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题型：解答题题类：难易度：普通

江西省吉安市宁冈中学2023-2024学年高三上学期11月期中物理试题

水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式水枪储水罐示意图如图，从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口，扣动扳机将阀门K打开，水即从枪口喷出，若初始时水枪内气体压强为 $\text{[math]}$ ，容积 $\text{[math]}$ ，现从储水罐充气口充入气体，充入气体的压强为 $\text{[math]}$ ，充气过程气体温度等于环境温度27℃不变，充气完成后玩具水枪内的压强为 $\text{[math]}$ ，求：

（1）充入气体的体积；

（2）当环境温度降为7℃，测得其内部压强为 $\text{[math]}$ ，试计算水枪是否漏气。

举一反三

医用氧气瓶是医院必备用品，存放场所须符合防火安全要求，应有良好的通风，并远离明火，避免阳光曝晒。容积为40升的某医用氧气瓶，使用压力上限为 $\text{[math]}$ ，假设该氧气瓶导热良好，当环境温度为27℃时，压力表显示该氧气瓶里面的压强为 $\text{[math]}$ 。1标准大气压 $\text{[math]}$ 。热力学绝对零度为 $\text{[math]}$ 。

（1）当打开阀门释放氧气时，能看到排气口出现白雾，试解释形成白雾的原因；

（2）出现火情时，周边温度可达到200℃，分析论证氧气瓶在这样的环境中的危险性；

（3）某病患由于治疗需要，每天需要消耗1标准大气压下的氧气40升。该氧气瓶加上稳压阀后，能稳定输出1标准大气压下的氧气，以供患者使用。假设环境温度为27℃不变，该氧气瓶可以供给此病患使用多少天？

在工程机械中两个气缸经常用杆连接在一起，一典型模型如图1所示，水平放置的两导热气缸底部由细管连接（细管体积忽略不计），两厚度不计活塞a、b用刚性轻杆相连，可在两气缸内无摩擦地移动。活塞的横截面积分别为 $\text{[math]}$ ，两活塞及刚性杆总质量为 $\text{[math]}$ 。两气缸与细管道内封闭有一定质量的理想气体，初始状态活塞a、b到缸底部距离均为 $\text{[math]}$ 。已知大气压强 $\text{[math]}$ ，环境温度 $\text{[math]}$ ，取重力加速度 $\text{[math]}$ 。设活塞移动过程中不漏气。

（1）若缓慢升高环境温度，使某一活塞刚好缓慢移到所在气缸的底部，求此时环境的温度。

（2）若保持初始温度不变，将整个装置转至图2所示竖直放置，经一段时间后活塞达到稳定状态，稳定时的体积。

压缩气体技术为食品生产带来了革命性的变革。工程师通过实验研究压缩气体的热学性质，实验装置可简化为用轻活塞封闭的导热圆筒，内部充有一定质量的理想气体，通过移动活塞来调节气体的压缩和膨胀。气体在初始状态A时，压强 $\text{[math]}$ ，温度 $\text{[math]}$ ，体积 $\text{[math]}$ ；缓慢将活塞向下移动一段距离，使气体达到状态B，并将活塞固定，此时气体体积 $\text{[math]}$ ；之后迅速加热气体，使气体达到状态C，此时气体压强 $\text{[math]}$ 。求：

某款海上航标灯的结构原理如图所示，由三个导热性能良好的气室A、B、C组成，可以利用海浪的上下起伏进行发电。工作时，空气由气室A吸入气室B，在气室B中压缩后，空气被推入气室C，推动涡轮发电机发电，其中阀门 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 只能单向开关，当海水下降时，活塞下移，阀门 $\text{[math]}$ 打开， $\text{[math]}$ 闭合。当海水上升时，阀门 $\text{[math]}$ 闭合，海水推动下方活塞压缩空气，当气室B中空气的压强大于气室C中压强时，阀门 $\text{[math]}$ 打开，之后活塞继续推动气室B中的空气，直到气室B中的空气全部被推入气室C为止，气室C中的空气推动涡轮发电机工作。已知海水开始上升时，气室B有最大体积为 $\text{[math]}$ ，气室C中压强为 $\text{[math]}$ ，气室C的体积为 $\text{[math]}$ ，将空气视为理想气体， $\text{[math]}$ 为大气压强，环境温度始终保持不变。

如图所示，有一个竖直放置的容器，横截面积为S，有一隔板放在卡槽上将容器分隔为容积均为 $\text{[math]}$ 的上下两部分，另有一只气筒分别通过单向进气阀与容器上下两部分连接（气筒连接处的体积不计，抽气、打气时气体温度保持不变），气筒的容积为 $\text{[math]}$ （活塞体积忽略不计），初始时m、n均关闭，活塞位于气筒最右侧，上下气体压强均为大气压强 $\text{[math]}$ ，活塞从气筒的最右侧运动到最左侧完成一次抽气，从最左侧运动到最右侧完成一次打气。重力加速度为g。

（1）活塞完成一次抽气、打气后，隔板与卡槽未分离，此时容器上下两部分气体压强之比为多少；

（2）当完成抽气、打气各2次后，隔板与卡槽仍未分离，则隔板的质量至少是多少？

某实验小组制作伽利略温度计，结构如图所示。倒挂的塑料瓶瓶口处插入一条长玻璃管，竖直固定在铁架台上，玻璃管插入水银槽中，旁边平行固定一刻度板。温度变化时，玻璃管内水银柱高度随之变化。利用能显示温度的电热风器吹塑料瓶，在不同水银柱高度处标示对应温度，即可制成温度计。已知在标准大气压 $\text{[math]}$ 下， $\text{[math]}$ 时，管内水银高度为 $\text{[math]}$ 。玻璃管内部体积可忽略。

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