决战2020高考物理板块题型专练专题14 选修热学之活塞模型计算（原卷版）

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专题 14 选修热学之活塞模型计算-决战 2020 高考物理选修

热学板块强化专练

1.如图甲、乙中两个汽缸质量均为 M，内部横截面积均为 S，两个活塞的质量均为 m，图甲中的汽缸静止在

水平面上，图乙中的活塞和汽缸竖直悬挂在天花板下。两个汽缸内分别封闭有一定质量的空气 A、B，大气

压强为 p0，重力加速度为 g，求封闭气体 A、B的压强各多大？

2.如图所示，一汽缸水平固定在静止的小车上，一质量为 m，面积为 S的活塞将一定量的气体封闭在汽缸

内，平衡时活塞与汽缸底相距为 L。现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动，稳定时发现活塞相对

于汽缸移动了距离 d。已知大气压强为 p0，不计汽缸和活塞间的摩擦，且小车运动时，大气对活塞的压强

仍可视为 p0，整个过程温度保持不变。求小车加速度的大小。

3.(2018·全国卷Ⅱ)如图，一竖直放置的汽缸上端开口，汽缸壁内有卡口 a和b，a、b间距为 h，a距缸底的

高度为 H；活塞只能在 a、b间移动，其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为 m，面积为 S，

厚度可忽略；活塞和汽缸壁均绝热，不计它们之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强

均为 p0，温度均为 T0。现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体，直至活塞刚好到达 b处。求此时汽缸内气体的

温度以及在此过程中气体对外所做的功。重力加速度大小为 g。

4.(2018·全国卷Ⅰ)如图，容积为 V的汽缸由导热材料制成，面积为 S的活塞将汽缸分成容积相等的上下两

部分，汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连，细管上有一阀门 K。开始时，K关闭，汽缸内上下

两部分气体的压强均为 p0。现将 K打开，容器内的液体缓慢地流入汽缸，当流入的液体体积为时，将 K关

闭，活塞平衡时其下方气体的体积减小了。不计活塞的质量和体积，外界温度保持不变，重力加速度大小

为g。求流入汽缸内液体的质量。

5.如图所示，有两个不计质量和厚度的活塞 M、N，将两部分理想气体 A、B封闭在绝热汽缸内，温度均是

27 ℃。M活塞是导热的，N活塞是绝热的，均可沿汽缸无摩擦地滑动，已知活塞的横截面积均为 S＝

2 cm2，初始时 M活塞相对于底部的高度为 h1＝27 cm，N活塞相对于底部的高度为 h2＝18 cm。现将一质量

为m＝1 kg 的小物体放在 M活塞的上表面上，活塞下降。已知大气压强为 p0＝1.0×105 Pa，重力加速度 g取

10 m/s2。

(1)活塞重新稳定后，求下部分气体的压强；

(2)现通过加热丝对下部分气体进行缓慢加热，使下部分气体的温度变为 127 ℃，求稳定后活塞 M、N

距离底部的高度。

6.(2017·全国卷Ⅰ)如图，容积均为 V的汽缸 A、B下端有细管(容积可忽略)连通，阀门 K2位于细管的中部，

A、B的顶部各有一阀门 K1、K3；B中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略)。初始时，三个阀门均

打开，活塞在 B的底部；关闭 K2、K3，通过 K1给汽缸充气，使 A中气体的压强达到大气压 p0的3倍后关

闭K1。已知室温为 27 ℃，汽缸导热。

(1)打开 K2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强；

(2)接着打开 K3，求稳定时活塞的位置；

(3)再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高 20 ℃，求此时活塞下方气体的压强。

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