黑吉辽蒙2026届高考物理热学大题练习卷一

2026届黑吉辽蒙高考物理热学大题练习卷 1．如图所示，竖直固定的注射器1用连接管与水平注射器2相连，注射器1和2的气缸口处各固定一卡环，初始时横截面积为S的活塞1静靠在卡环下方且与卡环无作用力，到气缸底部的距离为L，横截面积为2S的活塞2到气缸底部的距离为2L。已知两注射器内壁均光滑，外界大气压强恒为，活塞1的质量，温度保持不变，装置导热良好，封闭气体可视为理想气体，不计两活塞的厚度以及连接管内气体的体积。现缓慢水平向左推动活塞2，使注射器内气体的压强增大到，重力加速度大小为g，求该过程中： (1)活塞2向左运动的距离； (2)从注射器2进入注射器1的气体占注射器2原有气体的质量比。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）对初始时的活塞1，由平衡条件得 解得初始时封闭气体的压强 对两注射器内的封闭气体，由玻意耳定律可得 可得 解得 故 （2）对注射器2中气体，由玻意耳定律： 解得 故 解得 2．高度为L的直立气缸有两个通气阀门，气缸四壁轻薄且视为刚性，如图甲所示，底部与活塞之间用轻质弹簧连接，活塞静止时恰好位于气缸正中间（见图甲），活塞与气缸之间密闭性良好且无摩擦。已知弹簧原长为L，弹簧体积不计。关闭通气阀门后，将气缸缓慢逆时针放倒，活塞再次静止时，与气缸左壁的距离为，如图乙所示。已知气缸内的温度保持不变，大气压强为，活塞面积为S，活塞厚度不计，重力加速度为g。 (1)求图乙中左、右侧气体的压强之比； (2)求活塞的质量； (3)若从图甲到图乙，左侧气体对活塞做功为，那么左侧气体吸热（或放热）是多少？ 【答案】(1)2:1 (2) (3) 【详解】（1）关闭通气阀门后，从图甲到图乙，图乙中左、右侧气体均做等温变化，由玻意耳定律得 ， 解得， 压强之比 （2）在图甲中，活塞在气缸正中间且受力平衡，设弹簧的劲度系数为k，由胡克定律得 活塞受力平衡，有 在图乙中，活塞受力平衡，有 代入化简得 解得 （3）从图甲到图乙，左侧气体做等温变化，内能不变，体积收缩，活塞对左侧气体做功，由热力学第一定律得 其中， 可得 故左侧气体向外界放热。 3．如图，一竖直放置的导热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，两活塞用一轻杆连接。活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为2m、m，，面积分别为2S、S，，轻杆长为。初始时系统处于平衡状态，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等，环境温度为。已知活塞外大气压强为，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，不计轻杆的体积。（重力加速度取） (1)求活塞间气体的压强； (2)若向活塞Ⅰ上方缓慢倒沙，求活塞Ⅰ刚运动到汽缸连接处时，倒入沙子的总质量； (3)若从初始状态开始，缓慢降低活塞间气体温度，当轻杆上的弹力大小增大到初始值的2倍时会断裂，为保证轻杆不断，求活塞间气体的最低温度。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）分析活塞和轻杆的受力，根据平衡条件有 得 （2）依题意初态有，末态有，缓慢倒沙的过程中封闭气体温度不变，由玻意耳定律有 得 设倒入沙子的总质量为，分析活塞、轻杆和沙子的受力，有 得 （3）从初始状态开始，缓慢降低活塞间气体温度，活塞下降，封闭气体做等压变化，轻杆上的弹力大小不变，直到活塞Ⅰ运动到汽缸连接处，之后温度继续降低，封闭气体体积不变，压强减小，轻杆上的弹力增大，设弹力恰增大到初始值的2倍时气体的压强为 初态，分析活塞Ⅰ的受力，此时杆对活塞Ⅰ的力为向下的拉力，有 得 末态，分析活塞Ⅱ的受力，此时杆对活塞Ⅱ的力为向下的支持力，有 得 对全程，由气态方程有 得 4．