2024年高考真題和模擬題物理分類匯編專題13 熱學(xué)（原卷版）

專題13熱學(xué)1.(2024.河北卷考題)9.如圖，水平放置的密閉絕熱汽缸被導(dǎo)熱活塞分成左右兩部分，左側(cè)封閉一定質(zhì)量的理想氣體，右側(cè)為真空，活塞與汽缸右壁中央用一根輕質(zhì)彈簧水平連接。汽缸內(nèi)壁光滑且水平長度大于彈簧自然長度，彈簧的形變始終在彈性限度內(nèi)且體積忽略不計?；钊跏紩r靜止在汽缸正中間，后因活塞密封不嚴發(fā)生緩慢移動，活塞重新靜止后（）A.彈簧恢復(fù)至自然長度B.活塞兩側(cè)氣體質(zhì)量相等C.與初始時相比，汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能增加D.與初始時相比，活塞左側(cè)單位體積內(nèi)氣體分子數(shù)減少2.（2024年新課標考題）8.如圖，一定量理想氣體的循環(huán)由下面4個過程組成：1→2為絕熱過程（過程中氣體不與外界交換熱量），2→3為等壓過程，3→4為絕熱過程，4→1為等容過程。上述四個過程是四沖程柴油機工作循環(huán)的主要過程。下列說法正確的是（）A.1→2過程中，氣體內(nèi)能增加 B.2→3過程中，氣體向外放熱C.3→4過程中，氣體內(nèi)能不變 D.4→1過程中，氣體向外放熱3.（2024年山東卷考題）6.一定質(zhì)量理想氣體經(jīng)歷如圖所示的循環(huán)過程，a→b過程是等壓過程，b→c過程中氣體與外界無熱量交換，c→a過程是等溫過程。下列說法正確的是（）A.a→b過程，氣體從外界吸收的熱量全部用于對外做功B.b→c過程，氣體對外做功，內(nèi)能增加C.a→b→c過程，氣體從外界吸收的熱量全部用于對外做功D.a→b過程，氣體從外界吸收的熱量等于c→a過程放出的熱量4.（2024全國甲卷考題）13.如圖，四個相同的絕熱試管分別倒立在盛水的燒杯a、b、c、d中，平衡后燒杯a、b、c中的試管內(nèi)外水面的高度差相同，燒杯d中試管內(nèi)水面高于試管外水面。已知四個燒杯中水的溫度分別為、、、，且。水的密度隨溫度的變化忽略不計。下列說法正確的是（）A.a中水的飽和氣壓最小B.a、b中水的飽和氣壓相等C.c、d中水的飽和氣壓相等D.a、b中試管內(nèi)氣體的壓強相等E.d中試管內(nèi)氣體的壓強比c中的大5.（2024年上海卷考題）1.通過“用油膜法估測油酸分子的大小”的實驗可推測油酸分子的直徑約為（）A. B. C. D.6.（2024年上海卷考題）2.驗證氣體體積隨溫度變化關(guān)系的實驗裝置如圖所示，用支架將封有一定質(zhì)量氣體的注射器和溫度傳感器固定在盛有熱水的燒杯中。實驗過程中，隨著水溫的緩慢下降，記錄多組氣體溫度和體積的數(shù)據(jù)。（1）不考慮漏氣因素，符合理論預(yù)期的圖線是____________A．B．C．D．（2）下列有助于減小實驗誤差的操作是____________A．實驗前測量并記錄環(huán)境溫度B．實驗前測量并記錄大氣壓強C．待溫度讀數(shù)完全穩(wěn)定后才記錄數(shù)據(jù)D．測量過程中保持水面高于活塞下端7.（2024年江西卷考題）13.可逆斯特林熱機的工作循環(huán)如圖所示。一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)完成循環(huán)過程，和均為等溫過程，和均為等容過程。已知，氣體在狀態(tài)A的壓強，體積，氣體在狀態(tài)C的壓強。