高中物理选修3-3气体压强专项练习题(附答案)(四)

1、选修3-3气体压强计算专项练习、计算题p V图象如图所示.已知该气体1、一定质量的理想气体从状态 A变化到状态B再变化到状态 C,其状态变化过程的 在状态A时的温度为27 c.则：该气体在状态 B和C时的温度分别为多少C ?该气体从状态 A经B再到C的全过程中是吸热还是放热？传递的热量是多少？2、一定质量理想气体经历如图所示的Af B、A C、O A三个变化过程，Ta =300 K,气体从 O A的过程中做功为 100J,同时吸热250 J ,已知气体的内能与温度成正比。求：(i)气体处于C状态时的温度Tc;(i i )气体处于C状态时内能U=o3、如图所示，一个内壁光滑的导热气缸竖直放置，内

2、部封闭一定质量的理想气体，环境温度为27 C,现将一个质量为m=2kg的活塞缓慢放置在气缸口，活塞与气缸紧密接触且不漏气.已知活塞的横截面积为S=4.0 x 10 4m2,大气压强为B=1.0 xi05Pa,重力加速度 g取10m/s2,气缸高为h=0.3m,忽略活塞及气缸壁的厚度.(i )求活塞静止时气缸内封闭气体的体积.(ii )现在活塞上放置一个2kg的祛码，再让周围环境温度缓慢升高要使活塞再次回到气缸顶端，则环境温度应升高到多少摄氏度?4、【2017 开封市高三第一次模拟】如图所示，一汽缸固定在水平地面上，通过活塞封闭有一定质量的理想气体，活塞与缸壁的摩擦可忽略不计，活塞的截面积S=1

3、00 cm2.活塞与水平平台上的物块A用水平轻杆连接，在平台上有另一物块B, A B的质量均为 m=62.5 kg，物块与平台间的动摩擦因数科=0.8.两物块间距为d=10 cm.开始时活塞距缸底Li=10 cm,缸内气体压强 pi等于外界大气压强po=1 x 105 Pa,温度ti=27 C .现对汽缸内的气体缓慢加热，(g=10 m/s2)求：物块A开始移动时，汽缸内的温度;物块B开始移动时，汽缸内的温度5、如图所示，一导热性能良好、内壁光滑的气缸水平放置，横截面积为S=2X 10-3m2质量为m=4kg厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与气缸底部之间的距离为24cm,

4、在活塞的右侧12cm处有一对与气缸固定连接的卡环，气体的温度为 300K,大气压强 P)=1.0 X105Pa.现将气缸竖直放置，如图所示，取 g=10m/s2求：(1)活塞与气缸底部之间的距离；(2)加热到675K时封闭气体的压强.6、一个上下都与大气相通的直圆筒，内部横截面积为S = 0.01m2 ,中间用两个活塞 A和B封住一定质量的气体。A、B都可沿圆筒无摩擦地上下滑动，且不漏气。A的质量不计，B的质量为M,并与一劲度系数为k = 5 X 103 N/m的较长的弹簧相连。已知大气压p0 = 1 x 105 Pa ,平衡时两活塞之间的距离10 = 0.6 m ，现用力压 A,使之缓慢向下

5、移动一段距离后，保持平衡。此时用于压A的力F = 500 N o求活塞 A下移的距离。7、如图所示，可沿气缸壁自由活动的活塞将密封的圆筒形气缸分隔成A、B两部分。活塞与气缸顶部有一弹簧相连。当活塞位于气缸底部时弹簧恰好无形变。开始时B内充有一定量的气体，A内是真空。B部分高度为Li=0.10米、此时活塞受到的弹簧作用力与重力的大小相等。现将整个装置倒置，达到新的平衡后B部分的高度L2等于多少？设温度不变。8、如图，上端开口的竖直气缸由大、小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞，两活塞用刚性轻杆连接，两活塞间充有氧气，小活塞下方充有氮气。已知：大活塞的质量为 2m,横截面积为2S,小活塞的质量