某种肺活量测试的规则为：一次尽力吸气并快速尽力呼出后，呼出气体的温度视为人体内的热力学温度，气体在一个大气压强下的体积作为肺活量测试的结果。物理兴趣小组的同学用如图所示的装置进行测试，两导热良好的气缸、之间由细管相连，气缸的底面积为S，高度为，内部充满密度为的液体，气缸的底面积为2S，高为2H。气缸顶部的小孔和与气缸连接的软管均与大气连通。测试时，甲同学通过软管向气缸中吹气，然后立即关闭气缸顶部的阀门，经过一段时间稳定后，气缸中的液体恰好全部流入气缸。已知，，环境温度，，，，取重力加速度，细管的体积、软管的体积以及呼出气体中水蒸气的影响均忽略不计，呼出的气体可视为理想气体。 (1)求甲同学的肺活量； (2)由于气缸高度的限制，乙同学测试前先将气缸上方的小孔封闭，重复甲同学操作，稳定后气缸中的液体也恰好全部流入气缸中，则乙同学肺活量是甲同学肺活量的多少倍？ 【答案】(1) (2)1.97 【详解】（1）稳定时，气缸中气体压强 气体状态满足 解得 代入数据可知 （2）设乙同学的肺活量为，B中气体发生等温变化 解得 中气体有 解得 解得 5．如图所示，一竖直放置的导热圆筒高度，进行科学实验时，将圆筒开口向下，由水面沿竖直方向缓慢下压，筒口距离水面的深度为（未知）时，封闭气柱的长度恰好为。已知下压过程中气体温度保持不变，圆筒中的气体可视为理想气体，水的密度，大气压强，重力加速度大小。 (1)求； (2)若保持不变，向圆筒内压入空气，使圆筒内的水恰好全部排出，求压入的空气质量与圆筒中原有的空气质量之比。 【答案】(1)10.5m (2)1.05 【详解】（1）设圆筒的横截面积为，则初始状态下圆筒内气体的压强为，体积为 筒口距离水面的深度为时，圆筒内气体的压强为 体积为 则由玻意耳定律有 代入数据联立解得 （2）设向圆筒内压入压强为的空气体积为，压入气体后圆筒内气体的压强为，则 则由玻意耳定律有 代入数据联立解得 所以压入的空气质量与圆筒中原有的空气质量之比为 6．截面均匀，下端A封口的细长试管AB竖直放置，管的下方封有一段长为的空气，管的中间部分有一段长为的水银柱，开始时，管的上端B与大气连通，长度也为。大气压强恰好为，其中ρ为水银密度，g为重力加速度。 (1)如果先将B端封住，再将试管缓慢倒转，试问：管中近A端空气柱长度与近B端空气柱长度各为多少倍； (2)如果B端先与大气连通，先将试管缓慢倒转，然后再缓慢地回转，试问：最后管中近A端空气柱长度为多少倍。 【答案】(1)， (2) 【详解】（1）研究近A 端气体，初态下压强 长度​ 研究近B 端气体，初态下压强 长度​ 试管总长度​ 倒转后状态，设近 A 端气体长度为，近B 端气体长度为，则 设近B 端气体压强为，近A 端气体压强为，则 对近A 端气体，根据玻意耳定律有 对近B 端气体，根据玻意耳定律有 解得， （2）如果B端先与大气连通，倒转后，假设水银不外流，近A端空气柱长度仍记为，根据玻意耳定律有 解得 此时近A端部分空气柱长度加上水银柱长度超过了玻璃管总长，说明此过程中有水银溢出。设余下部分水银柱长度为，根据玻意耳定律有 由长度关系可得 解得 试管再回转，根据玻意耳定律有 解得 7．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，两活塞用一轻杆连接，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，，轻杆长为。初始时系统处于平衡状态，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T0 = 300K。已知活塞外大气压强为，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，不计轻杆的体积。