求：（1）氣體在狀態(tài)D的壓強；（2）氣體在狀態(tài)B的體積。8.（2024年安徽卷考題）13.某人駕駛汽車，從北京到哈爾濱，在哈爾濱發(fā)現(xiàn)汽車的某個輪胎內(nèi)氣體的壓強有所下降（假設(shè)輪胎內(nèi)氣體的體積不變，且沒有漏氣，可視為理想氣體）。于是在哈爾濱給該輪胎充入壓強與大氣壓相同的空氣，使其內(nèi)部氣體的壓強恢復(fù)到出發(fā)時的壓強（假設(shè)充氣過程中，輪胎內(nèi)氣體的溫度與環(huán)境相同，且保持不變）。已知該輪胎內(nèi)氣體的體積，從北京出發(fā)時，該輪胎氣體的溫度，壓強。哈爾濱的環(huán)境溫度，大氣壓強取。求：（1）在哈爾濱時，充氣前該輪胎氣體壓強的大小。（2）充進該輪胎的空氣體積。9.（2024年廣東卷考題）13.差壓閥可控制氣體進行單向流動，廣泛應(yīng)用于減震系統(tǒng)。如圖所示，A、B兩個導(dǎo)熱良好的氣缸通過差壓閥連接，A內(nèi)輕質(zhì)活塞的上方與大氣連通，B內(nèi)氣體體積不變。當(dāng)A內(nèi)氣體壓強減去B內(nèi)氣體壓強大于時差壓閥打開，A內(nèi)氣體緩慢進入B中；當(dāng)該差值小于或等于時差壓閥關(guān)閉。當(dāng)環(huán)境溫度時，A內(nèi)氣體體積，B內(nèi)氣體壓強等于大氣壓強，已知活塞的橫截面積，，，重力加速度大小取，A、B內(nèi)的氣體可視為理想氣體，忽略活塞與氣缸間的摩擦、差壓閥與連接管內(nèi)的氣體體積不計。當(dāng)環(huán)境溫度降到時：（1）求B內(nèi)氣體壓強；（2）求A內(nèi)氣體體積；（3）在活塞上緩慢倒入鐵砂，若B內(nèi)氣體壓強回到并保持不變，求已倒入鐵砂的質(zhì)量。10.（2024年山東卷考題）16.圖甲為戰(zhàn)國時期青銅汲酒器，根據(jù)其原理制作了由中空圓柱形長柄和儲液罐組成的汲液器，如圖乙所示。長柄頂部封閉，橫截面積S1=1.0cm2，長度H=100.0cm，側(cè)壁有一小孔A。儲液罐的橫截面積S2=90.0cm2，高度h=20.0cm，罐底有一小孔B。汲液時，將汲液器豎直浸入液體，液體從孔B進入，空氣由孔A排出；當(dāng)內(nèi)外液面相平時，長柄浸入液面部分的長度為x；堵住孔A，緩慢地將汲液器豎直提出液面，儲液罐內(nèi)剛好儲滿液體。已知液體密度ρ=1.0×103kg/m3，重力加速度大小g=10m/s2，大氣壓p0=1.0×105Pa。整個過程溫度保持不變，空氣可視為理想氣體，忽略器壁厚度。（1）求x；（2）松開孔A，從外界進入壓強為p0、體積為V的空氣，使?jié)M儲液罐中液體緩緩流出，堵住孔A，穩(wěn)定后罐中恰好剩余一半的液體，求V。11.（2024全國甲卷考題）14.如圖，一豎直放置的汽缸內(nèi)密封有一定量的氣體，一不計厚度的輕質(zhì)活塞可在汽缸內(nèi)無摩擦滑動，移動范圍被限制在卡銷a、b之間，b與汽缸底部的距離，活塞的面積為。初始時，活塞在卡銷a處，汽缸內(nèi)氣體的壓強、溫度與活塞外大氣的壓強、溫度相同，分別為和。在活塞上施加豎直向下的外力，逐漸增大外力使活塞緩慢到達卡銷b處（過程中氣體溫度視為不變），外力增加到并保持不變。（1）求外力增加到時，卡銷b對活塞支持力大小；（2）再將汽缸內(nèi)氣體加熱使氣體溫度緩慢升高，求當(dāng)活塞剛好能離開卡銷b時氣體的溫度。12.(2024年江蘇卷考題)12.