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题型：解答题题类：难易度：普通

河北省沧州市2023-2024学年高二下学期7月期末联考物理试题

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。

举一反三

在温度均匀的水池中，有一空气泡从池底缓缓地向上浮起，在其上浮的过程中，泡内气体（可看成理想气体）（）

用活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，改变条件使气缸内气体发生由a→b→c的变化过程，其p-V图像如图所示，其中ac为等温线，已知理想气体的内能与热力学温度成正比，下列说法正确的是（　　）

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，导热性能良好的汽缸内封闭一定质量的理想气体，其顶部有一固定卡环，卡环与汽缸底部的高度差为h，活塞与汽缸内壁无摩擦且气密性良好，卡环对活塞有一定的压力，活塞的质量为m、横截面积为S，在活塞上放一质量为2m的重物，活塞向下移动 $\text{[math]}$ ，重力加速度大小为g，已知大气压强等于 $\text{[math]}$ ，环境温度为 $\text{[math]}$ ，求：

超市中有一种“强力吸盘挂钩”，其结构原理如图甲图所示。使用时，按住锁扣把吸盘紧压在墙上，空腔内气体压强仍与外界大气压强相等。然后再扳下锁扣，让锁扣通过细杆把吸盘向外拉起，空腔体积增大，从而使吸盘紧紧吸在墙上（如图）。已知外界大气压强p₀=1×10⁵Pa，甲图空腔体积为V₀=1.5cm³ ，乙图空腔体积为V₁=2.0cm³ ，吸盘空腔内气体可视为理想气体，忽略操作时温度的变化，全过程盘盖和吸盘之间的空隙始终与外界连通。

（1）扳下锁扣过程中空腔内气体是________（吸热\放热）；

（2）求扳下锁扣后空腔内气体的压强p₁；

（3）若吸盘与墙面接触的正对面积为S，强力挂钩的总质量为m，与墙面间的最大静摩擦力是正压力的k倍，则所能挂物体的最大质量？（用已知量字母表示）

玻璃瓶可作为测量水深的简易装置。如图所示，白天潜水员在水面上将100 mL水装入容积为400 mL的玻璃瓶中，拧紧瓶盖后带入水底，瓶身长度相对水深可忽略，倒置瓶身，打开瓶盖，让水进入瓶中，稳定后测得瓶内水的体积为250 mL。将瓶内气体视为理想气体，全程气体不泄漏。已知大气压强p₀ = 1.0 × 10⁵ Pa，水的密度ρ = 1.0 × 10³ kg/m³。则：

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