2021年高考物理专题考点最新模拟题精练专题44 气缸模型(原卷版)
2023高考物理热学专题冲刺训练--气体实验定律的综合应用(二)--气缸模型：活塞封闭气体类问题
确定研究对象 三种变化等圧変化：2211T V T V =气缸模型（活塞封闭气体类问题）一、解题思路与技巧1.2.常见类型(1)气体系统处于平衡状态，需要综合应用气体实验定律和物体的平衡条件解题。
(2)气体系统处于力学非平衡状态，需要综合应用气体实验定律和牛顿运动定律解题。
(3)两个或多个汽缸封闭着几部分气体，并且汽缸之间相互关联的问题，解答时应分别研究各部分气体，找出它们各自遵循的规律，并写出相应的方程，还要写出各部分气体之间压强或体积的关系式，最后联立求解。
二、针对练习1、[2021·全国甲卷]如图，一汽缸中由活塞封闭有一定量的理想气体，中间的隔板将气体分为A 、B 两部分；初始时，A 、B 的体积均为V ，压强均等于大气压p 0。
隔板上装有压力传感器和控制装置，当隔板两边压强差超过0.5p 0时隔板就会滑动，否则隔板停止运动。
气体温度始终保持不变。
向右缓慢推动活塞，使B 的体积减小为V2。
(1)求A 的体积和B 的压强；(2)再使活塞向左缓慢回到初始位置，求此时A 的体积和B 的压强。
热学对象（气体） 确定初、末状态参量（温度、压强、体积）等温变化：2211V p V p =等容变化：2211T p T p =力学对象（活塞、缸体或系统）处于平衡状态：根据平衡条件列式（技巧1）处于非平衡状态：根据牛顿第二定律列式（技巧2）2、如图所示，在固定的汽缸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S A ∶S B ＝1∶2，两活塞与穿过B 汽缸底部的刚性细杆相连，活塞与汽缸、细杆与汽缸间摩擦不计且不漏气．初始时，A 、B 中气体的体积皆为V 0，A 中气体压强p A ＝1.5p 0，p 0是汽缸外的大气压强(保持不变)．现对A 中气体缓慢加热，并保持B 中气体的温度不变，当A 中气体的压强增大到p A ′＝2p 0时，求B 中气体的体积V B .3、(2019年全国∶卷)如图，一容器由横截面积分别为S 2和S 的两个汽缸连通而成，容器平放在水平地面上，汽缸内壁光滑.整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分，分别充有氢气、空气和氮气.平衡时，氮气的压强和体积分别为0p 和0V ，氢气的体积为02V ，空气的压强为p . 现缓慢地将中部的空气全部抽出，抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变,活塞没有到达两汽缸的连接处，求: (1)抽气前氢气的压强；(2)抽气后氢气的压强和体积。
高考物理机械能常用模型最新模拟题精练专题2.功和功率+实际问题模型(原卷版+解析)
高考物理《机械能》常用模型最新模拟题精练专题2. 功和功率+实际问题模型一．选择题1. （2023重庆沙家坝重点中学质检）某国产电动汽车厂商对旗下P7、G3两款产品进行百公里加速性能测试，某次加速过程中P7、G3的速度一时间图像分别为图中的图线A 和图线B 若测试时两车的质量和所受的阻力（恒定不变）均相等，则对此次加速过程，下列说法正确的是（ ）A. 当两车的速度相等时，P7发动机的功率大于G3发动机的功率B. 当两车的速度相等时，P7发动机的功率小于G3发动机的功率C. P7发动机做的功大于G3发动机做的功D. P7发动机做的功小于G3发动机做的功2. （2023重庆八中高三质检）若某人的心率为75次/分，每跳一次输送80mL 血液，他的血压（可看作心脏压送血液的平均压强）为41.510Pa ，此人心脏跳动做功的平均功率约为（ ） A. 1.2WB. 1.5WC. 12WD. 9W3 .(2021江西吉安高一期末)如图甲所示，“水上飞人”是一种水上娱乐运动。
喷水装置向下持续喷水，总质量为M 的人与喷水装置，受到向上的反冲作用力腾空而起，在空中做各种运动。
一段时间内，人与喷水装置在竖直方向运动的v -t 图像如图乙所示，水的反冲作用力的功率恒定，规定向上的方向为正，忽略水管对喷水装置的拉力以及空气的阻力，重力加速度为g ，下列说法正确的是（ ）A.12~t t 时间内，水的反冲作用力越来越大B.水的反冲作用力的功率为2MgvC.1t 时刻，v -t 图像切线的斜率为211v v g v .D.23~t t 时间内，水的反冲作用力做的功为23Mgv t4. （2021安徽皖南八校第二次联考）某粮食加工厂的谷物传送机如图所示,水平传送带AB 的正上方有一个漏斗,漏斗的出口与传送带的竖直距离为h.传送带以速率v 匀速运行，打开谷物漏斗阀门K,谷物落到传送带上,谷物经过一段时间加速后与传送带达到共同速度；然后从B 端输出，系统持续运行时， 传送带从B 端输送的谷物量为q(kg/s).重力加速度为g,空气阻力不计，则A.谷物在空中的质量为qgh 2 B.