专题15 热学 题组3-【区块练】2021-2025年五年高考真题分类汇编物理

专题15　题组三 1.解析　根据＝C，可得p＝T，则从A到B为等容线，即从A到B气体体积不变，则气体分子的数密度不变，选项A错误；从A到B气体的温度升高，则气体分子的平均动能变大，则选项B正确；从A到B气体的压强变大，气体分子的平均速率变大，则单位时间内气体分子对单位面积的器壁的碰撞力变大，选项C错误；气体的分子密度不变，从A到B气体分子的平均速率变大，则单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数增加，选项D错误。故选B。 答案　B 2.解析　(1)金属液刚好充满铸型室时，有h1S1＝h2S2 代入数据解得h2＝0.05 m 则气室内气体的压强p1＝p0＋ρg(h1＋H＋h2) 代入数据解得p1＝1.2×105 Pa。 (2)设注气后气室金属液液面下降的高度为h4，则有 h3S1＝h4S2 解得h4＝0.01 m 由于注气过程中铸型室内温度不变，则对铸型室内气体，由玻意耳定律有 p0S1h1＝p′S1(h1－h3) 解得注气后铸型室内气体的压强p′＝1.25×105 Pa 所以注气后气室内气体压强p2＝p′＋ρg(h3＋H＋h4) 解得p2＝1.35×105 Pa。 答案　(1)0.05 m　1.2×105 Pa　(2)1.35×105 Pa 3.解析　(1)以助力气室内的气体为研究对象，则初态压强p0，体积V0，第一次抽气后，气体体积 V＝V0＋V1 根据玻意耳定律p0V0＝p1V 解得p1＝。 (2)同理第二次抽气p1V0＝p2V 解得p2＝＝2p0 以此类推…… 则当n次抽气后助力气室内的气体压强 pn＝np0 则刹车助力系统为驾驶员省力大小为 ΔF＝(p0－pn)S＝p0S。 答案　(1)　(2)p0S 4.解析　(1)设封闭气体的压强为p1，对两活塞和弹簧的整体受力分析，由平衡条件有 mg＋p0·2S＋2mg＋p1S＝p0S＋p1·2S 解得p1＝p0＋ 对活塞Ⅰ由平衡条件有2mg＋p0·2S＋k·0.1l＝p1·2S 解得弹簧的劲度系数为k＝。 (2)缓慢加热两活塞间的气体使得活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，对两活塞和弹簧的整体由平衡条件可知，气体的压强不变依然为p2＝p1＝p0＋ 即封闭气体发生等压变化，初末状态的体积分别为V1＝×2S＋×S＝，V2＝l2·2S 由气体的压强不变，则弹簧的弹力也不变，故有l2＝1.1l 由状态方程可知＝，解得T2＝T0。 答案　(1)　(2)p0＋　T0 5.解析　(1)设A室内气体体积为VA，由题意知，开始时鱼处于静止状态，对鱼进行受力分析，根据平衡条件有 ρg(V＋VA)＝Mg， 鱼获得加速度a时，根据牛顿第二定律得 pg(V＋ΔV＋VA)－Mg＝Ma， 联立以上两式得pgΔV＝Ma， 以B室静止时为初状态，B室刚获得加速度时为末状态，根据题意知，B室在从静止状态到刚获得加速度的过程中，所处的位置不变，所以鱼体外压强不变，又因为B室气体内的压强等于鱼体外的压强，所以该过程中B室内的压强不变，温度不变，所以B室前后的体积变化就是其质量的变化，则有＝，可得Δm＝。 (2)鱼静止于水面下H处时，鱼受力平衡，其所受重力大小等于所受浮力大小，B室体积为V， 内部压强p＝p0＋ρgH， 鱼静止于水面下H1处时，鱼受力平衡，重力不变，浮力不变，B室体积仍为V，B室内部气体压强p1＝p0＋ρgH1， 鱼静止于水面下H处和H1处，B室内温度不变，又体积不变，故两次B室的质量之比等于其压强之比，则有＝，解得m2＝。 答案　(1)　(2) 6.解析　对B管中的气体，水银还未上升产生高度差时，初态为压强p1B＝p0，体积为V1B＝l2S，末态压强为p2，设水银柱离下端同一水平面的高度为h2，体积为V2B＝(l2－h2)S，由水银柱的平衡条件有 p2B＝p0＋ρgh B管气体发生等温压缩，有p1BV1B＝p2BV2B 联立解得h2＝2 cm 对A管中的气体，初态为压强p1A＝p0，体积为V1A＝l1S，末态压强为p2A，设水银柱离下端同一水平面的高度为h1，则气体体积为V2A＝(l1－h1)S，由水银柱的平衡条件有p2A＝p0＋ρg(h＋h2－h1) A管气体发生等温压缩，有 p1AV1A＝p2AV2A 联立可得2h－191h1＋189＝0 解得h1＝1 cm或h1＝cm>l1(舍去) 则两水银柱的高度差为 Δh＝h2－h1＝1 cm。 答案　1 cm 7.解析　以注入后的所有气体为研究对象，由题意可知瓶内气体发生等温变化，设瓶内气体体积为V1，有 V1＝0.9 mL－0.5 mL＝0.4 mL＝0.4 cm3 注射器内气体体积为V2，有 V2＝0.3×0.4 cm3＝0.12 cm3 根据理想气体状态方程有 p0＝p1V1 代入数据解得 p1＝1.3×105 Pa。 答案　1.3×105 Pa 学科网（北京）股份有限公司 $色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 5.ZxXk.c0m○ 您身边的互联网+教辅专家 专题15 题 班级： 热学 组 姓名： 三学号： 一、选择题 1.