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题型：解答题题类：难易度：普通

湖南省衡阳市衡阳县第二中学2024-2025学年高三上学期开学摸底考试物理试卷 A卷

如图所示为一简易火灾报警装置，其原理是：竖直放置的试管中装有水银，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发出报警的响声。 $\text{[math]}$ 时，被封闭的理想气体气柱长L₁为20cm，水银上表面与导线下端的距离L₂为5cm。（T=t+273K）

（1）若大气压为76cmHg，水银柱长L₃为26cm，则被封闭气体压强为多少cmHg？

（2）当温度达到多少 $\text{[math]}$ 时，报警器会报警？

举一反三

如图所示，内部的高度为 $\text{[math]}$ 、横截面积为 $\text{[math]}$ 的绝热柱形汽缸倒扣在水平地面上，边缘有空隙与外界相通，内部有厚度不计的绝热活塞封闭着一定量理想气体，活塞下面连接一根自然长度为 $\text{[math]}$ 的轻质弹簧。初始状态时弹簧处于原长，内部气体热力学温度为 $\text{[math]}$ 。已知汽缸与活塞的质量均为 $\text{[math]}$ ，轻质弹簧的劲度系数 $\text{[math]}$ ，外界大气压强恒为 $\text{[math]}$ ，其中 $\text{[math]}$ 为重力加速度。现用缸内自带的发热装置（图中末画出）使内部气体缓慢升温。

（1）求当汽缸刚要离开地面时封闭气体的温度；

（2）若汽缸离地后，缸内气体温度每升高 $\text{[math]}$ 内能增加 $\text{[math]}$ ，求汽缸从离开地面到与活塞分离，加热装置产生的热量。

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：

热气球观光深受人们的喜爱，如图所示为某旅游观光点的热气球即将升空时的情景，开始时向球内喷冷空气，使气球膨胀起来，膨胀后的气球内气体的温度、密度和球外大气的温度、密度相同，分别为 $\text{[math]}$ ，膨胀后的气球体积为 $\text{[math]}$ ；随后给球内气体加热，当气球刚要升空时，球内气体温度升高为T，加热过程，热气球的体积不变。重力加速度为g，则下列判断正确的是（　　）

据浙江在线6月7日消息，62岁的“歌神”张学友原定7日晚上举办第4场“60+”巡演，因他感染了RSV（呼吸道合胞病毒），无法正常发声，确定无法演出。呼吸道合胞病毒（Respiratorysyncytialvirus，RSV）属于副黏病毒科的肺病毒属，主要引起支气管炎、肺炎、鼻炎等呼吸道感染。该病毒对热敏感，60℃时10分钟就可以灭活。如图所示，绝热汽缸被轻质绝热活塞分隔为A、B两部分，A内封闭有一定质量的混有呼吸道合胞病毒的空气，其温度为 $\text{[math]}$ ，阀门 $\text{[math]}$ 处于打开状态，活塞恰好处于汽缸中部， $\text{[math]}$ 。已知活塞和汽缸间无摩擦且不漏气，求：

（1）若对A内气体缓慢加热，当活塞与底部的距离为 $\text{[math]}$ 时，保持10分钟能否对呼吸道合胞病毒灭活？

（2）若关闭阀门 $\text{[math]}$ ，电热丝通电一段时间使A内气体吸收了 $\text{[math]}$ 的热量，稳定后气体A内气体内能增加了 $\text{[math]}$ ，则此过程B内气体的内能增加量是多少？

如图所示，导热性能良好的圆筒形汽缸开口向右放置在水平地面上，质量为 $\text{[math]}$ 、横截面积 $\text{[math]}$ 的活塞在汽缸内封闭了一定质量的理想气体，开始的封闭气柱的长度为 $\text{[math]}$ ，环境温度为27℃，大气压强 $\text{[math]}$ 。现将汽缸逆时针旋转 $\text{[math]}$ 使其开口端竖直向上，取 $\text{[math]}$ ，不计活塞厚度，汽缸内壁光足够长且不漏气，取0℃为 $\text{[math]}$ 。

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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