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专题09 热学
1、(2024·苏州市八校联盟高考三模)如图所示是一种儿童玩具“吡叭筒”,由竹筒和木棍组成,在竹筒的前后两端分别装上“叭子”(树果子或打湿的小纸团)。叭子密封竹筒里面的空气,迅速推动木棍,前端的叭子便会从筒口射出。则迅速推动木棍过程中(叭子尚未射出),竹筒中被密封的气体( )
A. 压强增大 B. 温度不变
C. 内能不变 D. 每个分子的动能都变大
【答案】A
【解析】
迅速推动木棍过程中,竹筒中被密封的气体体积减小,则压强变大,外界对气体做正功,,由于“迅速”过程气体与外界无热交换,则,根据热力学第一定律可知,气体内能增加,,温度升高,分子平均动能增加,但不是每个分子的动能都增加。
故选A。
2、(2024·徐州市高考三模)如图所示,竖直玻璃管内用水银封闭了一段空气柱,水银与玻璃管的质量相等。现将玻璃管由静止释放,忽略水银与玻璃管间的摩擦,重力加速度为g,则( )
A. 释放瞬间,水银的加速度大小为g
B. 释放瞬间,玻璃管的加速度大小为2g
C. 释放瞬间,水银内部各处压强相等
D. 释放后,水银与玻璃管始终以相同速度运动
【答案】B
【解析】
A.释放瞬间,水银的运动状态不变,加速度为零,故A错误;
B.对玻璃管,根据牛顿第二定律有
对水银,有
联立解得
故B正确;
C.释放瞬间,水银内部各处压强不相等,故C错误;
D.释放后,由于玻璃管和水银加速度不同,所以二者运动的速度不相等,故D错误。
故选B。
3、(2024·徐州市高考三模)如图甲所示,系着细棉线的铁丝环从肥皂液里取出时留下一层薄膜,用烧热的针刺破左侧薄膜后,棉线和薄膜的形状如图乙所示。则( )
A. 图甲中,两侧薄膜对棉线均没有作用力
B. 图甲中,薄膜的表面层与内部分子间距离相等
C. 图乙中,薄膜收缩使棉线绷紧
D. 图乙中,棉线某处受薄膜作用力方向沿棉线切线方向
【答案】C
【解析】
AB.图甲中,薄膜的表面层分子间距离大于内部分子间距离,产生了表面张力,两侧薄膜对棉线均有作用力。故AB错误;
CD.图乙中,由于表面张力薄膜收缩使棉线绷紧,棉线某处受薄膜作用力方向与棉线垂直。故C正确;D错误。
故选C。
4、(2024·徐州市高考三模) 1927年,威尔逊因发明云室获诺贝尔物理学奖,如图所示,云室里封闭一定质量的气体。现迅速向下拉动活塞,则云室中的气体( )
A. 温度升高 B. 压强减小
C. 向外放出热量 D. 分子的数密度增大
【答案】B
【解析】
AC.云室内封闭一定质量的气体,迅速向下拉动活塞,时间短,故看作绝热过程,Q=0,气体体积增大,对外做功,W为负值,根据热力学第一定律公式ΔU=W+Q,内能减小,故温度降低,AC错误;
B.被封气体体积增大,温度降低,由理想气体状态变化方程可知压降减小,B正确;
D.气体体积增大,总分子数不变,则数密度减小,D错误。
故本题选B。
5、(2024·扬州市高考三模)在“研究温度不变时气体压强跟体积关系”的实验时,推动活塞,注射器内空气体积减小,多次测量得到注射器内气体的图线,如图实线是一条双曲线,虚线为实验所得图线。环境温度保持不变,发现实验所得图线与玻意耳定律明显不符,造成这一现象的可能原因是( )
A. 实验时用手握住注射器 B. 实验时缓慢推动活塞
