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题型：计算题题类：难易度：普通

八省联考（云南卷）2025年1月高考综合改革适应性测试高三物理试卷

如图所示，一导热性能良好的圆柱形金属汽缸竖直放置。用活塞封闭一定量的气体 $\text{[math]}$ 可视为理想气体 $\text{[math]}$ 、活塞可无摩擦上下移动且汽缸不漏气。初始时活塞静止，其到汽缸底部距离为 $\text{[math]}$ 。环境温度保持不变，将一质量为 $\text{[math]}$ 的物体轻放到活塞上，经过足够长的时间，活塞再次静止。已知活塞质量为 $\text{[math]}$ 、横截面积为 $\text{[math]}$ ，大气压强为 $\text{[math]}$ ，重力加速度大小为 $\text{[math]}$ ，忽略活塞厚度。求：

（1）、初始时，缸内气体的压强；

（2）、缸内气体最终的压强及活塞下降的高度；

（3）、该过程缸内气体内能的变化量及外界对其所做的功。

举一反三

某同学设计了如图甲所示的实验装置来“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”。注射器导热性能良好，用橡皮塞和柱塞在注射器内封闭一定质量的理想气体。柱塞下方安装一个钩。实验时，在钩的下端依次挂上质量相同的钩码1，2，3，……，稳定后通过注射器的标度读出对应空气柱的体积V，并依据柱塞（包括钩）和钩码的质量求出对应气体的压强p。已知注射器空气柱横截面积为S，刻度全长为L，大气压为 p₀ ，柱塞（包括钩）的质量为m₀=200g，每个钩码的质量为 m=50g。补充：提供重力加速度g。

医用氧气瓶是医院必备用品，存放场所须符合防火安全要求，应有良好的通风，并远离明火，避免阳光曝晒。容积为40升的某医用氧气瓶，使用压力上限为 $\text{[math]}$ ，假设该氧气瓶导热良好，当环境温度为27℃时，压力表显示该氧气瓶里面的压强为 $\text{[math]}$ 。1标准大气压 $\text{[math]}$ 。热力学绝对零度为 $\text{[math]}$ 。

（1）当打开阀门释放氧气时，能看到排气口出现白雾，试解释形成白雾的原因；

（2）出现火情时，周边温度可达到200℃，分析论证氧气瓶在这样的环境中的危险性；

（3）某病患由于治疗需要，每天需要消耗1标准大气压下的氧气40升。该氧气瓶加上稳压阀后，能稳定输出1标准大气压下的氧气，以供患者使用。假设环境温度为27℃不变，该氧气瓶可以供给此病患使用多少天？

气体弹簧是车辆上常用的一种减震装置，其简化结构如图所示。导热良好的直立圆筒形汽缸内用横截面积 $\text{[math]}$ 的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，并通过连杆与车轮轴连接。封闭气体初始温度 $\text{[math]}$ ，长度 $\text{[math]}$ 、压强 $\text{[math]}$ 当车辆载重时，相当于在汽缸顶部加一物体A，汽缸下降，稳定后封闭气体长度 $\text{[math]}$ ，此过程中气体温度保持不变。

（1）在汽缸下降过程中，封闭气体对外界做_______（选填“正功”、或“负功”），同时____（选填“吸热”或“放热”）；

（2）求稳定后封闭气体的压强 $\text{[math]}$ ；

（3）求物体A的质量m。

下列有关物理实验的操作及误差说法正确的是（）

压缩气体技术为食品生产带来了革命性的变革。工程师通过实验研究压缩气体的热学性质，实验装置可简化为用轻活塞封闭的导热圆筒，内部充有一定质量的理想气体，通过移动活塞来调节气体的压缩和膨胀。气体在初始状态A时，压强 $\text{[math]}$ ，温度 $\text{[math]}$ ，体积 $\text{[math]}$ ；缓慢将活塞向下移动一段距离，使气体达到状态B，并将活塞固定，此时气体体积 $\text{[math]}$ ；之后迅速加热气体，使气体达到状态C，此时气体压强 $\text{[math]}$ 。求：

气垫鞋的鞋底设置有气垫储气腔，穿上鞋后，储气腔内气体可视为质量不变的理想气体，可以起到很好的减震效果。使用过程中，储气腔内密封的气体被反复压缩、扩张。某气垫鞋储气腔水平方向上的有效面积为S，鞋底上部无外界压力时储气腔的体积为 $\text{[math]}$ 、压强为 $\text{[math]}$ ，储气腔能承受的最大压强为 $\text{[math]}$ 。当质量为 $\text{[math]}$ 的人穿上鞋（质量不计）运动时，可认为人受到的支持力全部由腔内气体提供，不计储气腔内气体的温度变化，外界大气压强恒为 $\text{[math]}$ ，重力加速度大小为 $\text{[math]}$ ，求：

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