(完整版)高中物理经典题库-热学试题

1、五、热学试题集粹（15+5+9+20=49个）一、选择题项正确）（在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选1 .下列说法正确的是1A.温度是物体内能大小的标志B.布朗运动反映分子无规则的运动C.分子间距离减小时，分子势能一定增大D.分子势能最小时，分子间引力与斥力大小相等2 .关于分子势能，下列说法正确的是A.分子间表现为引力时，分子间距离越小，分子势能越大B.分子间表现为斥力时，分子间距离越小，分子势能越大C.物体在热胀冷缩时，分子势能发生变化D.物体在做自由落体运动时，分子势能越来越小3 .关于分子力，下列说法中正确的是A.碎玻璃不能拼合在一起，说明分子间斥力起

2、作用B.将两块铅压紧以后能连成一块，说明分子间存在引力C.水和酒精混合后的体积小于原来体积之和，说明分子间存在的引力D.固体很难拉伸，也很难被压缩，说明分子间既有引力又有斥力4 .下面关于分子间的相互作用力的说法正确的是A.分子间的相互作用力是由组成分子的原子内部的带电粒子间的相互作用而引起的B.分子间的相互作用力是引力还是斥力跟分子间的距离有关，当分子间距离较大时分子间就只有相 互吸引的作用，当分子间距离较小时就只有相互推斥的作用C.分子间的引力和斥力总是同时存在的D.温度越高，分子间的相互作用力就越大5 .用r表示两个分子间的距离，E0表示两个分子间的相互作用势能.当r = r。时两分子间

3、的斥力等于引力.设两分子距离很远时E o=0A.当r>r 。时，Ep随r的增大而增加B.当r<r 。时，Ep随r的减小而增加C .当r > r 0时，E p不随r而变D.当r = r 0时，E p = 06 . 一定质量的理想气体，温度从 0c升高到t C时，压强变化如图 2-1所示，在这一过程中气体体积 变化情况是_Qit/V图2-1A .不变B .增大C .减小D .无法确定7 .将一定质量的理想气体压缩， 一次是等温压缩，一次是等压压缩，一次是绝热压缩，那么 A .绝热压缩，气体的内能增加B.等压压缩，气体的内能增加C.绝热压缩和等温压缩，气体内能均不变D.三个过程气体

4、内能均有变化8 .如图2-2所示，0.5mol理想气体，从状态A变化到状态B, 则气体在状态B时的温度为A. 273KB. 546K9.如图2-3是一定质量理想气体的p 为等压过程，c a为等温过程），则气体在aC. 810KD.不知T a所以无法确定-V图线，若其状态由a - b - c - a （ab为等容过程，b c b、c三个状态时图2-3A.单位体积内气体分子数相等，即n a=n b = n cB .气体分子的平均速度V a > V b > V cC .气体分子在单位时间内对器壁单位面积碰撞次数Na>N b >N cD .气体分子在单位时间内对器壁单位面积作用

5、的总冲量Ia>I b = I c10 . 一定质量的理想气体的状态变化过程如图2-4所示，MN为一条直线，则气体从状态M到状态N的过程中 图2-4热学试题第7页（共17页）A.温度保持不变B.温度先升高，后又减小到初始温度C.整个过程中气体对外不做功，气体要吸热D.气体的密度在不断减小题号12345678910答案BDBCBDCABCACCDBD11 .一定质量的理想气体自状态A经状态B变化到状态C ,这一过程在V -T图中的表示如图 2-5所示,则 图2-5A.在过程AB中，气体压强不断变大B.在过程BC中，气体密度不断变大C.在过程A B中，气体对外界做功D.在过程BC中，气体对外界

6、放热12 .如图2-6所示，一圆柱形容器上部圆筒较细，下部的圆筒较粗且足够长.容器的底是一可沿下圆 筒无摩擦移动的活塞S,用细绳通过测力计F将活塞提着，容器中盛水.开始时，水面与上圆筒的开口处 在同一水平面上（如图），在提着活塞的同时使活塞缓慢地下移.在这一过程中，测力计的读数A.先变小，然后保持不变C.先变大，然后变小图2-6B . 一直保持不变D.先变小，然后变大13 .如图2-7所示，粗细均匀的U形管，左管封闭一段空气柱，两侧水银面的高度差为h, U型管两 管间的宽度为d,且d < h ,现将U形管以0点为轴顺时针旋转90°至两个平行管水平，并保持U形管在竖直平面内，两管