C. 注射器没有保持水平 D. 推动活塞过程中有气体泄漏
【答案】A
【解析】
由图像的特点可知压缩气体过程中p与V的乘积增大,所以造成这一现象的原因可能是实验时用手握住注射器或实验时迅速推动活塞,导致温度升高。
故选A。
6、(2024·扬州市高考三模)用图示的实验装置来“探究压强不变时气体体积与温度的关系”。往杯中加入适量的热水,使注射器内的空气柱位于水面之下,每隔几分钟,记录气体体积和此时温度计的示数;用表示水降低的摄氏温度,用表示注射器内气体体积的改变量。根据测量数据作出的图线是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
压强不变时,有
可得
可见当气体压强不变时,体积变化与温度的变化的关系是成正比的。
故选A。
7、(2024·连云港市高考三模)一定质量的理想气体状态变化的图像如图所示,由图像可知( )
A. 在的过程中,气体的内能减小
B. 气体在、、三个状态的密度
C. 在的过程中,气体分子的平均动能增大
D. 在的过程中,气体的体积逐渐增大
【答案】B
【解析】
A.在的过程中,温度升高,内能增加,故A错误;
BD.将a、b、c三点与原点O连起来,由oa、ob、oc均表示等容变化,三条直线的斜率等于,斜率越大,体积越小,故气体在a、b、c三个状态的体积大小关系为
气体的质量一定,则有
故B正确,D错误;
C.在的过程中,温度降低,气体分子的平均动能减小,故C错误。
故选B。
8、(2024·南通市高考三模)如图所示,两个相通的容器P、Q间装有阀门K,P中充满气体,Q为真空,整个系统与外界没有热交换.打开阀门K后,P中的气体进入Q中,最终达到平衡,则( )
A. 容器中气体的内能减少 B. 容器中气体分子的平均动能增加
C. 容器中气体分子的数密度减小 D. Q中的气体能自发地全部退回到P中去
【答案】C
【解析】【分析】打开阀门后,气体膨胀对外做功,则由热力学第一定律可得内能的变化;由热力学第二定律可得出气体能否退回到P中.
本题考查热力学第一、二定律,注意虽然体积与分子势能有关,但却不能说体积增大,分子势能就增大或减小.
【解答】
解:A、气体在真空中膨胀,对外不做功,故由热力学第一定律可得,气体的内能不变,故A错误;
B、气体由于分子间距离较大,分子力视为零,故分子势能为零,不随体积的增大而变化。又因内能=所有分子动能+所有分子势能,内能不变,所以分子平均动能不变,故B错误;
C、气体在真空中膨胀,体积增大,容器中气体分子的数密度减小,故C正确;
D、由热力学第二定律可知,Q中的气体不可能自发的全部退回到P中,故D错误,
故选 C。
9、(2024·连云港市高考三模)宇航员在“天宫课堂”中演示毛细现象时,稳定后三根管中液面(忽略液面形状)的高度是下图中的( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
毛细现象是浸润液体在细管中上升的现象;在太空中完全失重,不考虑重力影响,毛细现象中的表面张力作用使粗细不同的细管中液体充满整个管子。
故选B。
10、(2024·南通市高考三模)往复式内燃机利用迪塞尔循环来工作,该循环由两个绝热过程、一个等压过程和一个等容过程组成.如图所示为一定质量的理想气体所经历的一个迪塞尔循环,则该气体( )
