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2024北京高考冲刺物理大刷题之常考热学部分
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这是一份2024北京高考冲刺物理大刷题之常考热学部分，共19页。试卷主要包含了5倍．，4T0、压强为1等内容，欢迎下载使用。
(2024九上·昭平期末) 两个相同的薄壁型气缸A和B，活塞的质量都为m，横截面积都为S，气缸的质量都为M， ，气缸B的筒口处有卡环可以防止活塞离开气缸．将气缸B的活塞跟气缸A的气缸筒底用细线相连后，跨过定滑轮，气缸B放在倾角为300的光滑斜面上，气缸A倒扣在水平地面上，气缸A和B内装有相同质量的同种气体，体积都为V，温度都为T．如图所示，此时气缸A的气缸筒恰好对地面没有压力，设气缸内气体的质量远小于活塞的质量，大气对活塞的压力等于活塞重的1.5倍．
①若使气缸A的活塞对地面的压力为0，气缸A内气体的温度是多少？
②若使气缸B中气体体积变为 ，气缸B内的气体的温度是多少？
(2)
(2024九上·昭平期末) 如图所示，U型玻璃细管竖直放置，水平细管与U型玻璃细管底部相连通，各部分细管内径相同．U型管左管上端封有长20cm的理想气体B，右管上端开口并与大气相通，此时U型玻璃管左、右两侧水银面恰好相平，水银面距U型玻璃管底部为25cm．水平细管内用小活塞封有长度10cm的理想气体A．已知外界大气压强为75cmHg，忽略环境温度的变化．现将活塞缓慢向左拉，使气体B的气柱长度为25cm，求：
①左右管中水银面的高度差是多大？
②理想气体A的气柱长度为多少？
(3)
(2017·沈阳模拟) 如图所示，在固定的气缸A和B中分别用活塞封闭一定质量的理想气体，活塞面积之比为SA：SB=1：2，两活塞以穿过B的底部的刚性细杆相连，可沿水平方向无摩擦滑动．两个气缸都不漏气．初始时，A、B中气体的体积皆为V0 ， 温度皆为T0=300K．A中气体压强pA=1.5P0 ， P0是气缸外的大气压强．现对A加热，使其中气体的压强升到pA′=2p0 ， 同时保持B中气体的温度不变．求此时A中气体温度TA ．
(4)
如图所示，A、B是放置在水平面上的两个形状相同的气缸，其长度为L，S是在B汽缸内可无摩擦滑动的活塞，它的厚度可忽略，A、B之间有一个体积不计的细管联通，K为阀门，A气缸和细管是导热材料制成的，B气缸是绝热材料制成的．开始时阀门关闭，活塞处于B气缸的左端，A、B气缸内分别密闭压强为2p0和p0的两种理想气体，气体温度和环境温度均为T0 ， 打开阀门K后，活塞向右移动 的距离并达到平衡（此过程环境温度不变）．求：
（1） A气缸内气体的压强；
（2） B气缸内气体的温度．
(5)
(2024九上·昭平期末) 如图所示，玻璃管A上端封闭，玻璃管B两端开口且足够长，两管下端用橡皮管连接起来，A管上端被一段水银柱封闭了一段长为9cm的气体，B管的水银面比A管高5cm，外界大气压为75cmHg，温度为t1=27℃，保持温度不变，上下移动B管，使稳定后A管中气体长度变为10cm．
①求稳定后的A、B管水银面的高度差；
②稳定后保持两管不动，降低A管中的封闭气体温度，使A管中气体长度恢复到9cm，求此时气体的温度．
(6)
(2023八上·潮南月考) 如图所示，向一个空的铝饮料罐（即易拉罐）中插入一根透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱（长度可以忽略）．如果不计大气压的变化，这就是一个简易的气温计．已知铝罐的容积是360cm3 ， 吸管内部粗细均匀，横截面积为0.2cm2 ， 吸管的有效长度为20cm，当温度为25℃时，油柱离管口10cm．
①吸管上标刻温度值时，刻度是否均匀？说明理由
②计算这个气温计的测量范围．
(7)
(2023八上·潮南月考) 如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再由状态B变化到状态C的p一V图象．已知气体在状态A时的温度为27℃，1at m=1.0×105Pa．求：