某科研實驗站有一個密閉容器，容器內(nèi)有溫度為300K，壓強為105pa的氣體，容器內(nèi)有一個面積0.06平方米的觀測臺，現(xiàn)將這個容器移動到月球，容器內(nèi)的溫度變成240K，整個過程可認為氣體的體積不變，月球表面為真空狀態(tài)。求：（1）氣體現(xiàn)在的壓強；（2）觀測臺對氣體的壓力。13.(2024浙江1月卷考題)19.如圖所示，一個固定在水平面上的絕熱容器被隔板A分成體積均為的左右兩部分。面積為的絕熱活塞B被鎖定，隔板A的左側(cè)為真空，右側(cè)中一定質(zhì)量的理想氣體處于溫度、壓強的狀態(tài)1。抽取隔板A，右側(cè)中的氣體就會擴散到左側(cè)中，最終達到狀態(tài)2。然后解鎖活塞B，同時施加水平恒力F，仍使其保持靜止，當(dāng)電阻絲C加熱時，活塞B能緩慢滑動（無摩擦），使氣體達到溫度的狀態(tài)3，氣體內(nèi)能增加。已知大氣壓強，隔板厚度不計。（1）氣體從狀態(tài)1到狀態(tài)2是___（選填“可逆”或“不可逆”）過程，分子平均動能____（選填“增大”、“減小”或“不變”）；（2）求水平恒力F的大?。唬?）求電阻絲C放出的熱量Q。14.(2024年湖北卷考題)13.如圖所示，在豎直放置、開口向上的圓柱形容器內(nèi)用質(zhì)量為m的活塞密封一部分理想氣體，活塞橫截面積為S，能無摩擦地滑動。初始時容器內(nèi)氣體的溫度為，氣柱的高度為h。當(dāng)容器內(nèi)氣體從外界吸收一定熱量后，活塞緩慢上升再次平衡。已知容器內(nèi)氣體內(nèi)能變化量ΔU與溫度變化量ΔT的關(guān)系式為，C為已知常數(shù)，大氣壓強恒為，重力加速度大小為g，所有溫度為熱力學(xué)溫度。求（1）再次平衡時容器內(nèi)氣體的溫度。（2）此過程中容器內(nèi)氣體吸收的熱量。15.(2024年遼寧卷考題)13.如圖，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1：n2=5：1，原線圈接在電壓峰值為Um的正弦交變電源上，副線圈的回路中接有阻值為R的電熱絲，電熱絲密封在絕熱容器內(nèi)，容器內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的理想氣體。接通電路開始加熱，加熱前氣體溫度為T0。（1）求變壓器的輸出功率P；（2）已知該容器內(nèi)的氣體吸收的熱量Q與其溫度變化量ΔT成正比，即Q=CΔT，其中C已知。若電熱絲產(chǎn)生的熱量全部被氣體吸收，要使容器內(nèi)的氣體壓強達到加熱前的2倍，求電熱絲的通電時間t。16.（2024年湖南卷考題）13．一個充有空氣的薄壁氣球，氣球內(nèi)氣體壓強為p、體積為V。氣球內(nèi)空氣可視為理想氣體。（1）若將氣球內(nèi)氣體等溫膨脹至大氣壓強p0，求此時氣體的體積V0（用p0、p和V表示）；（2）小贊同學(xué)想測量該氣球內(nèi)氣體體積V的大小，但身邊僅有一個電子天平。將氣球置于電子天平上，示數(shù)為m=8.66×10?3kg（此時須考慮空氣浮力對該示數(shù)的影響）。小贊同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn)，此時氣球內(nèi)氣體壓強p和體積V還滿足：(p?p0)(V?VB0)=C，其中p0=1.0×105Pa為大氣壓強，VB0=0.5×10?3m3為氣球無張力時的最大容積，C=18J為常數(shù)。已知該氣球自身質(zhì)量為m0=8.40×10?3kg，外界空氣密度為ρ0=1.3kg/m3，求氣球內(nèi)氣體體積V的大小。