U形管水平部分 (2)若气体由状态A→状态B的过程吸收热量 的长度L=19cm。水银柱D在右管中的长度方 3000J,则由状态A→状态B的过程中气体的内 大于l2,大气压强保持p,=75cmHg不变，环境温 能如何变化？变化了多少？ 度不变。求： (3)分析气体由状态A·状态B→状态C→状态D (1)A、B两段气体的压强： →状态A的整个过程中，气体对外界做功还是外 (2)现将U形管缓慢顺时针转动90°，再次稳定后 界对气体做功？ 水银柱C相对U形管移动的距离大小。 +p/x105 Pa 物理·Z第61页（共66页） 3.(10分)为了让汽车有更好的操纵稳定性、平顺性4.(10分)如图所示，两个内壁光滑的竖直气缸A、B 及安全性，有人设计出了一款靠气体（空气）运作 高度均为H,气缸A的横截面积为2S,气缸B的 的悬挂系统—气压避震，可以随时随地升高或 横截面积为S,其下部由体积可忽略的细管连通， 降低车身的高度，以便增加视觉感，又不会影响车 气缸A的下端有体积可忽略的可加热电阻丝，气 辆的舒适度。将其独立气压避震装置简化为如图 缸A的上端封闭，气缸B的上端是开口挡板（与大 所示的模型，活塞与支撑面及支撑面与活塞间的 气相通，开口面积忽略不计)，两气缸中各有一薄 固定杆的总质量为m,活塞的横截面积为S,气缸 绝热活塞a,6,活塞a的重力G,=AoS,活塞b 内封闭一定质量的理想气体，稳定时缸内气体柱 长度为L。已知气缸的气密性、导热性能良好，气 的重力G,=青AS,两气缸中除气缸A顶部导热 缸与活塞间的摩擦阻力不计，大气压强为p,环境 外，其余部分均绝热。在活塞a的上方和活塞a、b 温度为T。,重力加速度为g。 的下方均封闭着一定质量的理想气体。开始时， (1)试驾员甲坐在支撑面上，双脚离地，稳定后缸 封闭气体的温度均为T1,活塞a、b均静止在两个 内气体柱长度为行，求试驾员甲的质量： 气缸的正中央。已知大气压强为p,环境的温度 (2)若换质量为试驾员甲的1.5倍的试驾员乙坐 也为T,且始终保持不变，理想气体的内能U 在支撑面上，也保持双脚离地，稳定后为了保证气 kT,其中k为已知常数，T为气体的热力学温度。 (1)通过电阻丝给活塞a、b下方的气体缓慢加热， 缸内气体柱长度仍为号，需要再给气缸充入多少 当活塞b刚好升到顶部时，求此过程中活塞a、b下 体积的温度为T。、压强为p的理想气体？ 方的气体吸收的热量： 理支撑面 (2)通过电阻丝继续缓慢加热，使活塞a上升，当 活塞a与顶部的距离为名H时，求挡板对活塞6 活塞 的作用力大小。 气缸 000000 物理·Z第62页（共66页）物理·Z 参考答案及解析 E=E=E=4V (1分) (2)气体由状态A·状态B的过程压强不变，体积增 (1分) 大，则外界对气体做的功W=一p△V=一4×10×4 ×10J=-1600J (1分) 联动双杆均在磁场1中运动的时间为 4=D-11 由热力学第一定律有 (1分) △U=Q+W=(3000-1600)J=1400J (2分) 联动双杆均在磁场1中运动时产生的焦耳热为 则气体的内能增加了1400J (1分) E (3)气体由状态A→状态B的过程，气体体积增大，气 Q=- 十R (1分) 体对外界做功：由状态B一状态C的过程，气体的体 2 积不变，气体做功为零：由状态C→状态D→状态A 联动双杆出磁场1的过程中，ab杆与R构成回路，该 的过程，气体的体积减小，外界对气体做功，因为气体 过程产生的焦耳热为 做的功W■p△V,所以气体由状态A→状态B→状态 Q-豪，=1U (1分) C·状态D·状态A的整个过程中，气体对外界做 功，做的总功为几何图形ABCDA围成的面积(3分) 可得Qa=Q+Q十Q=5J (1分) 2.【解析】(1)A段理想气体的压强 联动双杆匀速穿过磁场]的过程中，根据能量守恒定 P=Po+=(75+15)cmHg=90 cmHg (2分) 律可知，外力F做的功为 B段理想气体的压强 Wr=Qo=5J (1分 :=P:-PA =(90-20)cmHg=70 cmHg (2分) (3)联动双杆完全进