（i）气体在状态B时的温度；
（ii）气体由状态A变化到状态B再到状态C的过程中，气体是吸热还是放热？吸收或放出的热量为多少？
(8)
(2020高二下·江夏月考) 一定质量的理想气体被活塞封闭在汽缸内，如图所示水平放置．活塞的质量m=20 kg，横截面积S=100cm2 ， 活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动但不漏气，开始使汽缸水平放置，活塞与汽缸底的距离L1=12cm，离汽缸口的距离L2=4cm．外界气温为27℃，大气压强为1.0×105 Pa，将汽缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，待稳定后对缸内气体逐渐加热，使活塞上表面刚好与汽缸口相平，已知g=10 m/s2 ， 求：
①此时气体的温度为多少；
②在对缸内气体加热的过程中，气体膨胀对外做功，同时吸收Q=390J的热量，则气体增加的内能△U多大．
(9)
(2024九上·昭平期末) 如图所示，一轻活塞将体积为V、温度为2T0的理想气体，密封在内壁光滑的圆柱形导热气缸内．已知大气压强为p0 ， 大气的温度为T0 ， 气体内能U与温度的关系为U=aT（a为正常数）．在气缸内气体温度缓慢降为T0的过程中，求：
①气体内能减少量△U；
②气体放出的热量Q．
(10)
(2023八上·潮南月考) 如图所示，固定的绝热气缸内有一质量为m的“T”型绝热活塞（体积可忽略），距气缸底部h0处连接一U形管（管内气体的体积忽略不计）．初始时，封闭气体温度为T0 ， 活塞距离气缸底部为1.5h0 ， 两边水银柱存在高度差．已知水银的密度为ρ，大气压强为p0 ， 气缸横截面积为S，活塞竖直部分长为1.2h0 ， 重力加速度为g．试问：
①初始时，水银柱两液面高度差多大？
②缓慢降低气缸内封闭气体的温度，当U形管两水银面相平时封闭气体的温度是多少？
(11)
(2022高二下·郑州期末) 如图所示，一粗细均匀的直角导热细玻璃管右端封闭，上端开口，水平部分长为2L，竖直部分长为3L，玻璃管内的横截面积为S，管内用一段水银柱封闭了一定质量的理想气体，外界的大气压强为p0 ， 当环境温度为T0时，水平和竖直管中的水银柱长均为L。设高度为L的水银柱产生的压强为nP0 ， 理想气体的内能U与温度T的关系为U＝kT，n、k均为已知常数，现缓慢加热管内封闭气体，求：
（1） 水银柱刚好全部进入竖直管中时封闭气体的温度；
（2） 从水银柱刚好全部进入竖直管中到水银柱上表面刚好与管的开口处平齐的过程中，封闭气体从外界吸收的热量。
(12)
(2023九上·梅县区期末) 下列说法中正确的是_______。
A . 图甲为氧气分子在不同温度下的速率分布图象，由图可知状态①的温度比状态②的温度高
B . 图乙一定质量的理想气体状态变化的 P－V 图线，由图可知气体由状态 A 变化到 B 的过程中，气体分子平均动能先增大后减小
C . 图丙为分子间作用力的合力与分子间距离的关系，可知当分子间的距离 r＞r0 时，分子势能随分子间的距离增大而增大
D . 液体表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大；附着层内液体分子间的距离小于液体内部分子间的距离
E . 一定质量的理想气体在等压膨胀过程中，气体内能增加的同时向外界释放热量
(13)
(2024九上·昭平期末) 如图所示，劲度系数为 k＝50 N/m 的轻质弹簧与完全相同的导热活塞 AB 不拴接，一定质量的理想气体被活塞 A、B 分成两个部分封闭在可导热的汽缸内活塞 A、B 之间的距离与 B 到汽缸底部的距离均为 l＝1.2 m，初始时刻，气体Ⅰ与外界大气压强相同，温度为 T1＝300 K，将环境温度缓慢升高至 T2＝440 K，系统再次达到稳定，A 已经与弹簧分离，已知活塞 A、B 的质量均为 m＝1.0 kg。横截面积为 S＝10 cm2；外界大气压强恒为 p0＝1.0×105 Pa。不计活塞与汽缸之间的摩擦且密封良好，g 取 10 m/s2 ， 求活塞 A 相对初始时刻上升的高度。
(14)