（重力加速度常量） (1)求活塞间气体的压强； (2)轻杆上力的大小； (3)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，活塞间气体的温度。 【答案】(1) (2)40N (3)400K 【详解】（1）设封闭气体的压强为，对两活塞和轻杆的整体受力分析，由平衡条件有 代入数据解得 （2）对活塞Ⅰ分析，由平衡条件 解得轻杆上的力为 （3）缓慢加热两活塞间的气体，使活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，对两活塞和轻杆的整体分析，由平衡条件可知，气体的压强不变依然为 即封闭气体发生等压过程，由等压方程可知，， 代入数据解得 8．如图，某刚性绝热轻杆将导热U形管固定在某高度，左管与大气相通，右管用轻活塞封闭一定质量的气体，活塞通过刚性轻杆与轻活塞相连，固定在地面上的导热气缸内装有气体。已知活塞平衡时，左右两管的水银高度差为，气柱长为，活塞到缸底距离为，环境大气压，温度为，活塞可在气缸内无摩擦的移动且不漏气。活塞的面积分别为。求： (1)活塞平衡时，缸内气体的压强为多少？ (2)对气缸进行加热，U形管内水银柱相平时，气缸中气体温度为多少摄氏度？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）对气体有 对活塞整体受力分析有： 解得： （2）当左右两侧水银柱相平时有： 对气体有状态参量如下：，，， 由理想气体状态方程可知： 解得 由几何关系： 解得活塞上升的距离为 对活塞整体受力分析 解得 对气体由状态参量如下：，，，， 由理想气体状态方程得： 得 9．如图1所示，导热性良好的汽缸内用光滑活塞封闭着一定质量的理想气体，汽缸开口向下悬挂在天花板上并保持静止，此时汽缸内空气柱长度为；当汽缸按如图2所示开口向上静置在地面上时，汽缸内的空气柱长度为。已知汽缸的横截面积为S，大气压强为，重力加速度为g，环境温度保持不变。 (1)求活塞的质量； (2)现用外力缓慢向上拉图2的活塞（汽缸始终未离开地面），当汽缸内空气柱的长度再次变为时，外力做的功为，求汽缸内气体从环境中吸收的热量。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）对题图1中的活塞受力分析，有 对题图2中的活塞受力分析，有 对汽缸内的气体，由玻意耳定律，有 联立解得 （2）设汽缸内气体对活塞做的功为，对活塞由动能定理可得 则活塞对气体做的功 环境温度不变，由热力学第一定律可知 联立解得汽缸内气体从环境中吸收的热量为 10．如图甲所示，有一开口向下，高度为、底面积为的绝热气缸固定在水平面上，气缸内部有加热装置，在缸口处有固定卡环，绝热活塞与气缸内壁之间无摩擦力。将一定质量的理想气体封闭在活塞上方，开始时封闭气体的温度为，压强为，活塞正好位于气缸的中间位置。现通过电热丝缓慢加热，封闭气体先后经历了如图乙所示的由的状态变化过程，图中标出的量为已知量。已知外界大气压强为，重力加速度为，活塞的厚度不计，求： (1)活塞的质量以及活塞刚运动到卡环时缸内气体的温度； (2)若已知气体的内能为（为已知常量），求过程中缸内气体吸收的热量。 【答案】(1)    (2) 【详解】（1）初始状态时气体压强，体积，温度，对活塞受力分析有，外界大气压力向上，内部气体压力向下，活塞重力向下。由平衡条件，得 解得 从是等压过程，体积从变为。根据盖•吕萨克定律有 代入数据解得。 （2）是等压过程，气体等压膨胀，对外做功 内能变化 根据热力学第一定律，有 是等容变化，气体体积不变，对外做功 由查理定律有 解得 内能变化 根据热力学第一定律 过程中缸内气体吸收的热量。 11．如图所示为空间站内部的结构简图，核心舱内气体的压强为，气闸舱内为真空，宇航员需要出舱检修设备，先关闭闸门B，打开闸门A，由核心舱进入气闸舱后关闭闸门A。