A. 在状态c和d时的内能可能相等
B. 在过程中,外界对其做的功全部用于增加内能
C. 过程中增加的内能小于过程中减少的内能
D. 在一次循环过程中吸收的热量小于放出的热量
【答案】B
【解析】【分析】
理想气体内能与温度有关,根据热力学第一定律和查理定律判断;根据绝热压缩和热力学第一定律判断;根据图象“面积”及热力学第一定律判断。
本题考查气体定律以及热力学第一定律的综合运用,解题关键是要先根据气体实验定律判断气体的p、V、T的变化,然后结合热力学第一定律公式进行分析,其中特别需要注意的是图象“面积”即为气体做功大小。
【解答】
A.状态c到d是绝热过程,体积增大,气体对外做功,根据热力学第一定律可知,状态c到d内能减小,故A错误;
B.在过程中为绝热压缩,外界对气体做功,,根据热力学第一定律,可知,即外界对其做的功全部用于增加内能,故B正确;
D.根据图像“面积”即为气体做功大小,可知一个循环过程气体对外做功,图像中围成的图形的面积为气体对外做的功,而整个过程气体能内能变化为零,根据热力学第一定律,在一次循环过程中吸收的热量大于放出的热量,故D错误;
C.因为从d到a,做功为零,根据理想气体状态方程可知温度降低,内能减小,完成一次循环内能不变,所以过程中增加的内能大于过程中减少的内能,故C错误。
故选B。
11、(2024·镇江市高考三模)一定质量的理想气体的压强p与温度t的关系如图所示,该理想气体从状态A依次经过的变化过程,其中AB段的连线过原点O,BC段与t轴平行,CA段与t轴垂直,则
A. 过程,气体分子的平均速率先减小后不变
B. 过程,气体分子间的平均距离先变小后变大
C. 过程,气体分子单位时间内撞击单位面积器壁的次数减少
D. 过程,气体内能的增加量等于气体从外界吸收的热量
【答案】A
【解析】
本题考查气体状态变化图像问题,从图像分析压强和温度的变化,再根据理想气体状态方程分析体积的变化,气体分子的平均速率与温度有关,温度越大,气体分子的平均速率越大,气体分子间的平均距离与体积正相关;根据压强微观意义分析气体分子单位时间内撞击单位面积器壁的次数变化;根据热力学第一定律分析气体内能的增加量与气体从外界吸收的热量大小关系。
【解答】
A.从温度先减小再不变,故气体分子的平均速率先减小后不变,故A正确;
B.由,,可知,故图像各点与连线斜率的倒数与体积成正比,故过程体积逐渐减小,气体分子间的平均距离逐渐减小,B错误;
C.过程,压强不变,温度减小,气体分析平均速率减小,则气体分子单位时间内撞击单位面积器壁的次数增大,故C错误;
D.过程,温度增大,内能增大,体积减小,外界对气体做功,由可知气体内能的增加量大于气体从外界吸收的热量,故D错误。
12、(2024·宜兴中学高考三模)关于分子动理论,下列说法中正确的是
( )
A. 图甲中,油酸分子直径等于一滴油酸酒精溶液的体积与它形成油膜面积的比值
B. 图乙为分子力与其间距的图像,分子间距从开始增大时,分子势能先变小后变大
C. 图丙中,对应曲线为同一气体温度较高时气体分子的速率分布图
D. 图丁为布朗运动的示意图,温度越高、微粒越大,布朗运动越明显
【答案】C
【解析】A.油酸分子的直径等于一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积与油膜面积之比,并不是油酸酒精溶液,故A错误;