6、为 m,横截面积为S；两活塞间距为 L;大活塞导热性能良好，气缸及小活塞绝热。初始时氮气和气缸外大气的匀强均为p0 ,大活塞与大圆筒底部相距两活塞与气缸壁之间的摩擦不计，重力加速度为2求：当小活塞缓慢上升至上表面与大圆筒底部平齐时，氮气的压强。go现通过电阻丝缓慢加热氮气m的祛码时,9、如图所示，导热的圆柱形气缸放置在水平桌而上，横截面积为S、质量为m的活塞封闭着一定质量的气体（可视为理想气体），活塞与气缸间无摩擦且不漏气.总质量为ml：的祛码盘（含祛码）通过左侧竖直的细绳与活塞相连.当 环境温度为T时，活塞离缸底的高度为 h.现使环境温度缓慢降为 :2当活塞再次平衡时，活塞离缸底的高度是多少

7、？保持环境温度为 不变，在祛码盘中添加质量为42活塞返回到高度为 h处，求大气压强 p0.9、一定质量的理想气体被活塞封闭在圆筒形的金属气缸内，如题10 (2)图所示，活塞的质量为m=30Kg横截面积为S=100cm2,活塞与气缸底之间用一轻弹簧连接，活塞可沿气缸壁无摩擦滑动且不漏气。开始时使气缸水平放置，连接活塞和气缸底的弹簧处于自然长度l0=50cm。经测量大气压强 p0=1 . 0X105Pa,将气缸从水平位置缓慢地竖直立起，稳定后活塞下移l 10cm,整个过程外界温度不变。求：气缸竖直放置时的压强，并判断能否求解弹簧的劲度系数。11,如图，上粗下细且上端开口的薄壁玻璃管内有一部分水银封

8、住密闭气体，横截面积分别为S1=1cm2、S2=2cm2,细管内水银长度为 h1 = 4cm,封闭气体长度为 L = 6cm。大气压强为 p0= 76cmHg气体初始温度为 T1 = 280K,上管足 够长。(1)缓慢升高气体温度，求水银刚好全部进入粗管内时的温度T2;9(2)气体温度保持 T2不变，为使封闭气体长度变为8cm,需向开口端注入的水银柱的体积为多少？12、如图，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置.玻璃管的下部封有长l 1=25.0cm的空气柱，中间有一段长为12=25.0cm的水银柱，上部空气柱的长度 l3=40.0cm.已知大气压强为 P0=75.0cmHg.现将一活塞(

9、图中未画出)从玻璃管开口处缓缓往下推，使管下部空气柱长度变为11 20.0cm .假设活塞下推过程中没有漏气，试求：(1)最后管下部空气的压强为多少cmHg>(2)活塞下推的距离(cm)13、如图所示，在长为 L=57cm的一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内，用4cm高的水银柱封闭着 51cm长的理想气体，管内外气体的温度均为33C,大气压强p0=76cmHg.若缓慢对玻璃管加热，当水银柱上表面与管口刚好相平时，求管中气体的温度;若保持管内温度始终为33 C,现将水银缓慢注入管中，直到水银柱上表面与管口相平，求此时管中气体的压强.14,如图所示，两端开口、粗细均匀的足够长的玻璃管插在

10、水银槽中，管的上部有一定长度的水银，两段空气柱被封闭在左右两侧的竖直管中。开启上部连通左右水银的阀门A,当温度为Li= 50 cm),大气压为 75 cmHg。求：(1)右管内空气柱的长度 L2；(2)关闭阀门A,当温度升至405 K时，左侧竖直管内气柱的长度L30300 K平衡时水银的位置如图 (h = h2= 5 cm ,15、如图1所示，左端封闭、内径相同的U形细玻璃管竖直放置，左管中封闭有长为相平，水银柱足够长.已知大气压强为p°=75cmHg.(1)若将装置翻转180° ,使U形细玻璃管竖直倒置(水银未溢出)，如图 2 所示.当管中水银静止时，求左管中空气柱的长度

