2022届高考备考物理二轮专题练习——计算题专题突破训练：热学

这是一份2022届高考备考物理二轮专题练习——计算题专题突破训练：热学，共11页。试卷主要包含了下图是一款新型酒瓶开启器，，求，封闭等内容，欢迎下载使用。
计算题专题突破训练：热学1．（2022·辽宁·模拟预测）如图所示，一粗细均匀、长度为、导热性能良好的细玻璃管竖直放置，下端封闭，上端开口。长度为的水银柱将长度为的空气柱（可视为理想气体）封闭在玻璃管底部，大气压强，管内空气的初始温度为，热力学温度与摄氏温度之间的关系为。（1）若缓慢升高管内气体的温度，当温度为时，管内水银恰好有一半溢出，求的大小；（2）若保持管内空气温度不变，缓慢倾斜玻璃管，当玻璃管与水平面间的夹角为时，管内水银恰好有一半溢出，求的值。  2．（2022·湖南·永州市第一中学模拟预测）一个底面积为S的光滑导热气缸距离底部为l0和2l0的位置有两个卡槽，卡槽中央有不计质量和厚度的密闭活塞封闭着一定质量的理想气体，大气压强为p0，此时环境温度为T0，理想气体的内能与温度的关系为，重力加速度为g。（1）在活塞上方加入一个砝码，能使活塞恰好到达下方卡槽，求所加砝码质量m；（2）在（1）问的基础上在加上相同的砝码，且将气缸放在温度缓慢升高的环境中，求活塞从开始运动到环境温度达到3T0时，封闭气体吸收的热量Q。   3．（2022·广东汕头·三模）下图是一款新型酒瓶开启器。手握开瓶器，将气针插入软木塞，通过气针对酒瓶进行打气，随着瓶内气体压强不断增大，软木塞将会被顶起。已知：打气前，瓶内气体压强为、体积为，每次将压强为p0、体积为的空气打入瓶内。软木塞的横截面积为、质量为，开瓶器质量为，软木塞与瓶子间的最大静摩擦力为，大气压强为，重力加速度为，假设打气过程温度不变，手对开瓶器的合力为零。求：（1）软木塞被顶起时，瓶内气体压强p为多少？（2）至少要打气几次可使软木塞被顶起？  4．（2022·辽宁·模拟预测）如图所示，内壁光滑、长度均为、横截面积均为的导热汽缸、B，水平固定，B竖直固定，两汽缸之间由一段容积可忽略的细管相连，整个装置置于温度恒定、大气压强为的环境中，活塞C、D的质量及厚度均忽略不计。原长为、劲度系数的水平轻弹簧，一端连接活塞C、另一端固定在位于汽缸缸口的点。开始时活塞D距汽缸B的底部，后在D上放一质量的物体，其中为重力加速度。弹簧始终在弹性限度内，求：（1）稳定后弹簧的形变量；（2）稳定后活塞D下降的距离。 5．（2022·全国·模拟预测）利用如图所示的装置可测量不规则物体的体积。将不规则物体放入体积为的容器B中，将容器B通过细管（容积可忽略）与体积为的容器A相连接，开始时两容器内的气体压强均为大气压强。关闭阀门K，利用充气泵从容器A的充气口对容器A充气，直至容器A中的气体压强为，然后关闭充气口，打开阀门K，足够长时间后发现两容器内的气体压强均为，不考虑气体温度变化，气体可视为理想气体，求：（i）通过充气口充入容器A中的气体在大气压强下的体积；（ii）不规则物体的体积。  6．（2022·湖南师大附中二模）如图所示，A、B、C三段粗细相同且均匀、底部连通的玻璃管竖直放置，A管上端封闭，B管上端开口，C管中有活塞且与管内壁气密性良好，管内有水银，A管中水银液面比B管中水银液面低h=4cm，C管中水银液面比A管中水银液面低h=4cm，A管和C管中封闭气柱长均为9cm，大气压强为76cmHg，将活塞缓慢向下压，使A、B管中水银液面高度差变为14cm（此时C管中仍有水银），求：（1）C管中水银液面下降的高度；（2）活塞向下移动的距离。（结果保留两位有效数字）     7．（2022·河南·三模）如图所示，一竖直放置、内壁光滑的圆柱形汽缸，用厚度不计的活塞封闭一定质量的理想气体，汽缸底端有卡扣。开始时活塞静止在汽缸的中间位置，理想气体的温度T0=300K。