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题型：解答题题类：难易度：普通

贵州省贵阳市2024-2025学年高三上学期摸底考试（8月）物理试题

如图，一个导热良好的圆柱形气缸开口向上竖直放置于水平面上，缸内有一形状不规则的文物，且封闭有一定质量的理想气体。初始时刻，气体的温度为7℃，质量为m、横截面积为S的活塞到气缸底部的距离为h。现环境温度缓慢升高到27℃时，活塞离气缸底部的距离变为H，此过程中缸内气体吸收的热量为Q。已知大气压恒为 $\text{[math]}$ ，重力加速度大小为g，活塞与气缸壁密封良好且不计摩擦，忽略文物热胀冷缩的影响。求：

（1）、气缸内放置的文物的体积；

（2）、该过程中气体增加的内能。

举一反三

如图所示，高为 $\text{[math]}$ 的导热性能良好的汽缸开口向上放置在水平地面上，汽缸中间和缸口均有卡环，质量为 $\text{[math]}$ 的活塞在缸内封闭了一定质量的气体，活塞的横截面积为 $\text{[math]}$ ，活塞与汽缸内壁无摩擦且汽缸不漏气，开始时，活塞对中间卡环的压力大小为 $\text{[math]}$ ，活塞离缸底的高度为 $\text{[math]}$ ，大气压强为 $\text{[math]}$ ，环境的热力学温度为 $\text{[math]}$ ，重力加速度大小为 $\text{[math]}$ ，不计卡环、活塞及汽缸的厚度。

（1）若保持汽缸静止，缓慢升高环境温度，直到活塞距离汽缸底部的高度为 $\text{[math]}$ ，求此时环境的热力学温度。

（2）已知在第（1）问的过程中汽缸内气体内能变化为 $\text{[math]}$ ，求在此过程中气体吸收的热量。

如图所示，一绝热密闭汽缸横截面积为S，汽缸竖直放置，汽缸内有一质量不计的光滑绝热活塞封闭着一定质量的理想气体，气柱长为L，气体热力学温度 $\text{[math]}$ ，在活塞上面放置一个质量为m的物体，活塞下降高度h后静止。在汽缸内部有一电阻丝，电阻丝两端接通电源对缸内气体加热，活塞缓慢上升高度h回到初始位置。大气压强恒为 $\text{[math]}$ ，重力加速度g，电阻丝产生的热量为Q。求：

（1）活塞下降高度h后缸内气体的热力学温度 $\text{[math]}$ ；

（2）缸内气体加热，活塞缓慢上升的高度h回到初始位置时，缸内气体的热力学温度 $\text{[math]}$ ；

（3）气体加热过程内能增加量 $\text{[math]}$ 。

一定质量的理想气体经历了如图所示的A→B→C→D→A循环过程。下列说法正确的是（　　）

如图为一个简易环境温度报警器，一固定在水平地面上的汽缸，导热性能良好，缸的温度与环境温度可认为相等。汽缸内有一质量 $\text{[math]}$ 。横截面积 $\text{[math]}$ 的活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞上方用轻绳悬挂着质量 $\text{[math]}$ 的配重物块。当轻绳拉力变为其初始值一半时，蜂鸣器将被激活并报警。起始状态下，缸内温度为 $\text{[math]}$ ，活塞与缸底相距 $\text{[math]}$ ，与配重物块的水平底部相距 $\text{[math]}$ 。大气压强 $\text{[math]}$ ，不计活塞厚度及其与缸壁的摩擦，重力加速度 $\text{[math]}$ 。

（1）当活塞刚与配重物块接触时，缸内温度 $\text{[math]}$ 为多少；

（2）蜂鸣器开始报警时，环境温度 $\text{[math]}$ 为多少。

如图所示是理想气体变化的V-T图像，从Q到A、B、C是气体的三种压缩过程，其中一种是绝热过程，则（）

如图所示为一超重报警装置示意图，高为L、横截面积为S、质量为m、导热性能良好的薄壁容器竖直倒置悬挂，容器内有一厚度不计、质量为m的活塞，稳定时正好封闭一段长度 $\text{[math]}$ 的理想气柱。活塞可通过轻绳连接以达到监测重物的目的，当所挂重物为 $\text{[math]}$ 时，刚好触发超重预警，活塞恰好下降至位于离容器底某位置的预警传感器处。已知初始时环境热力学温度为 $\text{[math]}$ ，大气压强为 $\text{[math]}$ ，重力加速度为g，缸内气体内能与热力学温度的关系为 $\text{[math]}$ ， k为常数，不计摩擦阻力。

（1）求预警传感器到容器底部的距离；

（2）在（1）条件下，若外界温度缓慢降低为 $\text{[math]}$ ，求在刚好触发超重预警到外界温度缓慢降低为 $\text{[math]}$ 的过程中向外界放出的热量。

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