B.根据分子力与分子间距的关系图,可知分子间距从增大时,分子力表现为引力,做负功,分子势能变大,故B错误;
C.由图可知,中速率大分子占据的比例较大,则说明对应的平均动能较大,对应的温度较高,故C正确;
D.布朗运动中温度越高、微粒越小,运动越明显,故D错误。
故选C。
13、(2024·宜兴中学高考三模)一定质量的理想气体从状态经状态、、回到状态,此过程气体的关系图像如图所示,其中过程为双曲线的一部分,过程平行于坐标轴。已知在状态时气体温度为,则( )
A. 在状态时气体的温度为
B. 四个过程中有两个过程吸热,两个过程放热
C. 过程气体对外做功
D. 从状态经一次循环再回到状态的过程中气体向外放热大于
【答案】D
【解析】A. 过程,由理想气体状态方程得
解得
A错误;
B. 过程,气体体积增大对外做功,压强不变,温度升高,内能增大,气体吸热; 过程,气体体积不变,压强增大,温度升高,气体吸热; 过程,气体压强不变,体积减小,外界对气体做功,温度降低,内能减小,气体向外放热; 过程气体温度不变,内能不变,体积增大对外做功,气体吸热,B错误;
C. 过程,气体对外做的功等于图像与横轴所围图形面积,由图得其小于 ,C错误;
D.在一次循环过程后,内能不变,整个过程中,外界对气体做功大于 ,根据热力学第一定律可知,在一次循环过程中气体放出的热量大于 ,D正确。
故选D。
14、(2024·南京市盐城市高考三模)如图所示,某老师用封闭着一定质量理想气体、横截面积注射器提起质量的桶装水,此时注射器内气柱长度。已知大气压强,环境温度,注射器内气柱最大长度为8cm,g取,注射器和水桶质量可以忽略,不计一切阻力,注射器密封良好。求:
(1)当放下桶装水时,注射器内气柱的长度;
(2)当环境温度变为37℃时,注射器最多能提起桶装水的质量(结果保留三位有效数字)。
【答案】(1);(2)
【解析】
(1)根据题意,受力分析有
解得
气体发生等温变化,有
解得
(2)根据理想气体状态方程有
解得
又有
解得
15、(2024·苏州市高考三模)如图所示,内壁光滑的导热气缸竖直放置,气缸内用质量为m、横截面积为S的活塞密封一定量气体.起初气体的温度为,活塞与气缸底的距离为h,外界环境温度恒为经过足够长时间后缸内气体与外界环境达到热平衡,在此过程中密闭气体的内能变化量为已知外界大气压为,重力加速度大小为求:
活塞移动的距离;
气体与外界交换的热量
【答案】根据等压变化
可得:
活塞向上移动距离
气体压强
活塞上升过程中,外界对气体做功
根据热力学第一定律
解得
【解析】本题考查气体问题,先利用等压变化求活塞移动后的体积,再求活塞移动的距离,再由热力学第一定律求热量。
16、(2024·连云港市高考三模)玉龙雪山位于云南省丽江市,是我国最南的雪山,也备受旅行爱好者的关注,由于玉龙雪山的海拔比较高,旅行者登山时,往往会带上几个氧气袋。已知某储存有氧气的容器容积为,开始时封闭的氧气压强为,用该容器向容积为的真空氧气瓶充入氧气,假设氧气可视为理想气体,充气过程中氧气不泄漏,假设氧气瓶的容积和环境的温度恒定。求:
(1)若每个氧气瓶充满气体后压强均为,则可以分装多少个氧气瓶?
(2)若每次给氧气瓶充满气体后两容器内封闭气体的压强相同,则充满10个氧气瓶后容器内剩余的气体的压强与开始时气体的压强之比为多少?