现对汽缸内的气体缓慢加热，自开始至温度达到T=700K的过程中，缸内气体吸收的热量为Q=872J。已知活塞的质量为m=1kg、横截面积为S=25cm2，汽缸内壁的高度为h=60cm，外界大气压强为p0=1.0×105Pa，取g=10m/s2，求：（1）当汽缸内理想气体的温度为T1=500K时，活塞距缸底的高度H；（2）自开始至温度达到T=700K的过程中，缸内气体内能的变化量ΔU。  8．（2022·山西大附中三模）如图甲所示，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置，管长为L，管里一段长L的水银柱封住一段长L的气柱，温度为T0，大气压强为p0。若L水银柱产生的压强为p0。（1）现通过升高气体温度，使水银柱上端恰好到达管口，则气体温度应升为多少？（2）保持气体温度不变，在管口加一个厚度、重力均不计的活塞，给活塞加一个向下的力，使活塞缓慢向下移动，当水银柱下降L时，活塞下降的距离为多少？    9．（2022·山东日照·模拟预测）如图所示为某兴趣小组设计的一种气压型“体积测量仪”的工作原理示意图，该测量仪可以测量不规则物体的体积。A（压气筒）和B（测量罐）均为高L、横截面积S的导热气缸，中间用体积可忽略不计的细管连接，C为质量m、润滑良好且厚度不计的密闭活塞，将缸内的理想气体（氮气）封闭。当外界大气压为，环境温度为27℃时，活塞正好在压气筒A的顶部。现在C活塞上放置一质量5m的重物，活塞缓慢下移，待缸内温度再次和环境温度相等时，测量活塞与缸底的间距为0.6L，求：（1）放置重物之前，缸内气体的压强P1；（2）不规则物体的体积v。  10．（2022·河北衡水·二模）如图甲所示，一竖直放置的导热汽缸上端开口，汽缸壁内有卡口和，其中卡口距缸底的高度为。卡口之间有一活塞，其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞面积为S，厚度可忽略，不计活塞和汽缸壁之间的摩擦。开始时活塞静止在卡口上，汽缸中气体经历如图乙所示的、、三个过程。求：（i）气体经历整个过程中对外做的功；（ii）气体处于状态时，活塞与卡口间的弹力大小。   11．（2022·山东潍坊·二模）负压救护车，又被称为“最强口罩”，是救护车的一种，主要用于危重感染患者的转运与抢救，利用技术手段，使车内气压低于外界大气压，所以带病毒的空气只能由车外流向车内，经过无害化处理后再排出，从而限制病毒传播，最大程度减少交叉感染。一般负压值（车外与车内气压差）为时效果比较理想。假设有一负压救护车，开放状态时，车内外的气压均为，车内温度为；正常工作时，车内温度为，负压值为。空气可视为理想气体，车外环境保持不变。求：（1）若车在处于开放状态时，使车内密闭，将车内温度升高到，求此时车内气体的压强；（2）车内由开放状态变为正常工作状态，需抽取出的气体质量与原来气体质量的百分比为多少。  12．（2022·湖南·模拟预测）工业测量中，常用充气的方法较精确地测量特殊容器的容积和检测密封性能。为测量某空香水瓶的容积，将该瓶与一带活塞的气缸相连，气缸和香水瓶内气体压强均为p0，气缸内封闭气体体积为V0，推动活塞将气缸内所有气体缓慢推入瓶中，测得此时瓶中气体压强为p，香水瓶导热性良好，环境温度保持不变。（1）求香水瓶容积V；（2）若密封性能合格标准为：在测定时间内，漏气质量小于原密封质量的1%视为合格。将该空香水瓶封装并静置较长一段时间，发现瓶内气体温度从T升高到1.2T，其压强由p变为1.16p，通过计算判断该瓶密封性能是否合格。  13．（2022·广东·模拟预测）如图，一粗细均匀的U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上端与大气相通，下端开口处开关K关闭：A侧空气柱的长度为，管中气体温度A为300K：B侧水银面比A侧的高。已知大气压强。