(2023九上·梅县区期末) 如图所示，体积为V的汽缸由导热性良好的材料制成，面积为S的活塞将汽缸分成体积相等的上下两部分，汽缸上部通过单向阀门K（气体只能进入汽缸，不能流出汽缸）与一打气筒相连。开始时汽缸内上部分气体的压强为p0 ， 现用打气筒向容器内打气。已知打气筒每次能打入压强为p0、体积为 的空气，当打气49次后，稳定时汽缸上下两部分的体积之比为9：1，重力加速度大小为g ， 外界温度恒定，不计活塞与汽缸间的摩擦。求活塞的质量m。
(15)
(2023九上·梅县区期末) 下列说法正确的是（ ）
A . 物体从外界吸收热量的同时，物体的内能可能在减小
B . 分子间的引力和斥力，当rC . 水黾（一种小型水生昆虫）能够停留在水面上而不陷入水中是由于液体表面张力的缘故
D . 第二类永动机不可能制成，说明机械能可以全部转化为内能，内能却不能全部转化为机械能
E . 气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而使气体的压强一定增大
(16)
(2023九上·梅县区期末) 下列叙述，正确的是（ ）
A . 气体吸热后温度一定升高
B . 对气体做功可以改变其内能
C . 热量不可能自发地从低温物体传到高温物体
D . 能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性
E . 物体从单一热源吸收的热量在不引起外界变化的情况下可全部用于做功
(17)
(2023高一上·通州期中)
如图甲所示，一质量为m=10kg的活塞在气缸内封闭一定质量的理想气体，开始时活塞距气缸底高度h1=1.00m．给气缸加热，活塞缓慢上升到距离气缸底h2=1.60m处，在此过程中缸内气体吸收了Q=700J的热量．已知活塞横截面积S=5.0×10﹣3m2 ， 大气压强p0=1.0×105Pa，活塞与气缸壁间摩擦忽略不计，重力加速度g=10m/s2 ． 求：
①此过程中缸内气体增加的内能△为多少？
②此后，若保持气缸内气体温度不变，让活塞最终稳定在距气缸底高度h3=0.50m处，如图乙所示，需要在轻质活塞上放一个质量M为多大的重物？
(18)
如图所示，两竖直且正对放置的导热气缸底部由细管道（体积忽略不计）连通，两活塞a、b用刚性杠杆相连，可在两气缸内无摩擦地移动．上下两活塞（厚度不计）的横截面积分别为S1=10cm2、S2=20cm2 ， 两活塞总质量为M=5kg，两气缸高度均为H=10cm．气缸内封有一定质量的理想气体，系统平衡时活塞a、b到气缸底的距离均为L=5cm（图中未标出），已知大气压强为p0=1.0×105Pa，环境温度为T0=300K，重力加速度g取10m/s2 ． 求：
（1） 若缓慢升高环境温度，使活塞缓慢移到一侧气缸的底部，求此时环境温度；
（2） 若保持温度不变，用竖直向下的力缓慢推活塞b，在活塞b由开始运动到气缸底部过程中，求向下推力的最大值．
(19)
如图（a）所示，长为L=75cm的粗细均匀、一端开口一端封闭的玻璃管，内有长度为d=25cm的汞柱．当开口向上竖直放置、管内空气温度为27℃时，封闭端内空气柱的长度为36cm．外界大气压为75cmHg不变．
（1） 现以玻璃管的封闭端为轴，使它做顺时针转动，当此玻璃管转到水平方向时，如图（b）所示，要使管内空气柱的长度变为45cm，管内空气的温度应变为多少摄氏度？
（2） 让气体的温度恢复到27℃，继续以玻璃管封闭端为轴顺时针缓缓地转动玻璃管，当开口向下，玻璃管与水平面的夹角θ=30°，停止转动如图（C）所示．此时再升高温度，要使管内汞柱下表面恰好移动到与管口齐平，则温度又应变为多少摄氏度？
(20)
(2023九上·梅县区期末) 如图所示，粗细均匀的U形玻璃管竖直放置，A端封闭，B端开口向上，管中有一定量的水银，左侧管中水银柱高为L，右侧管中的水银柱高为 L，左侧管中封闭的空气柱的长也为L，大气压强为P0 ， 大气温度为T0 ， 水银密度为ρ，重力加速度为g，右侧管足够长，问：
①如果空气柱温度不变，在B端缓慢地倒入水银，使左侧内管中空气柱长变为 L，需要在右管中倒入多长的水银柱？
②若通过降温使管中空气柱的长度变为 L，则需要将温度降低为多少？