11、；(2)若将图1中的阀门S打开，缓慢流出部分水银，然后关闭阀门S,右管水L=20cm的空气柱，两管水银面银面下降了 H=35cm,求左管水银面下降的高度.16、如图，在柱形容器中密闭有一定质量理想气体，一光滑导热活塞将容器分为A B两部分，离气缸底部高为49cm处开有一小孔，与装有水银的U形管相连，容器顶端有一阀门 K.先将阀门打开与大气相通，外界大气压等于p0=75cmHg, 室温t0=27C,稳定后U形管两边水银面的高度差为h=25cm,此时活塞离容器底部为L=50cm.闭合阀门，使容器内温度降至-57C,发现活塞下降，且U形管左管水银面比右管水银面高25cm. (U形管内径很小，活塞有一

12、定质量，但不考虑厚度)求：(1)此时活塞离容器底部高度L'(2)整个柱形容器的高度H.17、如图所示，U形管右管横截面积为左管2倍，管内水银在左管内封闭了一段长为26cg温度为280K的空气柱,左右两管水银面高度差为36cm,大气压为76cm Hg.现向右管缓慢补充水银.20cm时，左管内气体的压强为多大?若保持左管内气体的温度不变，当左管空气柱长度变为 在条件下，停止补充水银，若给左管的气体加热，使管内气柱长度恢复到26cm,则左管内气体的温度为多少?18、如图所示，一根两端开口、横截面积为S=2cn2足够长的玻璃管竖直插入水银槽中并固定(插入水银槽中的部分足够深).管中有一个质量不

13、计的光滑活塞，活塞下封闭着长L=21cm的气柱，气体的温度为t1=7C,外界大气压取P0=1.0 x 105Pa (相当于 75cm高的汞柱的压强).12=77 ,此时气柱为多长?(1)若在活塞上放一个质量为m=0.1kg的祛码，保持气体的温度t1不变，则平衡后气柱为多长？ (g=10m/s2)(2)若保持祛码的质量不变，对气体加热，使其温度升高到(3)若在(2)过程中，气体吸收的热量为10J,则气体的内能增加多少?19，如图，粗细均匀的弯曲玻璃管 A B两端开口，管内有一段水银柱，右管内气体柱长为39cm,中管内水银面与管口 A之间气体柱长为 40cm。先将口 B封闭，再将左管竖直插入水银槽

14、中，设整个过程温度不变，稳定后右管内水银 面比中管内水银面高 2cm,求：(1)稳定后右管内的气体压强p;“(2)左管A端插入水银1f的深度 ho (大气压强p0=76cmH0.20、如图，在柱形容器中密闭有一定质量气体，一具有质量的光滑导热活塞将容器分为A、B两部分，离气缸底部高为49cm处开有一小孔，与 U形水银管相连，容器顶端有一阀门K。先将阀门打开与大气相通，外界大气压等于po =75cmHg,室温to=27° C,稳定后U形管两边水银面的高度差为Ah=25cm,此时活塞离容器底部为L= 50cm。闭合阀门，使容器内温度降至57。C,发现U形管左管水银面比右管水银面高25cm

15、。求：(1)此时活塞离容器底部高度L'(2)整个柱形容器的高度H。21、(2013上海徐汇区期末)如图所示，竖直放置的均匀细U型试管，左侧管长Loa= 30cm,右管足够长且管口开口,初始时左管内被水银封闭的空气柱长20cm,气体温度为 27° C,左右两管水银面等高。已知大气压强为=6=75cmHg.(1)现对左侧封闭气体加热，直至两侧水银面形成10cm长的高度差.则此时气体的温度为多少摄氏度?(2)保持此时温度不变，从右侧管口缓慢加入水银，则至少加入多少长度的水银，可以使得左侧管内气体恢复最初 的长度？10cm22、如图，竖直平面内有一直角形内径相同的细玻璃管,A端封闭，

