適用于新高考新教材浙江專版2025屆高考物理一輪總復習大題增分特訓10熱學課件新人教版

大題增分特訓(十)熱學1231.(2023浙江寧波二模)如圖所示,質量m=0.5kg的金屬圓柱形汽缸內(nèi)封閉有長為l0=1m的空氣,汽缸與水平面的動摩擦因數(shù)μ=0.4,截面為T字形的活塞與豎直墻面接觸且無擠壓力,活塞底面積S=1×10-3m2。忽略活塞與汽缸間的摩擦,環(huán)境溫度穩(wěn)定,汽缸內(nèi)的空氣可視為理想氣體,大氣壓強p0=1.0×105Pa。現(xiàn)用水平外力F使汽缸緩慢向右運動,當汽缸向右運動l=0.6m時。(1)求此時汽缸內(nèi)空氣的壓強。(2)求此時外力F的大小。(3)在汽缸緩慢向右運動的過程中,請判斷氣體是吸熱還是放熱,比較外界對汽缸內(nèi)氣體所做的功W與氣體跟外界交換的熱量Q的大小并說明理由。123答案

(1)2.5×105

Pa

(2)152N

(3)見解析解析

(1)由玻意耳定律有p0l0S=p(l0-l)S得壓強p=2.5×105

Pa。(2)對圓柱形汽缸受力分析有p0S+F=pS+μmg得F=152

N。(3)汽缸內(nèi)的空氣可以看成是理想氣體,環(huán)境溫度不變,其內(nèi)能保持不變,故壓縮氣體過程,氣體釋放熱量,根據(jù)熱力學第一定律,因ΔU=0,因此壓縮氣體所做的功W等于氣體對外釋放的熱量Q。1232.(2023浙江Z20名校協(xié)作體二模)如圖所示,內(nèi)壁光滑的導熱汽缸豎直放置在水平桌面上,汽缸內(nèi)封閉一定質量的氣體。活塞質量m=4kg,活塞橫截面積S=20cm2?；钊跏紶顟B(tài)位于離底部高度h1=5cm處。假設外界空氣溫度恒為27℃,大氣壓強p0=1×105Pa,g取10m/s2。(1)若用外力F將活塞緩慢提升4cm,在活塞提升過程中汽缸沒有離開桌面,求此時汽缸內(nèi)氣體的壓強。(2)若對汽缸內(nèi)氣體緩慢加熱,當溫度升到57℃時,氣體吸收了10J的熱量,求此過程中氣體內(nèi)能的增加量。123123解得Δh=0.5

cm氣體對外做功則W=-p1SΔh=-1.2

J根據(jù)熱力學第一定律有ΔU=Q+W解得ΔU=8.8

J。1233.(2023浙江Z20名校聯(lián)盟三模)圖甲是某品牌波輪洗衣機,其控水裝置如圖乙所示,洗衣缸的底部與一豎直均勻細管相連,細管的上端封閉并接有一壓力傳感器。當洗衣缸進水時,細管中的空氣被水封閉,隨著洗衣缸水位的升高,細管中的空氣不斷被壓縮,當細管中的氣壓達到一定數(shù)值時,壓力傳感器使進水閥關閉,實現(xiàn)自動控水的目的。假設剛進水時細管被封閉的空氣柱長度L0=42cm,當空氣柱被壓縮到L1=40cm時洗衣機停止進水,若氣體可視為理想氣體且進水過程中溫度始終不變。大氣壓強p0=1.0×105Pa,水的密度ρ=1.0×103

kg/m3。123(1)洗衣缸進水過程中,為維持管內(nèi)空氣溫度不變,需要吸熱還是放熱?(2)求進水結束后,洗衣缸內(nèi)水位高度h。(3)若某次洗衣時,洗衣機周圍大氣壓強降至p1=0.99×105Pa,則洗衣缸進水水位多高?答案

(1)放熱(2)52cm

(3)62.4cm123解析

(1)進水時水位上升,細管內(nèi)空氣的體積減小,外界對氣體做功,而溫度不變,氣體的內(nèi)能不變,根據(jù)熱力學第一定律,所以管內(nèi)空氣將放熱。(2)對于封閉在細管中的空氣,溫度不變,由玻意耳定律有p0L0S=pL1S代入數(shù)據(jù)可得極限壓強p=1.05×105

Pa設洗衣缸與細管中的水面高度差為Δh,細管中氣體的壓強為p=ρgΔh+p0故洗衣機的水位h=Δh+(L0-L1)解得h=52

cm。123(3)大氣壓強減小,但進水閥的耐受極限壓強不變,故p=ρgΔh1+p1得Δh1=60

cm細管內(nèi)的空氣柱長度變?yōu)長2,有