一、單選題1．（2024·山東濟寧·三模）如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體，經(jīng)歷過程，其中是等溫過程，是等壓過程，是等容過程。下列說法正確的是（）A．完成一次循環(huán)，氣體向外界放熱B．a(chǎn)、b、c三個狀態(tài)中，氣體在c狀態(tài)分子平均動能最大C．過程中，氣體放出的熱量大于外界對氣體做的功D．過程中，容器壁在單位時間內(nèi)、單位面積上受到氣體分子撞擊的次數(shù)會增加2．（2024·山東青島·三模）如圖為某品牌卡車的氣囊減震裝置，當(dāng)路面不平時，車體會突然下沉擠壓氣囊，該過程中關(guān)于氣囊內(nèi)的氣體，下列說法正確的是（）A．外界對氣體做的功小于氣體內(nèi)能的增加B．氣體溫度升高，每個分子的動能都增大C．氣體分子對氣囊單位面積的平均撞擊力增大D．氣體壓強增大的唯一原因是因為氣體分子運動變得劇烈3．（2024·山東濰坊·三模）如圖所示，開口向右的絕熱汽缸，用絕熱光滑活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，輕繩左端連接活塞，另一端跨過光滑定滑輪連接質(zhì)量為m的小桶，小桶靜止，氣體處于狀態(tài)1?，F(xiàn)接通電熱絲一段時間后斷電，活塞向右移動L后靜止，氣體處于狀態(tài)2。由狀態(tài)1到狀態(tài)2氣體內(nèi)能增加量為。重力加速度大小為g，外界大氣壓強不變。下列說法正確的是（

）A．狀態(tài)2相比狀態(tài)1，每個分子的速率都增大B．狀態(tài)2相比狀態(tài)1，分子單位時間內(nèi)撞擊單位面積器壁上的次數(shù)減少C．由狀態(tài)1到狀態(tài)2，氣體內(nèi)能的增加量等于電熱絲釋放的熱量D．電熱絲釋放的熱量為4．（2024·山東煙臺·三模）如圖所示，汽缸開口向上置于水平面上，活塞與汽缸之間有一個氣球，氣球內(nèi)、外有質(zhì)量相等的同種氣體，活塞靜止，此時氣球外部氣體甲的壓強小于氣球內(nèi)部氣體乙的壓強?，F(xiàn)緩慢向下推動活塞，使其下降一段距離，氣體甲的壓強仍小于氣體乙的壓強。已知汽缸內(nèi)和氣球內(nèi)的氣體均可視為理想氣體，活塞與汽缸均絕熱，活塞與汽缸壁之間無摩擦，氣球?qū)崃己?。則此過程中（

）A．氣體甲內(nèi)能增加量大于氣體乙內(nèi)能增加量B．氣體甲的每個氣體分子做無規(guī)則熱運動的速率均加快C．活塞對氣體甲做的功等于氣體甲內(nèi)能增加量D．活塞對氣體甲做的功小于甲、乙兩部分氣體內(nèi)能增加量之和5．（2024·江西鷹潭·二模）如圖所示為靜置堅硬玻璃瓶，用橡膠塞密封住壓強為1atm的一定體積空氣，從早晨到中午，因太陽暴曬致使橡膠塞突然蹦出。假設(shè)瓶中空氣可視為理想氣體，玻璃與外界能緩慢熱交換，外部大氣壓強為1atm，下列說法正確的是（）A．橡膠塞蹦出前，瓶中空氣壓強不變B．橡膠塞蹦出前，瓶中空氣內(nèi)能增量大于從外界所吸熱量C．橡膠塞蹦出的短暫過程，瓶內(nèi)空氣溫度會迅速下降D．橡膠塞蹦出的短暫過程，瓶內(nèi)空氣內(nèi)能減少量等于橡膠塞動能增加量6．（2024·河北保定·三模）兩端封閉、粗細均勻的玻璃管內(nèi)，一段水銀柱將內(nèi)部的理想氣體分隔成A、B兩段，當(dāng)玻璃管豎直靜止時，A、B兩段的長度相等，如圖甲所示；僅將玻璃管旋轉(zhuǎn)，再次平衡時，A、B兩段的長度之比為1：2，如圖乙所示。下列說法正確的是（