（1）若仅通过加热封闭气体使B侧水银面比A侧的高，求此时A管气体的温度；（2）若封闭气体温度不变，仅将开关K打开，从U形管中放出部分水银，当两侧水银面相平时将开关K关闭。求从底端流出的水银的长度。（整个装置中管的横截面均相同）。  14．（2022·重庆·模拟预测）可折叠轮椅（RevolveAir）的发明为参加北京冬残奥会的运动员的出行提供了便利。该轮椅只需简单几步，能缩至不到的拉杆箱大小，并可带上飞机放入行李舱。若轮椅折叠收入箱中时，轮胎中空气全部被排尽，打开使用时需重新充气。已知大气压强为且保持不变，某次在室温下（）对轮胎充气，使轮胎内压强达到。单边轮胎充满气时内部气体体积为，且充好后轮胎不漏气。（1）若打气筒每次充入的压强为的空气，则对单边轮胎共需打气多少次？（2）若运动员坐上轮椅后，轮胎内气体体积变为，要使轮胎内压强不超过，则行驶时胎内气体温度应不超过多少摄氏度？（不考虑行驶过程中胎内气体体积的变化，取）  15．（2022·湖南省隆回县第二中学模拟预测）如图所示，一玻璃连通器竖直放暨，竖直玻璃管A、B、C均粗细均匀，A、B两管的上端封闭，C管的上端开口。初态时，A管内空气柱的长度，B管内空气柱的长度，C管内水银面比B管内水银面高，B管内水银面比A管内水银面高。已知大气压强。现将开关K打开，从连通器中缓慢放出部分水银，当B、C两管内水银面相平时将开关K关闭，忽略A管和B管内空气柱的温度变化。求此时：（1）B管内气柱的长度；（2）A、B两管内水银面的高度差。  16．（2022·湖北·模拟预测）如图甲所示，汽缸A的体积是汽缸B体积的1.5倍，汽缸C与汽缸B的体积相同。当活塞从汽缸A的最右端N移动到最左端M完成一次抽气时，打开、关闭。从M到N完成一次充气时，关闭、打开。某一次抽气前，活塞位于N处。如图乙所示，B、C中封闭有压强均为的同种理想气体。整个装置气密性和导热性良好，环境温度保持不变。求：（1）完成一次抽气后，汽缸B内气体的压强；（2）完成一次抽气和充气后，汽缸C内气体的压强。 17．（2022·安徽·定远二中模拟预测）随着社会发展，科技的飞快进步以及中国汽车工业的飞速发展，新能源汽车已经走进我们的生活，它主要具有节能、环保、省钱、舒适、噪音小等优点，我国生产的某品牌节能汽车，其后轮胎标准胎压为2.50P0。当车外温度显示为27℃，胎压监测系统在仪表盘上显示为2.50P0，在冬天某日车辆使用时，车外温度显示为7℃，发现仪表盘上显示为2.33P0，此时，车胎内气体可看作理想气体，车胎内体积可视为不变（大气压强P0=1.0×105Pa）.（1）试分析冬天某日时，后轮胎是否有漏气；（2）若后轮胎的容积是25L，要使该车胎在使用时胎压恢复到2.50P0，需要充入一定量的压强为2.40P0的同种气体多少？充气过程中车胎内温度视为不变。  18．（2022·甘肃·二模）如图所示是一个连通器装置，连通器的右管横截面积为左管的两倍，左端封闭，封有长为30cm的气柱，左右两管水银面高度差为37.5cm，左端封闭端下60cm处有一细管用开关D封闭，细管上端与大气连通，若将开关D打开（空气从D处进入水银柱将其分为上下两部分，水银不会进入细管，稳定后会在左管内产生一段新的空气柱（设此过程中温度不变）。已知外界大气压强。求：稳定后左端管内的所有气柱的总长度为多少？
参考答案：1．（1）360K；（2）2．（1）；（2）+ p0l0S3．（1）；（2）4．（1）；（2）5．（i）4V0；（ii）6．（1）12cm；（2）14cm7．（1）10cm；（2）800J8．（1）2T0；（2）9．（1）；（2）10．（i）；（ii）11．（1）；（2）12．（1）；（2）不合格。13．（1）420K；（2）3.8cm14．（1）40次；（2）15．（1）；（2）16．（1）0.4p0；（1）1.6p017．（1）轮胎没有漏气；（2）18．35cm