传送带对谷物作用力的水平分量为qv C.电机对传送带做功的功率为qv 2 D.传送带对谷物做功的功率为qv 25 .[多选](2020·杭州月考)某家用桶装纯净水手压式压水器如图所示，桶放置在水平地面上，在手连续稳定按压下，出水速度为v 0，供水系统的效率为η(η<1)，现测量出桶底到出水管之间的高度差为H ，出水口倾斜，其离出水管的高度差可忽略，出水口的横截面积为S ，水的密度为ρ，重力加速度为g ，则下列说法正确的是( )A ．出水口t 时间内的出水体积Q ＝v 0StB ．出水口所出水落地时的速度v ＝v 02＋2gHC ．出水后，手连续稳定按压的功率为ρv 032η＋ρv 0gH ηD ．手按压输入的功率等于单位时间内所出水的动能和重力势能之和6．(2020·长沙模拟)我国自主研制的绞吸挖泥船“天鲲号”达到世界先进水平。
2021年高考物理最新模拟题精练专题1.18 与图象相关的气体计算问题(基础篇)(原卷版)
2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练（选修3-3、3-4）第一部分热学（选修3-3）专题1.18 与图象相关的气体计算问题（基础篇）1. (2)(10分)如图甲所示，竖直放置的汽缸中的活塞上放置一重物，活塞可在汽缸内无摩擦滑动．汽缸导热性良好，其侧壁有一小孔与装有水银的U形玻璃管相通，汽缸内封闭了一段高为80 cm的理想气体柱(U形管内的气体体积不计，U形管足够长且水银始终没有进入汽缸)，此时缸内气体处于图乙中的A状态，温度为27 ℃.已知大气压强p0＝1.0×105 Pa＝75 cmHg，水银的密度ρ＝13.6×103kg/m3，重力加速度g取10 m/s2.①求A状态时U形管内水银面的高度差h1和活塞及重物的总质量m；②若对汽缸缓慢加热，使缸内气体变成B状态，求此时缸内气体的温度．2.（2019南京三模）如图所示，一定质量的理想气体先从状态A经等容过程到状态B，再经等压过程到状态C．在状态C时气体的体积V＝3.0×10﹣3m3，温度与状态A相同。
求：①气体在状态B时的体积；②气体在A→B→C的过程中放出的热量。
3.（2019湖南长沙长郡中学二模）如图，一定质量的理想气体经历了A→B→C的状态变化过程，在此过程中气体的内能增加了135J，外界对气体做了90J的功。
已知状态A时气体的体积V A=600cm3．求：（i）从状态A到状态C的过程中，气体与外界热交换的热量；（ii ）状态A 时气体的压强p A 。
4.（2018江苏盐城期末）一定质量的理想气体，其状态变化的p -V 图象如图所示，已知气体在状态A 时的温度为－73°C ，从状态A 变化到状态C 的过程中气体内能变化了200J ．已知标准状态（1个大气压，273K ）下1mol 理想气体体积为22.4L ，N A =6.0×1023mol -1．求：①气体在状态C 的温度；②气体的分子个数（保留两位有效数字）；③从状态A 变化到状态C 的过程中，气体与外界交换的热量Q ．5．—定质量的理想气体由状态A 经状态B 变化C 的P V 图象如图所示。
2021年高考物理专题考点最新模拟题精练专题45液柱模型（解析版）
2021年高考物理专题考点最新模拟题精练专题45液柱模型（解析版）2015—2020年六年高考物理分类解析专题45、液柱模型一．2020年高考题1.（10分）(2020高考全国理综III 卷)如图，两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H =18cm 的U 型管，左管上端封闭，右管上端开口。
右管中有高h 0= 4cm 的水银柱，水银柱上表面离管口的距离l = 12cm 。
管底水平段的体积可忽略。
环境温度为T 1= 283K 。
大气压强P 0 = 76cmHg 。
（i ）现从右侧端口缓慢注入水银（与原水银柱之间无气隙），恰好使水银柱下端到达右管底部。
此时水银柱的高度为多少?（ii ）再将左管中密封气体缓慢加热，使水银柱上表面恰与右管口平齐，此时密封气体的温度为多少? 【名师解析】：（i ）设密封气体初始体职为V 1，压强为p 1，左、右管的截面积均为S ，密封气体先经等温压缩过程体积变为V 2，压强变为p 2，由玻意耳定律有p 1V 1=p 2V 2①设注入水银后水银柱高度为h ，水银的密度为ρ，按题设条件有 p 1=p 0 +ρgh 0 ② p 2=p 0 +ρgh③V 1=（2H –l –h 0）S ，V 2=HS④联立①②③④式并代入题给数据得 h =12.9 cm⑤（ii ）密封气体再经等压膨胀过程体积变为V 3，温度变为T 2，由盖—吕萨克定律有3212V V T T ⑥按题设条件有 V 3 =（2H – h ）S ⑦联立④⑤⑥⑦式并代入题给数据得T 2=363 K ⑧2．（10分）（2020高考全国理综II ）潜水钟是一种水下救生设备，它是一个底部开口、上部封闭的容器，外形与钟相似。