(21)
如图，体积为V、内壁光滑的圆柱形导热气缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；气缸内密封有温度为2.4T0、压强为1.2P0的理想气体．P0和T0分别为大气的压强和温度．已知：气体内能U与温度T的关系为U=aT，a为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的．求：
（1） 气缸内气体与大气达到平衡时的体积V1；
（2） 在活塞下降过程中，气缸内气体放出的热量Q．
(22)
(2024九上·昭平期末)
如图为一个封闭有一定质量理想气体的内壁光滑的圆环形细管，S是固定在管上的阀门，M为可自由移动的活塞，其质量不计．初始时，S、M与管道中心O在同一水平面内，气体被均分为上下两部分，气体温度均为T0=305K，压强为P0=1.05×105Pa．现对下面部分气体缓慢加热，且保持上面部分气体温度不变，当活塞M缓慢移动到管道最高点时，求：
①上面部分气体的压强；
②下面部分气体的温度．
(23)
(2023九上·梅县区期末)
如图所示，一内壁光滑的圆柱形导热气缸，其顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞．气缸内密封有体积为V，温度为2.4T0；压强为1.2P0的理想气体．已知：大气的压强和温度分别为P0和T0 ， 气体内能U与温度T的关系为U=αT，α为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的．求：
①气缸内气体与大气达到平衡时的体积V；
②在活塞下降过程中，气缸内气体放出的热量Q．
(24)
内壁光滑的导热气缸竖直放置，用质量不计、横截面积为2×10﹣4m2的活塞封闭了一定质量的气体．先在活塞上方缓缓倒上沙子，使封闭气体的体积逐渐变为原来的一半．接着边在活塞上方缓缓倒上沙子边对气缸加热，使活塞位置保持不变，直到气体温度达到177℃．（外界环境温度为27℃，大气压强为1.0×105Pa，g=10m/s2）．
（1） 求加热前倒入多少质量的沙子？
（2） 求整个过程总共倒入多少质量的沙子？
（3） 在p﹣T图上画出整个过程中气缸内气体的状态变化过程．
(2024九上·昭平期末) 两个相同的薄壁型气缸A和B，活塞的质量都为m，横截面积都为S，气缸的质量都为M， ，气缸B的筒口处有卡环可以防止活塞离开气缸．将气缸B的活塞跟气缸A的气缸筒底用细线相连后，跨过定滑轮，气缸B放在倾角为300的光滑斜面上，气缸A倒扣在水平地面上，气缸A和B内装有相同质量的同种气体，体积都为V，温度都为T．如图所示，此时气缸A的气缸筒恰好对地面没有压力，设气缸内气体的质量远小于活塞的质量，大气对活塞的压力等于活塞重的1.5倍．
①若使气缸A的活塞对地面的压力为0，气缸A内气体的温度是多少？
②若使气缸B中气体体积变为 ，气缸B内的气体的温度是多少？
(2)
(2024九上·昭平期末) 如图所示，U型玻璃细管竖直放置，水平细管与U型玻璃细管底部相连通，各部分细管内径相同．U型管左管上端封有长20cm的理想气体B，右管上端开口并与大气相通，此时U型玻璃管左、右两侧水银面恰好相平，水银面距U型玻璃管底部为25cm．水平细管内用小活塞封有长度10cm的理想气体A．已知外界大气压强为75cmHg，忽略环境温度的变化．现将活塞缓慢向左拉，使气体B的气柱长度为25cm，求：
①左右管中水银面的高度差是多大？
②理想气体A的气柱长度为多少？
(3)
(2017·沈阳模拟) 如图所示，在固定的气缸A和B中分别用活塞封闭一定质量的理想气体，活塞面积之比为SA：SB=1：2，两活塞以穿过B的底部的刚性细杆相连，可沿水平方向无摩擦滑动．两个气缸都不漏气．初始时，A、B中气体的体积皆为V0 ， 温度皆为T0=300K．A中气体压强pA=1.5P0 ， P0是气缸外的大气压强．现对A加热，使其中气体的压强升到pA′=2p0 ， 同时保持B中气体的温度不变．求此时A中气体温度TA ．
(4)