）A．圖甲中A、B兩段氣體的壓強的比值為B．圖甲中A、B兩段氣體的壓強的比值為C．圖乙中A、B兩段氣體的壓強的比值為D．圖乙中A、B兩段氣體的壓強的比值為7．（2024·河北邯鄲·模擬預(yù)測）拔罐是中醫(yī)傳統(tǒng)養(yǎng)生療法之一，以罐為工具，將點燃的紙片放入一個小罐內(nèi)，當(dāng)紙片燃燒完時，迅速將火罐開口端緊壓在皮膚上，火罐就會緊緊地“吸”在皮膚上，造成局部瘀血，以達到通經(jīng)活絡(luò)、祛風(fēng)散寒等作用的療法。封閉氣體質(zhì)量變化不計，可以看作理想氣體?；鸸蕖拔钡狡つw上的短時間內(nèi)，下列說法正確的是（）A．火罐“吸”在皮膚上的主要原因是火罐內(nèi)的氣體稍有體積減小，溫度降低，壓強減小B．火罐“吸”在皮膚上的主要原因是火罐內(nèi)的氣體稍有體積減小，溫度升高，壓強增大C．火罐內(nèi)的氣體吸收熱量，內(nèi)能增大D．火罐內(nèi)氣體分子單位時間內(nèi)撞擊火罐底部的次數(shù)增加8．（2024·山東濟南·三模）如圖所示，帶玻璃管的塞子塞住玻璃瓶口，瓶中裝有部分水，水逐漸流出的過程中，瓶內(nèi)氣體溫度保持不變，下列關(guān)于瓶內(nèi)封閉氣體的判斷正確的是（）A．壓強增大 B．壓強不變C．吸熱 D．放熱9．（2024·重慶九龍坡·三模）空氣炸鍋是利用高溫空氣循環(huán)技術(shù)加熱食物。圖為某型號空氣炸鍋簡化模型圖，其內(nèi)部有一氣密性良好的內(nèi)膽，封閉了質(zhì)量、體積均不變可視為理想氣體的空氣，已知初始氣體壓強為p0＝1.0×105Pa，溫度為T0＝300K，加熱一段時間后氣體溫度升高到T＝360K，此過程中氣體吸收的熱量為4.2×103J，則（）A．升溫后所有氣體分子的動能都增大B．升溫后膽中氣體的壓強為1.5×105PaC．此過程膽中氣體的內(nèi)能增加量為4.2×103JD．升溫后壓強增大是由于單位體積的分子數(shù)增多了10．（2024·河北張家口·三模）某同學(xué)用硬質(zhì)圓柱形礦泉水瓶制作了一個水深測量儀，如圖所示。使用前先在礦泉水瓶內(nèi)注入一定量的水，擰緊瓶蓋并將礦泉水瓶倒置，水面到達礦泉水瓶圓柱部分，記錄該位置為基準位置，測量基準位置到瓶底的距離為H。使用時潛水員把該裝置帶入水下，保持瓶口向下豎直放置，擰開瓶蓋，穩(wěn)定后測量瓶內(nèi)水面到基準位置的高度為h。已知大氣壓強為，水的密度為，重力加速度為g，忽略水溫變化，則礦泉水瓶內(nèi)水面所在處水的深度為（）A．B． C． D．11．（2024·浙江金華·三模）2022年11月21日中國空間站第三次太空授課中演示了紫色水球從“活躍”到“懶惰”的過程。如圖所示，用注射器向水球噴氣，水球發(fā)生振動。向水球射入一枚質(zhì)量10g的鋼球，鋼球留在水球中，再用注射器以相同方式向水球噴氣，水球振動幅度減小。則（）A．首次噴氣水球振幅較大一定是因為注射器噴氣的頻率與水球的固有頻率相等B．水球振動中不破裂，是因為中心的水對外面的水有萬有引力的作用C．鋼球射入水球而未穿出，是水的表面張力起了作用D．鋼球在水中受到浮力為0.1N12．（2024·江蘇·二模）如圖所示，兩端開口的細玻璃管豎直插入水中，由于毛細現(xiàn)象管中水會沿管上升一段高度。如果沿虛線處將玻璃管上方截去，則穩(wěn)定后的現(xiàn)象是（）A．B．C．D．二、多選題13．