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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，某自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量。细管导热性能良好，外界温度不变，细管内的空气可视为理想气体。若洗衣缸内水位升高，则细管中封闭的空气（　　）

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，水平固定不动的绝热气缸内，用不导热的轻质活塞封闭着一定质量的理想气体。活塞横截面积为S，汽缸底部有一电热丝，其阻值为 $\text{[math]}$ ，一轻绳左端连接活塞，另一端跨过定滑轮后与质量为 $\text{[math]}$ 的空小桶相连。开始时小桶静止，外界大气压强为 $\text{[math]}$ ，活塞距离气缸底部的距离为 $\text{[math]}$ ，不计一切摩擦阻力，重力加速度大小为 $\text{[math]}$ 。

（i）若将电热丝通以大小为 $\text{[math]}$ 的恒定电流缓慢加热气体，经时间 $\text{[math]}$ 后，活塞缓慢向右移动的距离为 $\text{[math]}$ ，求该过程气体内能的增量；

（ii）若将小桶内缓慢加入细沙，同时控制电热丝的加热功率，保持气缸内气体温度不变，当加入质量为 $\text{[math]}$ 的细沙时，求该过程活塞向右缓慢移动的距离 $\text{[math]}$ 。

如图所示，一下端封闭、上端开口的粗细均匀的玻璃管竖直静置，长度 $\text{[math]}$ 的水银柱封闭了一段空气（视为理想气体）柱，空气柱的长度 $\text{[math]}$ 。外界大气压强恒为 $\text{[math]}$ 。使玻璃管向上做加速度大小 $\text{[math]}$ 的匀加速直线运动时，管内空气温度保持不变，取重力加速度大小 $\text{[math]}$ 。和竖直静置时相比较，下列说法正确的有（　　）

马蹄灯是上世纪在中国生产并在民间广泛使用的一种照明工具。它以煤油作灯油，再配上一根灯芯，外面罩上玻璃罩子，以防止风将灯吹灭。当熄灭马蹄灯后，灯罩内空气温度逐渐降低，下列关于灯罩内原有空气的说法中正确的是（）（设外界大气压恒定）

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）

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