如图所示，A、B是放置在水平面上的两个形状相同的气缸，其长度为L，S是在B汽缸内可无摩擦滑动的活塞，它的厚度可忽略，A、B之间有一个体积不计的细管联通，K为阀门，A气缸和细管是导热材料制成的，B气缸是绝热材料制成的．开始时阀门关闭，活塞处于B气缸的左端，A、B气缸内分别密闭压强为2p0和p0的两种理想气体，气体温度和环境温度均为T0 ， 打开阀门K后，活塞向右移动 的距离并达到平衡（此过程环境温度不变）．求：
（1） A气缸内气体的压强；
（2） B气缸内气体的温度．
(5)
(2024九上·昭平期末) 如图所示，玻璃管A上端封闭，玻璃管B两端开口且足够长，两管下端用橡皮管连接起来，A管上端被一段水银柱封闭了一段长为9cm的气体，B管的水银面比A管高5cm，外界大气压为75cmHg，温度为t1=27℃，保持温度不变，上下移动B管，使稳定后A管中气体长度变为10cm．
①求稳定后的A、B管水银面的高度差；
②稳定后保持两管不动，降低A管中的封闭气体温度，使A管中气体长度恢复到9cm，求此时气体的温度．
(6)
(2023八上·潮南月考) 如图所示，向一个空的铝饮料罐（即易拉罐）中插入一根透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱（长度可以忽略）．如果不计大气压的变化，这就是一个简易的气温计．已知铝罐的容积是360cm3 ， 吸管内部粗细均匀，横截面积为0.2cm2 ， 吸管的有效长度为20cm，当温度为25℃时，油柱离管口10cm．
①吸管上标刻温度值时，刻度是否均匀？说明理由
②计算这个气温计的测量范围．
(7)
(2023八上·潮南月考) 如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再由状态B变化到状态C的p一V图象．已知气体在状态A时的温度为27℃，1at m=1.0×105Pa．求：
（i）气体在状态B时的温度；
（ii）气体由状态A变化到状态B再到状态C的过程中，气体是吸热还是放热？吸收或放出的热量为多少？
(8)
(2020高二下·江夏月考) 一定质量的理想气体被活塞封闭在汽缸内，如图所示水平放置．活塞的质量m=20 kg，横截面积S=100cm2 ， 活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动但不漏气，开始使汽缸水平放置，活塞与汽缸底的距离L1=12cm，离汽缸口的距离L2=4cm．外界气温为27℃，大气压强为1.0×105 Pa，将汽缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，待稳定后对缸内气体逐渐加热，使活塞上表面刚好与汽缸口相平，已知g=10 m/s2 ， 求：
①此时气体的温度为多少；
②在对缸内气体加热的过程中，气体膨胀对外做功，同时吸收Q=390J的热量，则气体增加的内能△U多大．
(9)
(2024九上·昭平期末) 如图所示，一轻活塞将体积为V、温度为2T0的理想气体，密封在内壁光滑的圆柱形导热气缸内．已知大气压强为p0 ， 大气的温度为T0 ， 气体内能U与温度的关系为U=aT（a为正常数）．在气缸内气体温度缓慢降为T0的过程中，求：
①气体内能减少量△U；
②气体放出的热量Q．
(10)
(2023八上·潮南月考) 如图所示，固定的绝热气缸内有一质量为m的“T”型绝热活塞（体积可忽略），距气缸底部h0处连接一U形管（管内气体的体积忽略不计）．初始时，封闭气体温度为T0 ， 活塞距离气缸底部为1.5h0 ， 两边水银柱存在高度差．已知水银的密度为ρ，大气压强为p0 ， 气缸横截面积为S，活塞竖直部分长为1.2h0 ， 重力加速度为g．试问：
①初始时，水银柱两液面高度差多大？
②缓慢降低气缸内封闭气体的温度，当U形管两水银面相平时封闭气体的温度是多少？
(11)
(2022高二下·郑州期末) 如图所示，一粗细均匀的直角导热细玻璃管右端封闭，上端开口，水平部分长为2L，竖直部分长为3L，玻璃管内的横截面积为S，管内用一段水银柱封闭了一定质量的理想气体，外界的大气压强为p0 ， 当环境温度为T0时，水平和竖直管中的水银柱长均为L。设高度为L的水银柱产生的压强为nP0 ， 理想气体的内能U与温度T的关系为U＝kT，n、k均为已知常数，现缓慢加热管内封闭气体，求：
