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题型：解答题题类：难易度：普通

2024届广西“贵百河”高三下学期质量调研联考（二模）物理试题

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。

举一反三

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？

如图所示，粗细均匀的玻璃管（上端开口，下端封闭）竖直放置，管内用长为h=15cm的水银柱封闭一段长l=30cm的理想气体，现将玻璃管在竖直平面内缓慢转至水平放置（水银未溢出）。已知大气压强p₀=75cmHg，玻璃管导热性能良好且环境温度保持不变。下列说法正确的是（　　）

如图所示装置是一个高为 $\text{[math]}$ ，底面积S的圆柱型导热气缸的截面图。气缸顶部安装有挡柱，底部通过阀门（大小不计）连接一个充气原，厚度不计的活塞封闭有一部分空气，活塞距离气缸底部高度 $\text{[math]}$ ，质量 $\text{[math]}$ ，活塞与气缸之间的摩擦可忽略。大气压强为 $\text{[math]}$ ，空气可视为理想气体。现用充气原给气缸充气，每次可往容器中充入压强为 $\text{[math]}$ ，体积为 $\text{[math]}$ 的空气，充气过程温度保持不变。求：

（1）初始时封闭气体的压强大小；

（2）第一次充完气后，活塞缓慢上升的高度；

（3）充气45次之后，缸内气体的压强大小。

下列仪器所测物理量的单位中，不属于基本单位的是（　　）

某物理探究小组设计了一款火警报警装置，其原理图如图所示，固定在水平地面上的导热汽缸内，质量 $\text{[math]}$ 、横截面积 $\text{[math]}$ 的活塞密封一定质量的理想气体，起初环境的热力学温度 $\text{[math]}$ ，活塞距汽缸底部的高度 $\text{[math]}$ ，当环境的热力学温度缓慢达到 $\text{[math]}$ 时，表面涂有导电物质的活塞恰好与a、b两触点接触，蜂鸣器发出报警声，不计活塞与汽缸之间的摩擦，外界大气压强 $\text{[math]}$ ，取重力加速度大小 $\text{[math]}$ 。求：

随着国产新能源汽车的飞速发展，现在高端的国产新能源汽车也配备如图1所示的空气悬架系统，该系统可以简化成一个带活塞的导热气缸，如图2所示，活塞通过轻质金属杆固连到车轮轮轴上。一辆质量为 $\text{[math]}$ （不含4个车轮和活塞）的汽车静止在水平地面时，每个气缸内气体体积为 $\text{[math]}$ ，活塞面积 $\text{[math]}$ ，初始时环境温度为27℃，大气压强为 $\text{[math]}$ （气缸内气体可看成理想气体，g取 $\text{[math]}$ ）

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