16、C端开口，AB=BC=o,且此时 A C端等高。平街时，管内水银总长度为 10,玻璃管AB内封闭有长为竖直平面内顺时针缓慢地转动至BC管水平，求此时10的空气柱。已知大气压强为 10汞柱高。如果使玻璃管绕 B点在2AB管内气体的压强为多少汞柱高？管内封入的气体可视为理想气体且温度不变。23、如图所示，装有水银的细U形管与巨大的密封气罐 A相连，导热性能均良好，左端封闭有一段空气柱，气温为-23c时，空气柱长为 62cm,右端水银面比左端低 40cm.当气温升到27c时，U形管两边高度差增加了 4cm,则气罐 内气体在23 c时的压强为是多少 cmH(g)24、如图所示，截面均匀的 U形玻璃细管

17、两端都开口，玻璃管足够长，管内有两段水银柱封闭着一段空气柱，若气柱温度是270C时，空气柱在 U形管的左侧， A B两点之间封闭着的空气柱长为15cm, U形管底边长 Ct=10cm, AC高为5cm。已知此时的大气压强为 75cmH®(1)若保持气体的温度不变，从U形管左侧管口处缓慢地再注入25cm长的水银柱,则管内空气柱长度为多少？某同学是这样解的：对 AB部分气体，初态 pi=100cmHg V1=15Scm ,末态 p2=125cmHg V2=LScm3,则由玻意耳定律 piVi=p2 V2解得管内空气柱长度 L=12cm。以上解法是否正确，请作出判断并说明理由，如不正确则还

18、须求出此时管内空气柱的实际长度为多少？(3)为了使这段空气柱长度恢复到15cm,且回到A、B两点之间，可以向 U形管中再注入一些水银，且改变气体的温度。问：应从哪一侧管口注入多长的水银柱？气体的温度变为多少?a、b用钢性轻杆相连，可在气缸内无摩擦地移25、如图所示，两水平放置的导热气缸其底部由管道连通，轻质活塞动，两活塞横截面积分别为S和Sb,且Sb=2S。缸内封有一定质量的气体，系统平衡时，活塞 a、b到缸底的距离均为L,已知大气压强为 po,环境温度为 To,忽略管道中的气体体积。求：(1)缸中密闭气体的压强；宰中右i ”尸一昆r飞一(2)若活塞在外力作用下向左移动_L ,稳定后密闭气体的

19、压强； "走L(3)若环境温度升高到7T0,活塞移动的距离626、如图所示，两个绝热、光滑、不漏气的活塞A和B将气缸内的理想气体分隔成甲、乙两部分，气缸的横截面积为S= 500 cm2。开始时，甲、乙两部分气体的压强均为1 atm (标准大气压)、温度均为27 C,甲的体积为 V = 20 L,乙的体积为 V2 = 10 L 。现保持甲气体温度不变而使乙气体升温到127 C。若要使活塞B仍停在原位置，则活塞 A应向右推多大距离 ？r “个=产产1”产"27、一内壁光滑体积为 V的绝热气缸固定在水平地面上，绝热光滑活塞厚度不计，刚开始时处于气缸的中间位置，活塞两侧封闭相同质量

20、的相同理想气体.初始状态两侧温度T0=300K,压强为P0.若活塞左侧气缸内电热丝通电，温度升高到T=600K,试求左侧气缸的压强与体积.27、如图，两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同汽缸直立放置，汽缸底部和顶部均有细管连通，顶部的细管带有阀门K.两汽缸的容积均为 V。，汽缸中各有一个绝热活塞 （质量不同，厚度可忽略）.开始时K关闭，两活塞下方和右右活塞上方气K,活塞上方充有气体（可视为理想气体），压强分别为 p0和卫0 ;左活塞在汽缸正中间，其上方为真空；3体体积为 V0.现使汽缸底与一恒温热源接触，平衡后左活塞升至汽缸顶部，且与顶部刚好没有接触；然后打开4经过一段时间，重新达到平衡.已知