再通过抽气机抽取气闸舱内的气体，每次抽气都将抽出的气体排放在核心舱中。当气闸舱内的压强降到一定值后，打开外闸门B，宇航员出舱检修设备，同时剩余气体排到外太空的真空环境中。若气闸舱的容积为，核心舱的容积为，抽气机每次抽气的体积为，抽气机每次抽气结束时气体压强始终与气闸舱内气体压强相等。不考虑抽气过程中温度的变化，气体视为理想气体，忽略宇航员自身的体积。 (1)宇航员打开闸门A进入气闸舱时气体的压强； (2)第一次抽气排放到核心舱后核心舱内气体的压强； (3)次抽气后，气闸舱内的气体压强。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）打开闸门前后对气体分析，由玻意耳定律可得 解得气闸舱内的气体压强 （2）从气闸舱里第1次抽气后，气闸舱内气体压强变为，将抽气机和气闸舱内的气体作为整体研究，由玻意耳定律可得   将第1次将抽气机中气体排放到核心舱后，核心舱内气体压强为，由玻意耳定律可得 解得 （3）对气闸舱内的气体，抽气机每次抽气的体积 第一次抽气则有 解得 第二次抽气则有 解得 同理n次抽气后，气闸舱内气体的压强       即 12．如图所示，汽缸Ⅰ、Ⅱ由细管连通，细管上的阀门K处于关闭状态，汽缸Ⅰ内的气体A压强为体积为；汽缸Ⅱ中一轻质活塞封闭一定质量的气体B，气体B的体积为。最初气体A、B的温度均与外界气温相同，为300K。现将汽缸Ⅰ置于温度恒为360K的恒温槽中。已知最初汽缸Ⅱ内封闭气体质量为m，汽缸Ⅱ足够高且导热良好，细管容积忽略不计，外界温度恒定，外界大气压强为，气体均为理想气体，不计活塞与汽缸壁的摩擦。 (1)气体A状态稳定后，压强为多大？ (2)气体A状态稳定后，撤去恒温槽，将阀门K打开，求最终汽缸Ⅱ内活塞下方气体的质量。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）A做等容变化，对A由查理定律 其中，， 解得 （2）撤去恒温槽后，A温度降回，体积仍为，由查理定律得A的压强回到； 打开阀门K后，整体导热，温度均为，根据平衡条件可知，轻质活塞平衡后总压强为，初始时对A、B，根据理想气体状态方程有， 则两气体总物质的量为 平衡后，汽缸Ⅰ容积为，其中气体物质的量为 因此Ⅱ中气体物质的量 解得 同温同压下，质量比等于物质的量之比，故Ⅱ中气体质量 13．如图所示，上端开口、下端封闭的足够长光滑气缸（右侧带有足够长且上端开口的细玻璃管）竖直固定在调温装置内。气缸导热性能良好，用活塞封闭一定质量理想气体。现用调温装置对封闭气体缓慢加热，T1=300K时，活塞刚开始向上运动且细玻璃管内水面与气缸内水面的高度差h=1m，此时缸内气体的体积V1=2×10⁻3m3；继续缓慢加热至温度T2=330K，活塞移动至某一位置后静止不动；保持温度不变，锁定活塞，再缓慢地从细玻璃管中抽出部分水直至细玻璃管内的水面与缸内的水面相平，达到最终状态。已知从T1到最终状态，气体吸收的热量为Q=116.6J；从T2到最终状态，气体对外做功为W1=19.4J，大气压强p0=1×105pa，水的密度ρ=1×103kg/m3。求： (1)气体在最终状态时的体积； (2)从T1到最终状态气体内能的变化量。 【答案】(1)2.42×10-3m3 (2) 【详解】（1）从到最终状态，根据理想气体状态方程 其中，， 解得 （2）从缓慢加热至，气体状态变化为等压变化 气体对外做功为 解得 根据热力学第一定律 解得 14．如图所示，一内横截面积的圆柱形气缸静置于水平地面上，气缸下部有小缺口与外界大气连通。气缸内轻质活塞上部密闭一定质量的理想气体，开始时，气柱长度，压强与大气压强相等且均为，温度；活塞下部连接一劲度系数的轻质弹簧，弹簧下端固定在气缸底部并处于原长。现通过加热装置（体积忽略不计）对密闭气体缓慢加热，当气体温度升高到时，活塞开始向下滑动并压缩弹簧；继续缓慢加热，活塞下滑时停止加热，活塞同时停止下滑。