新高考浙江版2025届高考物理一轮总复习训练大题增分特训10热学(人教版)

这是一份新高考浙江版2025届高考物理一轮总复习训练大题增分特训10热学(人教版)，共4页。试卷主要包含了如图所示,质量m=0，8J，6cm等内容，欢迎下载使用。

(1)求此时汽缸内空气的压强。
(2)求此时外力F的大小。
(3)在汽缸缓慢向右运动的过程中,请判断气体是吸热还是放热,比较外界对汽缸内气体所做的功W与气体跟外界交换的热量Q的大小并说明理由。
2.(2023浙江Z20名校协作体二模)如图所示,内壁光滑的导热汽缸竖直放置在水平桌面上,汽缸内封闭一定质量的气体。活塞质量m=4 kg,活塞横截面积S=20 cm2。活塞初始状态位于离底部高度h1=5 cm处。假设外界空气温度恒为27 ℃,大气压强p0=1×105 Pa,g取10 m/s2。
(1)若用外力F将活塞缓慢提升4 cm,在活塞提升过程中汽缸没有离开桌面,求此时汽缸内气体的压强。
(2)若对汽缸内气体缓慢加热,当温度升到57 ℃时,气体吸收了10 J的热量,求此过程中气体内能的增加量。
3.(2023浙江Z20名校联盟三模)图甲是某品牌波轮洗衣机,其控水装置如图乙所示,洗衣缸的底部与一竖直均匀细管相连,细管的上端封闭并接有一压力传感器。当洗衣缸进水时,细管中的空气被水封闭,随着洗衣缸水位的升高,细管中的空气不断被压缩,当细管中的气压达到一定数值时,压力传感器使进水阀关闭,实现自动控水的目的。假设刚进水时细管被封闭的空气柱长度L0=42 cm,当空气柱被压缩到L1=40 cm时洗衣机停止进水,若气体可视为理想气体且进水过程中温度始终不变。大气压强p0=1.0×105 Pa,水的密度ρ=1.0×103 kg/m3。
(1)洗衣缸进水过程中,为维持管内空气温度不变,需要吸热还是放热?
(2)求进水结束后,洗衣缸内水位高度h。
(3)若某次洗衣时,洗衣机周围大气压强降至p1=0.99×105 Pa,则洗衣缸进水水位多高?
参考答案
大题增分特训(十) 热学
1.答案 (1)2.5×105Pa (2)152 N (3)见解析
解析 (1)由玻意耳定律有
p0l0S=p(l0-l)S
得压强
p=2.5×105Pa。
(2)对圆柱形汽缸受力分析有
p0S+F=pS+μmg
得F=152N。
(3)汽缸内的空气可以看成是理想气体,环境温度不变,其内能保持不变,故压缩气体过程,气体释放热量,根据热力学第一定律,因ΔU=0,因此压缩气体所做的功W等于气体对外释放的热量Q。
2.答案 (1)×105Pa (2)8.8 J
解析 (1)设初状态压强为p1,对活塞受力分析有
p1=p0+=1.2×105Pa
又p1Sh1=p2Sh2
解得
p2=×105Pa。
(2)对汽缸内气体缓慢加热过程有
解得Δh=0.5cm
气体对外做功
则W=-p1SΔh=-1.2J
根据热力学第一定律有
ΔU=Q+W
解得ΔU=8.8J。
3.答案 (1)放热 (2)52 cm (3)62.4 cm
解析 (1)进水时水位上升,细管内空气的体积减小,外界对气体做功,而温度不变,气体的内能不变,根据热力学第一定律,所以管内空气将放热。
(2)对于封闭在细管中的空气,温度不变,由玻意耳定律有
p0L0S=pL1S
代入数据可得极限压强
p=1.05×105Pa
设洗衣缸与细管中的水面高度差为Δh,细管中气体的压强为
p=ρgΔh+p0
故洗衣机的水位
h=Δh+(L0-L1)
解得h=52cm。
(3)大气压强减小,但进水阀的耐受极限压强不变,故
p=ρgΔh1+p1
得Δh1=60cm
细管内的空气柱长度变为L2,有
p1L0S=pL2S
可得
L2=39.6cm
故大气压强变化后,洗衣缸的水位
h1=Δh1+(L0-L2)
解得h1=62.4cm。