（2024·全國·模擬預(yù)測）如圖所示為神州17號與空間站對接后的結(jié)構(gòu)簡圖，核心艙和氣閘艙內(nèi)氣體的壓強均為，宇航員需要出艙檢修設(shè)備，先由核心艙進入氣閘艙后，關(guān)閉內(nèi)閘門A，通過抽氣機抽取氣閘艙內(nèi)的氣體，每次抽氣都將抽出的氣體排放在核心艙中。當(dāng)氣閘艙內(nèi)的壓強降到一定值后，打開外閘門B，宇航員出倉，同時將剩余氣體排到外太空的真空環(huán)境中。若氣閘艙的容積為V，核心艙的容積為8V，真空抽氣機每次抽氣的體積為，不考慮抽氣過程中溫度的變化，忽略宇航員自身的體積，下列說法正確的是（

）A．n次抽氣后，氣閘艙內(nèi)的氣體壓強為B．n次抽氣并排放到核心艙后，核心艙內(nèi)氣體的壓強為C．打開外閘門B，氣體膨脹對外界做功D．第一次抽氣排放到核心艙后，核心艙內(nèi)氣體壓強的增加量為14．（2024·河北承德·二模）如圖甲、乙所示，分別表示兩分子間的作用力、分子勢能與兩分子間距離的關(guān)系。分子a固定在坐標原點O處，分子b從處以某一速度向分子a運動（運動過程中僅考慮分子間作用力），假定兩個分子的距離為無窮遠時它們的分子勢能為0，則（）A．圖甲中分子間距從到，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力B．分子b運動至和位置時動能可能相等C．圖乙中一定大于圖甲中D．若圖甲中陰影面積，則兩分子間最小距離小于15．（2024·山東煙臺·二模）如圖所示為卡諾逆循環(huán)過程（制冷機）的圖像，該循環(huán)由兩個等溫過程和兩個絕熱過程組成，全過程以理想氣體為工作物質(zhì)，工作物質(zhì)與低溫?zé)嵩春透邷責(zé)嵩唇粨Q熱量的過程為等溫過程，脫離熱源后的過程為絕熱過程。圖中虛線、為兩條等溫線。下列說法中正確的是（

）A．一個循環(huán)過程中，外界對氣體做的功大于氣體對外界做的功B．a(chǎn)→b過程氣體壓強減小只是由于單位體積內(nèi)分子數(shù)減少導(dǎo)致的C．a(chǎn)→b過程氣體對外界做的功等于c→d過程外界對氣體做的功D．d→a過程氣體向外界釋放的熱量等于b→c過程從低溫?zé)嵩次盏臒崃咳嶒烆}16．（2024·浙江·三模）使用如圖1裝置做“探究氣體壓強與體積的關(guān)系”的實驗，已知壓力表通過細管與注射器內(nèi)的空氣柱相連，細管隱藏在柱塞內(nèi)部未在圖中標明。(1)為了探究壓強p與體積V的關(guān)系，在測得需要的實驗數(shù)據(jù)后，為達到“探究”的實驗?zāi)康?，用圖像法進行數(shù)據(jù)分析，從下列選項中選出需要的步驟并按順序排列______。A．作圖像，根據(jù)畫出的圖線猜測p與V的關(guān)系B．作圖像，根據(jù)畫出的圖線猜測p與V的關(guān)系C．作圖像，對p與V關(guān)系的猜測進行檢驗D．作圖像，對p與V關(guān)系的猜測進行檢驗E．檢驗正確，得出p與V關(guān)系的結(jié)論(2)第1小組為了探究一定質(zhì)量的氣體在不同溫度時發(fā)生等溫變化是否遵循相同的規(guī)律，進行了兩次實驗，得到的圖像如圖2所示。第2小組根據(jù)某次實驗數(shù)據(jù)作出的圖如圖3所示。下列說法正確的是______A．實驗前應(yīng)將注射器里的空氣完全排出B．為了減少實驗誤差，可以在柱塞上涂上潤滑油，以減少摩擦C．由圖2可知，第1小組的兩次實驗氣體溫度大小關(guān)系為D．如圖3所示，若第2小組實驗操作正確，則為聯(lián)通空氣柱與壓力表細管的體積(3)如圖4所示，小明從狀態(tài)A緩慢拉升柱塞，使其到達狀態(tài)B（體積為）。