21、外界温度为T0,不计活塞与汽缸壁间的摩擦.求：（1）恒温热源的温度 T;（2）重新达到平衡后左汽缸中活塞上方气体的体积Vx.29、喷雾器内有10L水，上部封闭有latm的空气2L。关闭喷雾阀门，用打气筒向喷雾器内再充入1atm的空气3L （设外界环境温度一定，空气可看作理想气体）。（1）当水面上方气体温度与外界沮度相等时，求气体压强，并从徽观上解释气体压强变化的原因（2）打开喷雾阀门，喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀，此过程气体是吸热还是放热？简要说明理由30、如图所示，在以加速度 a做加速运动的小车上，用质量为 m的活塞将气体封闭在气缸内，外界大气压强为po,活塞截面积为 S,不计活塞与气

22、缸间的摩擦，则气缸内气体的压强是多少？31、容积为2L的烧瓶，在压强为 开了，稍过一会儿，重新把盖子塞好,1.0 X i05Pa时，用塞子塞住, 停止加热并使它逐渐降温到此时温度为27C,当把它加热到 127c时，塞子被打27C,求：（1）塞子打开前的最大压强（2）27 c时剩余空气的压强.32、容器内装有1kg的氧气，开始时，氧气压强为1.0 x 106Pa,温度为57C,因为漏气，经过一段时间后，容器内 3氧气压强变为原来的温度降为527 C,求漏掉多少千克氧气?33、某压缩式喷雾器储液桶的容量为 向外喷出，如图所示.如果每次能打进 压强能否使喷雾器内的药液全部喷完？5.7 X103m往桶

23、内倒入4.2 X 10-3 m3的药液后开始打气，打气过程中药液不会2.5 x 10 4 m3的空气，要使喷雾器内空气的压强达4atm,应打气几次？这个（设大气压强为1atm）进气【：可液口33、用易拉罐盛装碳酸饮料非常卫生和方便,但如果剧烈碰撞或严重受热会导致爆炸。我们通常用的可乐易拉罐容积V= 355 mL假设在室温（17 C ）罐内装有0.9 V的饮料，剩余空间充满CO气体，气体压强为1 atm。若易拉罐承受的压强为1.2 atm ,则保存温度不能超过多少？34、有一块防水仪表，密封性能良好，表内外压强差超过6.0x10 4 Pa时表盘玻璃将爆裂。某运动员携带此表攀登23C。表珠峰，山下

24、温度为 27C,表内气压为1.0x105 Pa；登上珠峰时，表盘玻璃发生爆裂，此时山上气温为一并求山顶大气压强是多少？（结果保留两位内气体体积的变化可忽略不计。分析说明表盘玻璃是向外还是向内爆裂,有效数字）36、为适应太空环境，去太空旅行的航天员都要穿航天服航天服有一套生命系统，为航天员提供合适温度、氧气和气压，让航天员在太空中如同在地面上一样.假如在地面上航天服内气压为1.0X105Pa,气体体积为2L,到达太空后由于外部气压低，航天服急剧膨胀，内部气体体积变为 4L ，使航天服达到最大体积若航天服内气体的温度不变， 将航天服视为封闭系统求此时航天服内的气体压强；若开启航天服封闭系统向航天服

25、内充气，使航天服内的气压恢复到9.0 x 104Pa,则需补充1.0 x 105Pa的等温气体多少升？参考答案、计算题1、答案：B、C时的温度分别为177 C, 27 cA到状态C的过程中放热.2、解析：(i) C状态的温度 Tc= 150 K (i i ) UC= 150 J3、答案：(i )活塞静止时气缸内封闭气体的体积为要使活塞再次回到气缸顶端,则环境温度应升(ii )现在活塞上放置一个2kg的祛码，再让周围环境温度缓慢升高高到327摄氏度4、 450K 12。0太5、答：(1)活塞与气缸底部之间的距离为20cm；(2)加热到675K时封闭气体的压强 1.5 X 105pa.6、 l =