潜水钟在水下时其内部上方空间里存有空气，以满足潜水员水下避险的需要。
为计算方便，将潜水钟简化为截面积为S 、高度为h 、开口向下的圆筒；工作母船将潜水钟由水面上方开口向下吊放至深度为H 的水下，如图所示。
已知水的密度为ρ，重力加速度大小为g ，大气压强为p 0，Hh ，忽略温度的变化和水密度随深度的变化。
2021年高考物理最新模拟题精练专题1.1 分子动理论(基础篇)(原卷版)
2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练（选修3-3、3-4） 第一部分 热学（选修3-3） 专题1.1 分子动理论（基础篇） 一．填空题 1．（5分）（2020高考模拟示范卷2）如图是教材3-5封面的插图，它是通过扫描隧道显微镜拍下的照片：
48个铁原子在铜的表面排列成圆圈，构成了“量子围栏”。为了估算铁原子直径，查到以下数据：铁的密度
ρ=7.8×103kg/m3，摩尔质量M=5.6 xl0-2 kg/mol，阿伏加德罗常数NA =6.0×1023 mol-1。若将铁原子简化为球体
模型，铁原子直径的表达式D=____，铁原子直径约为____m（结果保留一位有效数字）。（本小题共5分，其中第一小空3分，第二小空2分）
二．选择题 1. （2020河北石家庄期末调研）下列说法中正确的是（ ） A. 布朗微粒越大，受力面积越大，所以布朗运动越激烈
B. 在两个分子从无限远的地方不断靠近的过程中，它们的分子力先增大后减小再增大
C. 在两个分子从无限远的地方不断靠近的过程中，它们的分子势能先增大后减小
D. 两个系统达到热平衡时，它们的分子平均动能一定相同
E. 外界对封闭的理想气体做正功，气体的内能可能减少
2.（2020全国I卷高考仿真模拟1）两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0.相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近.若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是( )
A.在r＞r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小 B.在r＜r0阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小 C.在r＝r0时，分子势能最小，动能最大 D.在r＝r0时，分子势能为零 E.分子动能和势能之和在整个过程中不变
3.（5分）（2019江西南昌三模）下列有关分子动理论和物质结构的认识，其中正确的是（ ） A．分子间距离减小时分子势能一定减小 B．温度越高，物体中分子无规则运动越剧烈 C．温度越高，物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例越大 D．分子间同时存在引力和斥力，随分子距离的增大，分子间的引力和斥力都会减小 E．非晶体的物理性质是各向同性，而晶体的物理性质都是各向异性
2021年高考物理专题考点最新模拟题精练专题45 液柱模型(解析版)
2015—2020年六年高考物理分类解析专题45、液柱模型一．2020年高考题1.（10分）(2020高考全国理综III 卷)如图，两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H =18cm 的U 型管，左管上端封闭，右管上端开口。
右管中有高h 0= 4cm 的水银柱，水银柱上表面离管口的距离l = 12cm 。
管底水平段的体积可忽略。
环境温度为T 1= 283K 。
大气压强P 0 = 76cmHg 。
（i ）现从右侧端口缓慢注入水银（与原水银柱之间无气隙），恰好使水银柱下端到达右管底部。
此时水银柱的高度为多少?（ii ）再将左管中密封气体缓慢加热，使水银柱上表面恰与右管口平齐，此时密封气体的温度为多少? 【名师解析】：（i ）设密封气体初始体职为V 1，压强为p 1，左、右管的截面积均为S ，密封气体先经等温压缩过程体积变为V 2，压强变为p 2，由玻意耳定律有 p 1V 1=p 2V 2①设注入水银后水银柱高度为h ，水银的密度为ρ，按题设条件有 p 1=p 0 +ρgh 0 ② p 2=p 0 +ρgh③V 1=（2H –l –h 0）S ，V 2=HS④联立①②③④式并代入题给数据得 h =12.9 cm⑤（ii ）密封气体再经等压膨胀过程体积变为V 3，温度变为T 2，由盖—吕萨克定律有3212V V T T ⑥按题设条件有 V 3 =（2H – h ）S ⑦联立④⑤⑥⑦式并代入题给数据得 T 2=363 K ⑧2．（10分）（2020高考全国理综II ）潜水钟是一种水下救生设备，它是一个底部开口、上部封闭的容器，外形与钟相似。
潜水钟在水下时其内部上方空间里存有空气，以满足潜水员水下避险的需要。