(2023·江苏卷)如图所示，密闭容器内一定质量的理想气体由状态A变化到状态B。该 过程中() B A.气体分子的数密度增大 B.气体分子的平均动能增大 C.单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力减小 D.单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小 二、非选择题 2.(2025广东卷)如图是某铸造原理示意图，往气室注入空气增加压强，使金属液沿升液 管进入已预热的铸型室，待铸型室内金属液冷却凝固后获得铸件。柱状铸型室通过排气孔与 大气相通，大气压强p0=1.0×105Pa,铸型室底面积S1=0.2m2,高度hm=0.2m,底面与注 气前气室内金属液面高度差H=0.15m,柱状气室底面积2=0.8m2,注气前气室内气体压强 为o,金属液的密度p=5.0×103kg/m3,重力加速度取g=10ms2,空气可视为理想气体， 不计升液管的体积。 排气孔 进气阀铸型室 气室 管 金属液 (1)求金属液刚好充满铸型室时，气室内金属液面下降的高度2和气室内气体压强p1: (2)若在注气前关闭排气孔使铸型室密封，且注气过程中铸型室内温度不变，求注气后铸 型室内的金属液高度为h3=0.04m时，气室内气体压强p2。 3.(2023·湖南卷)汽车刹车助力装置能有效为驾驶员踩刹车省力。如图，刹车助力装置可 简化为助力气室和抽气气室等部分构成，连杆AB与助力活塞固定为一体，驾驶员踩刹车时， 在连杆AB上施加水平力推动液压泵实现刹车。助力气室与抽气气室用细管连接，通过抽气 降低助力气室压强，利用大气压与助力气室的压强差实现刹车助力。每次抽气时，K1打开， K2闭合，抽气活塞在外力作用下从抽气气室最下端向上运动，助力气室中的气体充满抽气气 室，达到两气室压强相等；然后，K1闭合，K2打开，抽气活塞向下运动，抽气气室中的全 部气体从K2排出，完成一次抽气过程。已知助力气室容积为'，初始压强等于外部大气压 独家授权侵权必究 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 6.zxXk.c0m○ 您身边的互联网+教辅专家 强o,助力活塞横截面积为S,抽气气室的容积为。假设抽气过程中，助力活塞保持不动， 气体可视为理想气体，温度保持不变。 抽气活塞 助力活塞 抽气气室 Po Vo A0 液压泵 水平力S 助力气室 连杆 B (1)求第1次抽气之后助力气室内的压强1： (2)第n次抽气后，求该刹车助力装置为驾驶员省力的大小△F。 4.(2022全国乙卷)如图，一竖直放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成，汽缸中活 塞I和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体，两活塞用一轻质弹簧连接，汽缸连接处有小卡 销，活塞Ⅱ不能通过连接处。活塞I、Ⅱ的质量分别为2m、m,面积分别为2S、S,弹簧原 长为1。初始时系统处于平衡状态，此时弹簧的伸长量为0.11，活塞I、Ⅱ到汽缸连接处的距 离相等，两活塞间气体的温度为T。己知活塞外大气压强为0，忽略活塞与缸壁间的摩擦， 汽缸无漏气，不计弹簧的体积。 (1)求弹簧的劲度系数； (2)缓慢加热两活塞间的气体，求当活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，活塞间气体的压强和 温度。 5.(2022山东卷)某些鱼类通过调节体内鱼鳔的体积实现浮沉。如图所示，鱼鳔结构可简 化为通过阀门相连的A、B两个密闭气室，A室壁厚，可认为体积恒定，B室壁薄，体积可变； 两室内气体视为理想气体，可通过阀门进行交换，质量为M的鱼静止在水面下H处。B室内 气体体积为V,质量为m;设B室内气体压强与鱼体外压强相等，鱼体积的变化与B室气体 体积的变化相等，鱼的质量不变，鱼鳔内气体温度不变，水的密度为，重力加速度为g,大 气压强为o,求： 阀门 B室 A室 独家授权侵权必究 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.ZXXk.com○ 您身边的互联网+教辅专家 (I)鱼通过增加B室体积获得大小为α的加速度，需从A室充入B室的气体质量△m: (2)鱼静止于水面下H1处时，B室内气体质量m2。 6.(2021全国卷1)如图，一玻璃装置放在水平桌面上，竖直玻璃管A、B、C粗细均匀， A、B两管的上端封闭，C管上端开口，三管的下端在同一水平面内且相互连通。A、B两管 的长度分别为1=13.5cm,2=32cm。将水银从C管缓慢注入，直至B、C两管内水银柱的 高度差h=5cm。己知外界大气压为po=75cmHg。求A、B两管内水银柱的高度差。 7.(2021·广东卷)为方便抽取密封药瓶里的药液，护士一般先用注射器注入少量气体到药 瓶里后再抽取药液，如图所示，某种药瓶的容积为0.9mL,内装有0.5mL的药液，瓶内气 体压强为1.0×105Pa,护士把注射器内横截面积为0.3cm2、长度为0.4cm、压强为1.0×105 P的气体注入药瓶，若瓶内外温度相同且保持不变，气体视为理想气体，求此时药瓶内气体 的压强。 & ·独家授权侵权必究