【答案】(1);(2)
【解析】
(1)设能分装n个氧气瓶,则以容器内开始的气体为研究对象,由玻意耳定律得
代入数据解得
(2)第1个氧气瓶充满气体后,由玻意耳定律
得
同理,第2个氧气瓶充满气体后,由玻意耳定律
得
同理,第3个氧气瓶充满气体后,由玻意耳定律
得
由此可推出第10个氧气瓶充满气体后,由玻意耳定律
得
则
代人数据解得
17、(2024·苏州市八校联盟高考三模)某款气压式升降椅,它通过活塞上下运动来控制椅子的升降,其核心部件模型工作原理简图如图所示。圆筒形导热汽缸,开口向上竖直放置在水平地面上,筒长、内部横截面积。横截面积的圆柱形活塞插在汽缸内,在卡环(可使活塞向下运动而不能向上运动,且当活塞运动时与活塞间无力)的作用下保持静止。开始时活塞有的长度伸入汽缸,缸内封闭气体压强。已知活塞与椅面的总质量,大气压强,缸内气体视为理想气体,装置不漏气,环境温度保持不变,不计摩擦。
(1)椅面缓慢下降,若活塞对气体做功32J,则缸内气体____________(选填“吸热”、“放热”),其数值为____________;
(2)某同学先虚坐在椅面上(与椅面间恰无作用力),然后逐渐减小脚对地面的压力,使活塞缓慢下降后脚刚好完全离开地面,并保持稳定。求稳定后气体压强和该同学的质量M。
【答案】(1) ①. 放热 ②. (2),
【解析】
【小问1详解】
[1][2]椅面缓慢下降,若活塞对气体做功32J,由于环境温度保持不变,可知气体温度不变,气体内能不变,根据热力学第一定律可得
可得
可知缸内气体放热,其数值为。
【小问2详解】
以密封气体为对象,初态有
,
使活塞缓慢下降后脚刚好完全离开地面,并保持稳定,则稳定后气体体积为
根据玻意耳定律可得
解得稳定后气体压强为
根据受力平衡可得
解得该同学的质量为
18、(2024·南京市临江高级中学高考三模)2023年12月21日,神舟十七号航天组完成了天和核心舱太阳翼修复任务。如图所示,气闸舱有两个气闸门,内闸门A与核心舱连接,外闸门B与外太空连接。气闸舱容积,核心舱容积,开始气闸舱和核心舱的气压都为(标准大气压)。航天员要到舱外太空行走,需先进入气闸舱。为节省气体,用抽气机缓慢将气闸舱内的气体抽到核心舱内,当气闸舱气压降到和外太空气压相同时才能打开外闸门B,该过程中两舱温度不变,不考虑漏气、新气体产生、航天员进出舱对气体的影响。求:
(1)内闸门A的表面积是S,每次抽气的体积为,缓慢抽气过程中,抽气机内气体压强与气闸舱内剩余气体压强始终相等。第1次抽气到核心舱后,两舱气体对内闸门A的压力差大小;
(2)每次抽气的体积还是,抽气几次后气闸舱内压强小于。
【答案】(1);(2)4次
【解析】(1)第1次对气闸舱抽气后气闸舱气压变为,由玻意耳定律有
解得
第1次对核心舱充气后,核心舱气压变为,则有
解得
所以两舱气体对内闸门A的压力差为
(2)根据题意,第1次对气闸舱抽气后气闸舱气压变为
第2次对气闸舱抽气,有
所以
第n次对气闸舱抽气,有 解得
由此可知,抽气4次后气闸舱内压强小于。
试卷第4页,共5页
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专题09 热学
1、(2024·苏州市八校联盟高考三模)如图所示是一种儿童玩具“吡叭筒”,由竹筒和木棍组成,在竹筒的前后两端分别装上“叭子”(树果子或打湿的小纸团)。叭子密封竹筒里面的空气,迅速推动木棍,前端的叭子便会从筒口射出。则迅速推动木棍过程中(叭子尚未射出),竹筒中被密封的气体( )
A. 压强增大 B. 温度不变
C. 内能不变 D. 每个分子的动能都变大
2、(2024·徐州市高考三模)如图所示,竖直玻璃管内用水银封闭了一段空气柱,水银与玻璃管的质量相等。现将玻璃管由静止释放,忽略水银与玻璃管间的摩擦,重力加速度为g,则( )