为计算方便，将潜水钟简化为截面积为S 、高度为h 、开口向下的圆筒；工作母船将潜水钟由水面上方开口向下吊放至深度为H 的水下，如图所示。
已知水的密度为ρ，重力加速度大小为g ，大气压强为p 0，Hh ，忽略温度的变化和水密度随深度的变化。
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2015—2020年六年高考物理分类解析
专题44、气缸模型
一．2020年高考题
1.(2020高考全国理综III卷)如图，一开口向上的导热气缸内。
用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞与气缸壁间无摩擦。
现用外力作用在活塞上。
使其缓慢下降。
环境温度保持不变，系统始终处于平衡状态。
在活塞下降过程中___________。
（填正确答案标号。
选对1个得2分。
选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A．气体体积逐渐减小，内能增知
B．气体压强逐渐增大，内能不变
C．气体压强逐渐增大，放出热量
D．外界对气体做功，气体内能不变
E．外界对气体做功，气体吸收热量
二．2019年高考题
1.（2019全国理综I卷33）（1）（5分）某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理想气体。
初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界。
现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与外界相同。
此时，容器中空气的温度__________（填“高于”“低于”或“等于”）外界温度，容器中空气的密度__________（填“大于”“小于”或“等于”）外界空气的密度。
2.（10分）（2019全国理综I卷33）热等静压设备广泛用于材料加工中。
该设备工作时，先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中，然后炉腔升温，利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料加工处理，改部其性能。
一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为013 m3，炉腔抽真空后，在室温下用压缩机将10瓶氩气压入到炉腔中。
已知每瓶氩气的容积为
3.2×10-2 m3，使用前瓶中气体压强为1.5×107 Pa，使用后瓶中剩余气体压强为2.0×106 Pa；室温温度为27 ℃。
氩气可视为理想气体。
（i）求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强；
（i i）将压入氩气后的炉腔加热到1 227 ℃，求此时炉腔中气体的压强。
3.（2019全国理综III）（10分）如图，一容器由横截面积分别为2S和S的两个汽缸连通而成，容器平放在地面上，汽缸内壁光滑。
整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分，分别充有氢气、空气和氮气。
平衡时，氮气的压强和体积分别为p0和V0，氢气的体积为2V0，空气的压强为p。
现缓慢地将中部的空气全部抽出，抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变，活塞没有到达两汽缸的连接处，求：（i）抽气前氢气的压强；
（ii）抽气后氢气的压强和体积。
三．2018年高考题
1.(2018·高考全国卷II)（10分）如图，一竖直放置的气缸上端开口，气缸壁内有卡口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，不计他们之间的摩擦。
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气缸中的气体，直至活塞刚好到达b处。
求此时气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。
四．2017年高考题
1.（5分）（2017全国II 卷·33·1）如图，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空。
现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸。
待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积。
假设整个系统不漏气。
下列说法正确的是________（选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）。
A ．气体自发扩散前后内能相同
B ．气体在被压缩的过程中内能增大