（1） 水银柱刚好全部进入竖直管中时封闭气体的温度；
（2） 从水银柱刚好全部进入竖直管中到水银柱上表面刚好与管的开口处平齐的过程中，封闭气体从外界吸收的热量。
(12)
(2023九上·梅县区期末) 下列说法中正确的是_______。
A . 图甲为氧气分子在不同温度下的速率分布图象，由图可知状态①的温度比状态②的温度高
B . 图乙一定质量的理想气体状态变化的 P－V 图线，由图可知气体由状态 A 变化到 B 的过程中，气体分子平均动能先增大后减小
C . 图丙为分子间作用力的合力与分子间距离的关系，可知当分子间的距离 r＞r0 时，分子势能随分子间的距离增大而增大
D . 液体表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大；附着层内液体分子间的距离小于液体内部分子间的距离
E . 一定质量的理想气体在等压膨胀过程中，气体内能增加的同时向外界释放热量
(13)
(2024九上·昭平期末) 如图所示，劲度系数为 k＝50 N/m 的轻质弹簧与完全相同的导热活塞 AB 不拴接，一定质量的理想气体被活塞 A、B 分成两个部分封闭在可导热的汽缸内活塞 A、B 之间的距离与 B 到汽缸底部的距离均为 l＝1.2 m，初始时刻，气体Ⅰ与外界大气压强相同，温度为 T1＝300 K，将环境温度缓慢升高至 T2＝440 K，系统再次达到稳定，A 已经与弹簧分离，已知活塞 A、B 的质量均为 m＝1.0 kg。横截面积为 S＝10 cm2；外界大气压强恒为 p0＝1.0×105 Pa。不计活塞与汽缸之间的摩擦且密封良好，g 取 10 m/s2 ， 求活塞 A 相对初始时刻上升的高度。
(14)
(2023九上·梅县区期末) 如图所示，体积为V的汽缸由导热性良好的材料制成，面积为S的活塞将汽缸分成体积相等的上下两部分，汽缸上部通过单向阀门K（气体只能进入汽缸，不能流出汽缸）与一打气筒相连。开始时汽缸内上部分气体的压强为p0 ， 现用打气筒向容器内打气。已知打气筒每次能打入压强为p0、体积为 的空气，当打气49次后，稳定时汽缸上下两部分的体积之比为9：1，重力加速度大小为g ， 外界温度恒定，不计活塞与汽缸间的摩擦。求活塞的质量m。
(15)
(2023九上·梅县区期末) 下列说法正确的是（ ）
A . 物体从外界吸收热量的同时，物体的内能可能在减小
B . 分子间的引力和斥力，当r
D . 第二类永动机不可能制成，说明机械能可以全部转化为内能，内能却不能全部转化为机械能
E . 气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而使气体的压强一定增大
(16)
(2023九上·梅县区期末) 下列叙述，正确的是（ ）
A . 气体吸热后温度一定升高
B . 对气体做功可以改变其内能
C . 热量不可能自发地从低温物体传到高温物体
D . 能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性
E . 物体从单一热源吸收的热量在不引起外界变化的情况下可全部用于做功
(17)
(2023高一上·通州期中)
如图甲所示，一质量为m=10kg的活塞在气缸内封闭一定质量的理想气体，开始时活塞距气缸底高度h1=1.00m．给气缸加热，活塞缓慢上升到距离气缸底h2=1.60m处，在此过程中缸内气体吸收了Q=700J的热量．已知活塞横截面积S=5.0×10﹣3m2 ， 大气压强p0=1.0×105Pa，活塞与气缸壁间摩擦忽略不计，重力加速度g=10m/s2 ． 求：
①此过程中缸内气体增加的内能△为多少？
②此后，若保持气缸内气体温度不变，让活塞最终稳定在距气缸底高度h3=0.50m处，如图乙所示，需要在轻质活塞上放一个质量M为多大的重物？
(18)
