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题型：解答题题类：难易度：普通

2024届湖北省高三十一校高三下学期第二次联考（二模）物理试题

某物理兴趣小组受“蛟龙号”载人潜水器的启发，设计了一个测定水深的深度计。如图，导热性能良好的汽缸Ⅰ、Ⅱ内径相同，长度均为L，内部分别有轻质薄活塞A、B，活塞密封性良好且可无摩擦左右滑动，汽缸Ⅰ左端开口。外界大气压强为 $\text{[math]}$ ，汽缸Ⅰ内通过活塞A封有压强为 $\text{[math]}$ 的气体，汽缸Ⅱ内通过活塞B封有压强为 $\text{[math]}$ 的气体，一细管连通两汽缸，初始状态A、B均位于汽缸最左端。该装置放入水下后，通过A向右移动的距离可测定水的深度。已知 $\text{[math]}$ 相当于h高的水柱产生的压强，不计水温变化，装置的内径远小于水的深度，被封闭气体视为理想气体。

（1）当A向右移动 $\text{[math]}$ 时，求该深度计所处位置水的深度；

（2）求该深度计能测量的最大水深。

举一反三

现在很多小汽车配备了胎压检测传感器，可以测出实时轮胎气压，一汽车在27℃（300K）时显示轮胎气压为210kPa（ $\text{[math]}$ ），所在地突然经历了“一天入冬”的天气变化，气温从27℃骤降到 $\text{[math]}$ （270K），（已知一定质量的理想气体满足 $\text{[math]}$ ）

（1）该汽车胎压值低于190kPa会作出报警提示，忽略轮胎体积变化，请结合计算判断降温后胎压检测是否会报警？

（2）降温前（温度为300K）由于装载货物，轮胎内气体体积变为原来的 $\text{[math]}$ （气体温度不变，没有漏气），求此时轮胎内气体的压强。

如图（a）所示，竖直放置、开口向上的汽缸内用质量m=10kg的活塞封闭着一部分理想气体，活塞横截面积S=0.01m² ，能无摩擦的滑动。初始时活塞处于静止状态，距离气缸底部的高度h₁=9cm。若汽缸、活塞导热性好，气体温度始终保持不变，已知大气压强p₀=1×10⁵Pa，重力加速度g取10m/s² ，求

为摆脱水源条件的限制，宋朝时人们就发明了一种能汲取地下水的装置——压水井。在汕头华侨公园的儿童玩水区，安放着如甲图所示的压水井让孩子们体验。压水井结构如图乙所示，取水时先按下手柄同时带动皮碗向上运动，此时上单向阀门关闭。皮碗向上运动到某个位置时，下单向阀门被顶开，水流进入腔体内。设某次下压手柄前，腔体只有空气，空气的体积和压强分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 。现研究缓慢下压手柄，直至下单向阀门刚被顶开的过程。已知大气压强为 $\text{[math]}$ ，水的密度为 $\text{[math]}$ ，下单向阀门质量为m，横截面积为S，下单向阀门到水面距离为 $\text{[math]}$ ，重力加速度为g。

（1）简要说明缓慢下压手柄过程，腔内气体是吸热还是放热；

（2）求下单向阀门刚被顶开时，腔体内气体的体积。

某救生手环主要由高压气罐密闭。气囊内视为理想气体。密闭气囊与人一起上浮的过程中。若气囊内气体温度不变，体积增大，则（）

某同学将一定质量的理想气体封闭在导热性能良好的注射器内，并将注射器置于恒温水池中，注射器通过非常细的导气管与压强传感器相连。开始时，活塞位置对应的刻度数为“8”，测得压强为p₀ ，活塞缓慢压缩气体的过程中，当发现导气管连接处有气泡产生时，立即进行气密性加固；继续缓慢压缩气体，当活塞位置对应刻度数为“4”时停止压缩，此时压强为 $\text{[math]}$ 。则（　　）

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。

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