活塞下滑过程中与气缸内壁之间的滑动摩擦力保持不变，且与最大静摩擦力相等，弹簧始终在弹性限度内。 (1)求活塞与气缸内壁之间的滑动摩擦力大小f； (2)求活塞下滑时气体的温度； (3)从开始加热到活塞下滑的过程中，气体从外界吸收的热量，求此过程中气体内能的增加量。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）设轻活塞开始滑动时密闭气体的压强为，由查理定律有 解得 对轻活塞受力分析有 解得 （2）轻活塞刚好下滑时，设气体压强为，对轻活塞受力分析有 且 解得 由理想气体状态方程有 解得 （3）整个过程中，气体压强随距离均匀增加，由平均力法可得外界对气体做功 由热力学第一定律 解得 15．、是两个完全相同的圆柱体密闭容器，横截面积，、两活塞厚度一样，质量不同，分别为，，活塞下方为水，密度，上方为封闭气体，初始状态两气体体积均为，两容器底部用细管相连，细管容积忽略不计，气体温度始终保持不变，现通过右侧容器底部的阀门抽出体积为的水后，发现左侧液面比右侧液面高。求初状态两侧气体压强。 【答案】左侧，右侧 【详解】设初始状态M、N中气体的压强分别为、，对应水对活塞产生的压强为，根据平衡条件可得， 解得， 设放出的水后，设此时M、N容器内气体的压强分别为、，体积分别为、，水对活塞A的压强为，根据平衡条件可得， 初始状态气体的体积 放出水后稳定时气体的体积， 整个过程为等温变化，根据玻意耳定律可得， 联立代入数据解得， 即初状态时左侧气体压强大小为，右侧气体压强大小为 答案第10页，共12页 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026届黑吉辽蒙高考物理热学大题练习卷 1．如图所示，竖直固定的注射器1用连接管与水平注射器2相连，注射器1和2的气缸口处各固定一卡环，初始时横截面积为S的活塞1静靠在卡环下方且与卡环无作用力，到气缸底部的距离为L，横截面积为2S的活塞2到气缸底部的距离为2L。已知两注射器内壁均光滑，外界大气压强恒为，活塞1的质量，温度保持不变，装置导热良好，封闭气体可视为理想气体，不计两活塞的厚度以及连接管内气体的体积。现缓慢水平向左推动活塞2，使注射器内气体的压强增大到，重力加速度大小为g，求该过程中： (1)活塞2向左运动的距离； (2)从注射器2进入注射器1的气体占注射器2原有气体的质量比。 2．高度为L的直立气缸有两个通气阀门，气缸四壁轻薄且视为刚性，如图甲所示，底部与活塞之间用轻质弹簧连接，活塞静止时恰好位于气缸正中间（见图甲），活塞与气缸之间密闭性良好且无摩擦。已知弹簧原长为L，弹簧体积不计。关闭通气阀门后，将气缸缓慢逆时针放倒，活塞再次静止时，与气缸左壁的距离为，如图乙所示。已知气缸内的温度保持不变，大气压强为，活塞面积为S，活塞厚度不计，重力加速度为g。 (1)求图乙中左、右侧气体的压强之比； (2)求活塞的质量； (3)若从图甲到图乙，左侧气体对活塞做功为，那么左侧气体吸热（或放热）是多少？ 3．如图，一竖直放置的导热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，两活塞用一轻杆连接。活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为2m、m，，面积分别为2S、S，，轻杆长为。初始时系统处于平衡状态，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等，环境温度为。已知活塞外大气压强为，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，不计轻杆的体积。（重力加速度取） (1)求活塞间气体的压强； (2)若向活塞Ⅰ上方缓慢倒沙，求活塞Ⅰ刚运动到汽缸连接处时，倒入沙子的总质量； (3)若从初始状态开始，缓慢降低活塞间气体温度，当轻杆上的弹力大小增大到初始值的2倍时会断裂，为保证轻杆不断，求活塞间气体的最低温度。 