如图所示，两竖直且正对放置的导热气缸底部由细管道（体积忽略不计）连通，两活塞a、b用刚性杠杆相连，可在两气缸内无摩擦地移动．上下两活塞（厚度不计）的横截面积分别为S1=10cm2、S2=20cm2 ， 两活塞总质量为M=5kg，两气缸高度均为H=10cm．气缸内封有一定质量的理想气体，系统平衡时活塞a、b到气缸底的距离均为L=5cm（图中未标出），已知大气压强为p0=1.0×105Pa，环境温度为T0=300K，重力加速度g取10m/s2 ． 求：
（1） 若缓慢升高环境温度，使活塞缓慢移到一侧气缸的底部，求此时环境温度；
（2） 若保持温度不变，用竖直向下的力缓慢推活塞b，在活塞b由开始运动到气缸底部过程中，求向下推力的最大值．
(19)
如图（a）所示，长为L=75cm的粗细均匀、一端开口一端封闭的玻璃管，内有长度为d=25cm的汞柱．当开口向上竖直放置、管内空气温度为27℃时，封闭端内空气柱的长度为36cm．外界大气压为75cmHg不变．
（1） 现以玻璃管的封闭端为轴，使它做顺时针转动，当此玻璃管转到水平方向时，如图（b）所示，要使管内空气柱的长度变为45cm，管内空气的温度应变为多少摄氏度？
（2） 让气体的温度恢复到27℃，继续以玻璃管封闭端为轴顺时针缓缓地转动玻璃管，当开口向下，玻璃管与水平面的夹角θ=30°，停止转动如图（C）所示．此时再升高温度，要使管内汞柱下表面恰好移动到与管口齐平，则温度又应变为多少摄氏度？
(20)
(2023九上·梅县区期末) 如图所示，粗细均匀的U形玻璃管竖直放置，A端封闭，B端开口向上，管中有一定量的水银，左侧管中水银柱高为L，右侧管中的水银柱高为 L，左侧管中封闭的空气柱的长也为L，大气压强为P0 ， 大气温度为T0 ， 水银密度为ρ，重力加速度为g，右侧管足够长，问：
①如果空气柱温度不变，在B端缓慢地倒入水银，使左侧内管中空气柱长变为 L，需要在右管中倒入多长的水银柱？
②若通过降温使管中空气柱的长度变为 L，则需要将温度降低为多少？
(21)
如图，体积为V、内壁光滑的圆柱形导热气缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；气缸内密封有温度为2.4T0、压强为1.2P0的理想气体．P0和T0分别为大气的压强和温度．已知：气体内能U与温度T的关系为U=aT，a为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的．求：
（1） 气缸内气体与大气达到平衡时的体积V1；
（2） 在活塞下降过程中，气缸内气体放出的热量Q．
(22)
(2024九上·昭平期末)
如图为一个封闭有一定质量理想气体的内壁光滑的圆环形细管，S是固定在管上的阀门，M为可自由移动的活塞，其质量不计．初始时，S、M与管道中心O在同一水平面内，气体被均分为上下两部分，气体温度均为T0=305K，压强为P0=1.05×105Pa．现对下面部分气体缓慢加热，且保持上面部分气体温度不变，当活塞M缓慢移动到管道最高点时，求：
①上面部分气体的压强；
②下面部分气体的温度．
(23)
(2023九上·梅县区期末)
如图所示，一内壁光滑的圆柱形导热气缸，其顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞．气缸内密封有体积为V，温度为2.4T0；压强为1.2P0的理想气体．已知：大气的压强和温度分别为P0和T0 ， 气体内能U与温度T的关系为U=αT，α为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的．求：
①气缸内气体与大气达到平衡时的体积V；
②在活塞下降过程中，气缸内气体放出的热量Q．
(24)
内壁光滑的导热气缸竖直放置，用质量不计、横截面积为2×10﹣4m2的活塞封闭了一定质量的气体．先在活塞上方缓缓倒上沙子，使封闭气体的体积逐渐变为原来的一半．接着边在活塞上方缓缓倒上沙子边对气缸加热，使活塞位置保持不变，直到气体温度达到177℃．（外界环境温度为27℃，大气压强为1.0×105Pa，g=10m/s2）．
（1） 求加热前倒入多少质量的沙子？
（2） 求整个过程总共倒入多少质量的沙子？
（3） 在p﹣T图上画出整个过程中气缸内气体的状态变化过程．
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