若此時突然提升柱塞，使其快速到達體積，則此時對應(yīng)下圖中的狀態(tài)（填“C”、“D”、“E”、“F”）（圖中A、B、E為同一等溫線上的點）四、解答題17．（2024·廣東·三模）一內(nèi)壁光滑的汽缸豎直放置，通過輕桿連接的兩活塞a、b之間封閉有一定質(zhì)量的理想氣體，如圖所示。初始時，兩活塞均處于靜止狀態(tài)，且兩活塞到汽缸連接處MN的距離相等，封閉氣體的熱力學(xué)溫度為。已知兩活塞a、b的質(zhì)量分別為，，橫截面積，重力加速度大小為g，大氣壓強恒為。（1）若使封閉氣體緩慢降溫使活塞a恰好移動到連接處MN，求此時氣體的溫度；（2）若在活塞a上緩慢添加細砂使活塞a恰好移動到連接處MN，封閉氣體溫度不變，求最終所加細砂的總質(zhì)量。18．（2024·山東濰坊·三模）如圖為某興趣小組制作的供水裝置，圓柱形氣缸內(nèi)部長度40cm，輕活塞將其分為左右兩部分，左部為儲水室，儲水室上部一根細管連接進水口和出水口；右部為氣室，氣室尾部有一氣閥。初始時出水口打開，儲水室內(nèi)無水，氣閥關(guān)閉，輕活塞位于氣缸中央?，F(xiàn)通過氣閥給氣室充氣至壓強為0.17MPa，然后關(guān)閉氣閥和出水口。打開進水口開關(guān)，開始注水，活塞緩慢向右移動，當(dāng)氣室壓強為0.34MPa時停止注水。已知活塞橫截面積為，外界大氣壓強為。氣體看作理想氣體，整個過程溫度不變，由于水的重力產(chǎn)生的壓強可忽略，活塞厚度、摩擦不計，求：（1）從氣閥充入的氣體和原有氣體質(zhì)量之比；（2）注水結(jié)束后，打開出水口，當(dāng)氣室壓強下降到0.25MPa時，排出水的體積。19．（2024·山東青島·三模）如圖是一款杯蓋上帶吸管的透明塑料水杯，在溫度恒為27℃的室內(nèi)，向杯內(nèi)注入開水并迅速蓋上杯蓋，吸管上端封閉，杯蓋與杯身間有縫隙，發(fā)現(xiàn)吸管下端有氣泡溢出。當(dāng)水與吸管內(nèi)氣體溫度降為97℃時，吸管下端不再有氣泡溢出，水面距離吸管上端為2cm，吸管總長為22cm。已知外界大氣壓強，水的密度，吸管內(nèi)氣體可視為理想氣體，重力加速度。（1）求從吸管內(nèi)溢出氣體的質(zhì)量與吸管內(nèi)初始氣體質(zhì)量的比值；（2）將水杯拿到室外，靜置一段時間后，將杯蓋豎直緩慢拿出，吸管最下端有一段4cm高的水柱，求此時室外溫度。20．（2024·甘肅·高考真題）如圖，剛性容器內(nèi)壁光滑、盛有一定量的氣體，被隔板分成A、B兩部分，隔板與容器右側(cè)用一根輕質(zhì)彈簧相連（忽略隔板厚度和彈簧體積）。容器橫截面積為S、長為2l。開始時系統(tǒng)處于平衡態(tài)，A、B體積均為Sl，壓強均為，彈簧為原長。現(xiàn)將B中氣體抽出一半，B的體積變?yōu)樵瓉淼摹Ｕ麄€過程系統(tǒng)溫度保持不變，氣體視為理想氣體。求：（1）抽氣之后A、B的壓強。（2）彈簧的勁度系數(shù)k。21．（23-24高三下·四川雅安·階段練習(xí)）如圖所示，A為豎直放置的導(dǎo)熱汽缸，其質(zhì)量、高度，B為質(zhì)量的導(dǎo)熱活塞，汽缸內(nèi)封閉著一定質(zhì)量（遠小于汽缸的質(zhì)量）的理想氣體，B與水平地面間連有勁度系數(shù)的輕彈簧，A與B的橫截面積均為。當(dāng)整個裝置靜止時，活塞B距汽缸底部的高度為?；钊c汽缸間緊密接觸且無摩擦，活塞和汽缸壁的厚