26、 0.3 m (2 分)7、 L2=2L1 = 0.2 米、 8、尸二沁4sh9、答：当活塞再次平衡时，活塞离缸底的高度是2；Cm9+2An- mJ 色大气压强P0为S10、设竖直位置缸内气体的压强为P,由波意耳定律有帚/=尸佝一)S%-垃0.5-0.1(Pa)11、解：（1） T2 = 455K （2）此时水银柱的液面高度差h3= 97.5 76 = 21.5cm注入的水银柱体积 注=（21.5 3） X 2= 37cm312、答：（1）最后管下部空气的压强为125cmHg；（2）活塞下推的距离为 15cm.13、答：若缓慢对玻璃管加热，当水银柱上表面与管口刚好相平时，管中气体的温度是318

27、K;若保持管内温度始终为33 C,现将水银缓慢注入管中，直到水银柱上表面与管口相平，此时管中气体的压强是85cmHg.14、答案：（1）50 cm （2）60 cm15、答：（1）左管中空气柱的长度为20cm或37.5cm（2）左管水银面下降的高度为10cm16、答：（1）此时活塞离容器底部高度L' =48cm；（2）整个柱形容器的高度 H=75cm17、答：当左管空气柱长度变为20cm时，左管内气体的压强为52cmHg；使管内气柱长度恢复到26cm,则左管内气体的温度为427K.18、答：（1）若在活塞上放一个质量为m=0.1kg的祛码，保持气体的温度t1不变，则平衡后气柱为20cm

28、（2）若保持祛码的质量不变，对气体加热，使其温度升高到t2=77C,此时气柱为 25cm.（3）若在（2）过程中，气体吸收的热量为10J,则气体的内能增加 8.95J19、（1）插入水银槽后右管内气体：由玻意耳定律得：p0l0S= p （l 0-Dhf2 ） S, ,所以p=78cmHg（2）左管插入水银槽深度h=l +Dh/2 -l ' + h=7cm。20、（1）U形管内两边水银面的高度差为Ah=25cmA 中气体 Pai=Po+pah=75+ 25= 100cmHgB中为大气，所以活塞产生的压强p塞=25cmHg （1分）闭合阀门后，两部分气体温度降低，压强均减小且A处降低较多，

29、活塞会下移（1分）设此时U形管表示的是 A中压强，pA2=po- pAh=75-25 = 50cmHg （1分）4& _ Pa金比&对A中气体,解得LA2：72cm > 49cm假设不成立。说明此时U形管表示的应该是B中压强pB2= 50cmHg （1 分）则 A 中气体压强PA2= PB2+ p 塞=50 + 25 = 75cmHg （1 分）p4上血£ _尸.之上也对A中气体芍 （1分）解彳导La2= 48cm （1分）活塞离容器底部高度L' = La2= 48cm（判断、讨论共 2分，得出48cm的解题过程共3分）（2）对B中气体（1分）（1分），

30、解得H= 75cm （2 分）23、答案：P=140cmHg21、解析.（1。分）（1）也=口弓+的L85"Hg （1分工之二 8/2 = 25ce从状态】到状态2由理想气体状态方桂华二呼C2分）1 L '之外 > 如如5莫2Ci £5区25代入数据=300 T,得 T- = 425K 即 L 15比（2 分） 设加入水银匕度为*则火=月*$二75 +jtrrHc （1 分）从状态1到状态3经历等客过程° g吟（2分 I =.f 尸 Z = 4251K代入数据二二9三 300425x= 31.25cm（Z 分）22、解答:即:（汞柱高）24、解：（1）不正确。因为ACE段水银柱总长只有 45cm,所以在左侧缓慢加入 25cm长水银柱后，左侧竖直管中只可能彳留45cm长的水银柱。故末状态的压强不为125cmHg。已知 pi=100cmHg M=15S, Ti=300K; p2= （75+45） cmHg=120 cmHg, V2=l 2Spi V= p2 V2 得L2=12.5cm28、（2）由水银柱的平衡条件