4．某种肺活量测试的规则为：一次尽力吸气并快速尽力呼出后，呼出气体的温度视为人体内的热力学温度，气体在一个大气压强下的体积作为肺活量测试的结果。物理兴趣小组的同学用如图所示的装置进行测试，两导热良好的气缸、之间由细管相连，气缸的底面积为S，高度为，内部充满密度为的液体，气缸的底面积为2S，高为2H。气缸顶部的小孔和与气缸连接的软管均与大气连通。测试时，甲同学通过软管向气缸中吹气，然后立即关闭气缸顶部的阀门，经过一段时间稳定后，气缸中的液体恰好全部流入气缸。已知，，环境温度，，，，取重力加速度，细管的体积、软管的体积以及呼出气体中水蒸气的影响均忽略不计，呼出的气体可视为理想气体。 (1)求甲同学的肺活量； (2)由于气缸高度的限制，乙同学测试前先将气缸上方的小孔封闭，重复甲同学操作，稳定后气缸中的液体也恰好全部流入气缸中，则乙同学肺活量是甲同学肺活量的多少倍？ 5．如图所示，一竖直放置的导热圆筒高度，进行科学实验时，将圆筒开口向下，由水面沿竖直方向缓慢下压，筒口距离水面的深度为（未知）时，封闭气柱的长度恰好为。已知下压过程中气体温度保持不变，圆筒中的气体可视为理想气体，水的密度，大气压强，重力加速度大小。 (1)求； (2)若保持不变，向圆筒内压入空气，使圆筒内的水恰好全部排出，求压入的空气质量与圆筒中原有的空气质量之比。 6．截面均匀，下端A封口的细长试管AB竖直放置，管的下方封有一段长为的空气，管的中间部分有一段长为的水银柱，开始时，管的上端B与大气连通，长度也为。大气压强恰好为，其中ρ为水银密度，g为重力加速度。 (1)如果先将B端封住，再将试管缓慢倒转，试问：管中近A端空气柱长度与近B端空气柱长度各为多少倍； (2)如果B端先与大气连通，先将试管缓慢倒转，然后再缓慢地回转，试问：最后管中近A端空气柱长度为多少倍。 7．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，两活塞用一轻杆连接，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，，轻杆长为。初始时系统处于平衡状态，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T0 = 300K。已知活塞外大气压强为，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，不计轻杆的体积。（重力加速度常量） (1)求活塞间气体的压强； (2)轻杆上力的大小； (3)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，活塞间气体的温度。 8．如图，某刚性绝热轻杆将导热U形管固定在某高度，左管与大气相通，右管用轻活塞封闭一定质量的气体，活塞通过刚性轻杆与轻活塞相连，固定在地面上的导热气缸内装有气体。已知活塞平衡时，左右两管的水银高度差为，气柱长为，活塞到缸底距离为，环境大气压，温度为，活塞可在气缸内无摩擦的移动且不漏气。活塞的面积分别为。求： (1)活塞平衡时，缸内气体的压强为多少？ (2)对气缸进行加热，U形管内水银柱相平时，气缸中气体温度为多少摄氏度？ 9．如图1所示，导热性良好的汽缸内用光滑活塞封闭着一定质量的理想气体，汽缸开口向下悬挂在天花板上并保持静止，此时汽缸内空气柱长度为；当汽缸按如图2所示开口向上静置在地面上时，汽缸内的空气柱长度为。已知汽缸的横截面积为S，大气压强为，重力加速度为g，环境温度保持不变。 (1)求活塞的质量； (2)现用外力缓慢向上拉图2的活塞（汽缸始终未离开地面），当汽缸内空气柱的长度再次变为时，外力做的功为，求汽缸内气体从环境中吸收的热量。 10．如图甲所示，有一开口向下，高度为、底面积为的绝热气缸固定在水平面上，气缸内部有加热装置，在缸口处有固定卡环，绝热活塞与气缸内壁之间无摩擦力。