C ．在自发扩散过程中，气体对外界做功
D ．气体在被压缩的过程中，外界对气体做功
E ．气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变
2．（10分）(2017·全国理综I 卷·33·2)如图，容积均为V 的气缸A 、B 下端有细管（容积可忽略）连通，阀门K 2位于的中部，A 、B 的顶部各有一阀门K 1 K 3B 中有一可自由滑动的活塞（质量，体积均可忽略），初始时，三阀门均可打开，活塞在B 的底部；关闭K 2 K 3 通过K 1给气缸充气，使A 中气体的压强达到大气压p 0的3倍后关闭K1,已知室温为27℃，气缸导热。
（i ）打开K 2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强；
（ii ）接着打开K 3求稳定时活塞的位置；
（iii ）再缓慢加热气缸内气体使其温度升高20℃，求此时活塞下方气体的压强。
五．2016年高考题
1.（8分）（2016高考海南物理）如图，密闭汽缸两侧与一U 形管的两端相连，汽缸壁导热；U 形管内盛有密度为23
=7.510kg /m ρ⨯的液体。
一活塞将汽缸分成左、右两个气室，开始时，左气室的体积是右气室的
体积的一半，气体的压强均为30=4.510 Pa P ⨯。
外界温度保持不变。
缓慢向右拉活塞使U 形管两侧液面的
高度差h =40 cm ，求此时左、右两气室的体积，取重力加速度大小2
10m /s g ，U 形管中气体的体积和活塞拉杆的体积忽略不计。
2（10分）（2016全国理综甲）一氧气瓶的容积为0.08 m 3，开始时瓶中氧气的压强为20个大气压。
某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36 m 3。
当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时，需重新充气。
若氧气的温度保持不变，求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天.。
六．2015年高考题
1．（10分）（2015·上海物理）如图，气缸左右两侧气体由绝热活塞隔开，活塞与气缸光滑接触。
初始时两侧气体均处于平衡态，体积之比V 1:V 2=1:2，温度之比T 1:T 2=2:5。
先保持右侧气体温度不变，升高左侧气体温度，使两侧气体体积相同；然后使活塞导热，两侧气体最后达到平衡。
求：
（1）两侧气体体积相同时，左侧气体的温度与初始温度之比；
（2）最后两侧气体的体积之比。
2.（10分）（2015·全国理综I ）如图，一固定的竖直的气缸由一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞。
已知大活塞的质量为m 1＝2.50kg ，横截面积为s 1＝80.0cm 2；小活塞的质量为m 2＝1.50kg ，横截面积为s 2＝40.0cm 2；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为l ＝40.0cm ；气缸外大气的压强为p =1.00×105pa,温度为T=303K ；初始时大活塞与大圆筒底部相距2
l ，两活塞间密闭气体的温度为T 1=495K ；现气缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移。
忽略两活塞与气缸壁之间的摩擦，重力加速度大小取10m/s 2.求
（ⅰ）在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，缸内封闭气体的温度
（ⅱ）缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强。
3.（2015·山东理综）扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象。
如图，截面积为S 的热杯盖扣在水平桌面上，开始时内部封闭气体的温度为300K ，压强为大气压强p 0。
当封闭气体温度上升至303K 时，
杯盖恰好被整体顶起，放出少许气体后又落回桌面，其内部气体压强立减为p0,温度仍为303K。
再经过一段时间，内部气体温度恢复到300K。
整个过程中封闭气体均可视为理想气体。
求：
（ⅰ）当温度上升到303K且尚未放气时，封闭气体的压强；
（ⅱ）当温度恢复到300K时，竖直向上提起杯盖所需的最小力。
4．（2015·海南物理）如图，一底面积为S、内壁光滑的圆柱形容器竖直放置在水平地面上，开口向上，内有两个质量均为m的相同活塞A和B；在A与B之间、B与容器底面之间分别封有一定量的同样的理想气
P。
现假体，平衡时体积均为V。
已知容器内气体温度始终不变，重力加速度大小为g，外界大气压强为
O
设活塞B发生缓慢漏气，致使B最终与容器底面接触。
求活塞A移动的距离。