A. 释放瞬间,水银的加速度大小为g
B. 释放瞬间,玻璃管的加速度大小为2g
C. 释放瞬间,水银内部各处压强相等
D. 释放后,水银与玻璃管始终以相同速度运动
3、(2024·徐州市高考三模)如图甲所示,系着细棉线的铁丝环从肥皂液里取出时留下一层薄膜,用烧热的针刺破左侧薄膜后,棉线和薄膜的形状如图乙所示。则( )
A. 图甲中,两侧薄膜对棉线均没有作用力
B. 图甲中,薄膜的表面层与内部分子间距离相等
C. 图乙中,薄膜收缩使棉线绷紧
D. 图乙中,棉线某处受薄膜作用力方向沿棉线切线方向
4、(2024·徐州市高考三模) 1927年,威尔逊因发明云室获诺贝尔物理学奖,如图所示,云室里封闭一定质量的气体。现迅速向下拉动活塞,则云室中的气体( )
A. 温度升高 B. 压强减小
C. 向外放出热量 D. 分子的数密度增大
5、(2024·扬州市高考三模)在“研究温度不变时气体压强跟体积关系”的实验时,推动活塞,注射器内空气体积减小,多次测量得到注射器内气体的图线,如图实线是一条双曲线,虚线为实验所得图线。环境温度保持不变,发现实验所得图线与玻意耳定律明显不符,造成这一现象的可能原因是( )
A. 实验时用手握住注射器 B. 实验时缓慢推动活塞
C. 注射器没有保持水平 D. 推动活塞过程中有气体泄漏
6、(2024·扬州市高考三模)用图示的实验装置来“探究压强不变时气体体积与温度的关系”。往杯中加入适量的热水,使注射器内的空气柱位于水面之下,每隔几分钟,记录气体体积和此时温度计的示数;用表示水降低的摄氏温度,用表示注射器内气体体积的改变量。根据测量数据作出的图线是( )
A. B.
C. D.
7、(2024·连云港市高考三模)一定质量的理想气体状态变化的图像如图所示,由图像可知( )
A. 在的过程中,气体的内能减小
B. 气体在、、三个状态的密度
C. 在的过程中,气体分子的平均动能增大
D. 在的过程中,气体的体积逐渐增大
8、(2024·南通市高考三模)如图所示,两个相通的容器P、Q间装有阀门K,P中充满气体,Q为真空,整个系统与外界没有热交换.打开阀门K后,P中的气体进入Q中,最终达到平衡,则( )
A. 容器中气体的内能减少 B. 容器中气体分子的平均动能增加
C. 容器中气体分子的数密度减小 D. Q中的气体能自发地全部退回到P中去
9、(2024·连云港市高考三模)宇航员在“天宫课堂”中演示毛细现象时,稳定后三根管中液面(忽略液面形状)的高度是下图中的( )
A. B. C. D.
10、(2024·南通市高考三模)往复式内燃机利用迪塞尔循环来工作,该循环由两个绝热过程、一个等压过程和一个等容过程组成.如图所示为一定质量的理想气体所经历的一个迪塞尔循环,则该气体( )
A. 在状态c和d时的内能可能相等
B. 在过程中,外界对其做的功全部用于增加内能
C. 过程中增加的内能小于过程中减少的内能
D. 在一次循环过程中吸收的热量小于放出的热量
11、(2024·镇江市高考三模)一定质量的理想气体的压强p与温度t的关系如图所示,该理想气体从状态A依次经过的变化过程,其中AB段的连线过原点O,BC段与t轴平行,CA段与t轴垂直,则
A. 过程,气体分子的平均速率先减小后不变
B. 过程,气体分子间的平均距离先变小后变大
C. 过程,气体分子单位时间内撞击单位面积器壁的次数减少
D. 过程,气体内能的增加量等于气体从外界吸收的热量
12、(2024·宜兴中学高考三模)关于分子动理论,下列说法中正确的是
( )
A. 图甲中,油酸分子直径等于一滴油酸酒精溶液的体积与它形成油膜面积的比值
B. 图乙为分子力与其间距的图像,分子间距从开始增大时,分子势能先变小后变大
C. 图丙中,对应曲线为同一气体温度较高时气体分子的速率分布图
D. 图丁为布朗运动的示意图,温度越高、微粒越大,布朗运动越明显