将一定质量的理想气体封闭在活塞上方，开始时封闭气体的温度为，压强为，活塞正好位于气缸的中间位置。现通过电热丝缓慢加热，封闭气体先后经历了如图乙所示的由的状态变化过程，图中标出的量为已知量。已知外界大气压强为，重力加速度为，活塞的厚度不计，求： (1)活塞的质量以及活塞刚运动到卡环时缸内气体的温度； (2)若已知气体的内能为（为已知常量），求过程中缸内气体吸收的热量。 11．如图所示为空间站内部的结构简图，核心舱内气体的压强为，气闸舱内为真空，宇航员需要出舱检修设备，先关闭闸门B，打开闸门A，由核心舱进入气闸舱后关闭闸门A。再通过抽气机抽取气闸舱内的气体，每次抽气都将抽出的气体排放在核心舱中。当气闸舱内的压强降到一定值后，打开外闸门B，宇航员出舱检修设备，同时剩余气体排到外太空的真空环境中。若气闸舱的容积为，核心舱的容积为，抽气机每次抽气的体积为，抽气机每次抽气结束时气体压强始终与气闸舱内气体压强相等。不考虑抽气过程中温度的变化，气体视为理想气体，忽略宇航员自身的体积。 (1)宇航员打开闸门A进入气闸舱时气体的压强； (2)第一次抽气排放到核心舱后核心舱内气体的压强； (3)次抽气后，气闸舱内的气体压强。 12．如图所示，汽缸Ⅰ、Ⅱ由细管连通，细管上的阀门K处于关闭状态，汽缸Ⅰ内的气体A压强为体积为；汽缸Ⅱ中一轻质活塞封闭一定质量的气体B，气体B的体积为。最初气体A、B的温度均与外界气温相同，为300K。现将汽缸Ⅰ置于温度恒为360K的恒温槽中。已知最初汽缸Ⅱ内封闭气体质量为m，汽缸Ⅱ足够高且导热良好，细管容积忽略不计，外界温度恒定，外界大气压强为，气体均为理想气体，不计活塞与汽缸壁的摩擦。 (1)气体A状态稳定后，压强为多大？ (2)气体A状态稳定后，撤去恒温槽，将阀门K打开，求最终汽缸Ⅱ内活塞下方气体的质量。 13．如图所示，上端开口、下端封闭的足够长光滑气缸（右侧带有足够长且上端开口的细玻璃管）竖直固定在调温装置内。气缸导热性能良好，用活塞封闭一定质量理想气体。现用调温装置对封闭气体缓慢加热，T1=300K时，活塞刚开始向上运动且细玻璃管内水面与气缸内水面的高度差h=1m，此时缸内气体的体积V1=2×10⁻3m3；继续缓慢加热至温度T2=330K，活塞移动至某一位置后静止不动；保持温度不变，锁定活塞，再缓慢地从细玻璃管中抽出部分水直至细玻璃管内的水面与缸内的水面相平，达到最终状态。已知从T1到最终状态，气体吸收的热量为Q=116.6J；从T2到最终状态，气体对外做功为W1=19.4J，大气压强p0=1×105pa，水的密度ρ=1×103kg/m3。求： (1)气体在最终状态时的体积； (2)从T1到最终状态气体内能的变化量。 14．如图所示，一内横截面积的圆柱形气缸静置于水平地面上，气缸下部有小缺口与外界大气连通。气缸内轻质活塞上部密闭一定质量的理想气体，开始时，气柱长度，压强与大气压强相等且均为，温度；活塞下部连接一劲度系数的轻质弹簧，弹簧下端固定在气缸底部并处于原长。现通过加热装置（体积忽略不计）对密闭气体缓慢加热，当气体温度升高到时，活塞开始向下滑动并压缩弹簧；继续缓慢加热，活塞下滑时停止加热，活塞同时停止下滑。活塞下滑过程中与气缸内壁之间的滑动摩擦力保持不变，且与最大静摩擦力相等，弹簧始终在弹性限度内。 (1)求活塞与气缸内壁之间的滑动摩擦力大小f； (2)求活塞下滑时气体的温度； (3)从开始加热到活塞下滑的过程中，气体从外界吸收的热量，求此过程中气体内能的增加量。 15．、是两个完全相同的圆柱体密闭容器，横截面积，、两活塞厚度一样，质量不同，分别为，，活塞下方为水，密度，上方为封闭气体，初始状态两气体体积均为，两容器底部用细管相连，细管容积忽略不计，气体温度始终保持不变，现通过右侧容器底部的阀门抽出体积为的水后，发现左侧液面比右侧液面高。求初状态两侧气体压强。 答案第10页，共12页 2 学科网（北京）股份有限公司 $