13、(2024·宜兴中学高考三模)一定质量的理想气体从状态经状态、、回到状态,此过程气体的关系图像如图所示,其中过程为双曲线的一部分,过程平行于坐标轴。已知在状态时气体温度为,则( )
A. 在状态时气体的温度为
B. 四个过程中有两个过程吸热,两个过程放热
C. 过程气体对外做功
D. 从状态经一次循环再回到状态的过程中气体向外放热大于
14、(2024·南京市盐城市高考三模)如图所示,某老师用封闭着一定质量理想气体、横截面积注射器提起质量的桶装水,此时注射器内气柱长度。已知大气压强,环境温度,注射器内气柱最大长度为8cm,g取,注射器和水桶质量可以忽略,不计一切阻力,注射器密封良好。求:
(1)当放下桶装水时,注射器内气柱的长度;
(2)当环境温度变为37℃时,注射器最多能提起桶装水的质量(结果保留三位有效数字)。
15、(2024·苏州市高考三模)如图所示,内壁光滑的导热气缸竖直放置,气缸内用质量为m、横截面积为S的活塞密封一定量气体.起初气体的温度为,活塞与气缸底的距离为h,外界环境温度恒为经过足够长时间后缸内气体与外界环境达到热平衡,在此过程中密闭气体的内能变化量为已知外界大气压为,重力加速度大小为求:
活塞移动的距离;
气体与外界交换的热量
16、(2024·连云港市高考三模)玉龙雪山位于云南省丽江市,是我国最南的雪山,也备受旅行爱好者的关注,由于玉龙雪山的海拔比较高,旅行者登山时,往往会带上几个氧气袋。已知某储存有氧气的容器容积为,开始时封闭的氧气压强为,用该容器向容积为的真空氧气瓶充入氧气,假设氧气可视为理想气体,充气过程中氧气不泄漏,假设氧气瓶的容积和环境的温度恒定。求:
(1)若每个氧气瓶充满气体后压强均为,则可以分装多少个氧气瓶?
(2)若每次给氧气瓶充满气体后两容器内封闭气体的压强相同,则充满10个氧气瓶后容器内剩余的气体的压强与开始时气体的压强之比为多少?
17、(2024·苏州市八校联盟高考三模)某款气压式升降椅,它通过活塞上下运动来控制椅子的升降,其核心部件模型工作原理简图如图所示。圆筒形导热汽缸,开口向上竖直放置在水平地面上,筒长、内部横截面积。横截面积的圆柱形活塞插在汽缸内,在卡环(可使活塞向下运动而不能向上运动,且当活塞运动时与活塞间无力)的作用下保持静止。开始时活塞有的长度伸入汽缸,缸内封闭气体压强。已知活塞与椅面的总质量,大气压强,缸内气体视为理想气体,装置不漏气,环境温度保持不变,不计摩擦。
(1)椅面缓慢下降,若活塞对气体做功32J,则缸内气体____________(选填“吸热”、“放热”),其数值为____________;
(2)某同学先虚坐在椅面上(与椅面间恰无作用力),然后逐渐减小脚对地面的压力,使活塞缓慢下降后脚刚好完全离开地面,并保持稳定。求稳定后气体压强和该同学的质量M。
18、(2024·南京市临江高级中学高考三模)2023年12月21日,神舟十七号航天组完成了天和核心舱太阳翼修复任务。如图所示,气闸舱有两个气闸门,内闸门A与核心舱连接,外闸门B与外太空连接。气闸舱容积,核心舱容积,开始气闸舱和核心舱的气压都为(标准大气压)。航天员要到舱外太空行走,需先进入气闸舱。为节省气体,用抽气机缓慢将气闸舱内的气体抽到核心舱内,当气闸舱气压降到和外太空气压相同时才能打开外闸门B,该过程中两舱温度不变,不考虑漏气、新气体产生、航天员进出舱对气体的影响。求:
(1)内闸门A的表面积是S,每次抽气的体积为,缓慢抽气过程中,抽气机内气体压强与气闸舱内剩余气体压强始终相等。第1次抽气到核心舱后,两舱气体对内闸门A的压力差大小;
(2)每次抽气的体积还是,抽气几次后气闸舱内压强小于。
试卷第4页,共5页
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