7、内水银柱的长度分别变为h和h 2' .设温度不变，管的直径可忽略不计，则下列说法中正确的是 图2-7A. h 1增大，h 2减小B. h 1减小，h 2增大，静止时h 1' = h 2C . h 1减小，h 2增大，静止时h 1 ' > h 2 ' D . h 1减小，h 2增大，静止时h 1 ' < h 214 .如图2-8所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立气缸的活塞，使气缸悬空而静止，设活塞与缸壁间 无摩擦且可以在缸内自由移动，缸壁导热性能良好使缸内气体总能与外界大气温度相同，则下述结论中正 确的是 图2-8A.若外界大气压增大，则弹簧将压

8、缩一些B .若外界大气压增大，则气缸上底面距地面的高度将减小C.若气温升高，则气缸上底面距地面的高度将减小D.若气温升高，则气缸上底面距地面的高度将增大15 .如图2-9所示，导热气缸开口向下，内有理想气体，气缸固定不动，缸内活塞可自由滑动且不漏 气.活塞下挂一个砂桶，砂桶装满砂子时，活塞恰好静止.现给砂桶底部钻一个小洞，细砂慢慢漏出，外 部环境温度恒定，则M |06图2-9A.气体压强增大，内能不变B.外界对气体做功，气体温度不变C.气体体积减小，压强增大，内能减小D.外界对气体做功，气体内能增加题号1112131415答案ABDAABDAB二、填空题1 .估算一下，可知地球表面附近空气分子

9、之间的距离约为 m （取一位有效数字）；某金属的 摩尔质量为M,密度为 p,阿伏加德罗常量为N.若把金属分子视为球形，经估算该金属的分子直径约为2 .高压锅的锅盖通过几个牙齿似的锅齿与锅镶嵌旋紧，锅盖与锅之间有橡皮制的密封圈，不会漏气.锅盖中间有一排气孔，上面套上类似祛码的限压阀，将排气孔堵住.当加热高压锅，锅内气体压强增大到一 定程度时，气体就把限压阀顶起来， 蒸汽即从排气孔中排出锅外.已知某高压锅限压阀的质量为 0.1kg,排气孔直径为0. 3cm,则锅内气体压强最大可达 Pa.3 .圆筒内装有100升1 a t m的空气，要使圆筒内空气压强增大到10 a t m,应向筒内打入同温度下2a

10、t m的压缩气体 L ._过程，若已知T a=300K, Tb=400K,则T c =K.y图 2-10如图2-10所示为一定质量理想气体的状态变化过程的图线A-B - C -A ,则B -C的变化是5. 一圆柱形的坚固容器，高为h,上底有一可以打开和关闭的密封阀门.现把此容器沉入水深为H的湖底，并打开阀门，让水充满容器，然后关闭阀门.设大气压强为p。，湖水密度为p.则容器内部底面受到的向下的压强为 .然后保持容器状态不变，将容器从湖底移到湖面，这时容器内部底面受到 的向下压强为.填空题参考答案1. 3X10 92 . 2. 4X10 53 . 4504,等压1600/35 . p。+ pg

11、H pgH三、实验题1 .在“验证玻意耳定律”的实验中，对气体的初状态和末状态的测量和计算都正确无误，结果末状 态的p V值与初状态的p o V。值明显不等，造成这一结果的可能原因是实验过程中：A.气体温度发生变化B .气体与外界有热传递C.有气体泄漏D.气体体积改变得太迅速2 .如图2-11所示为实验室常用的气压计结构示意图，它是根据托里拆里实验原理制成的，管中水银 柱的高度（即为当时的大气压数值）通过带有游标的刻度尺读出，图中的读数部分被放大，从放大的图中 读出，测量的大气压强值为 mmHg.图 1-113 .在利用带刻度的注射器做“验证玻意耳定律”的实验中.（1）甲同学用水银气压计测大气

12、压强，读数时，观察发现气压计上 20分度的游标尺（游标尺上每等分刻度线间距为1 . 95 mm）上的第6条刻度线（第6条刻度线是从0刻度线数起的第7条线）与主尺上的77. 1 c m刻度线正好对齐.（1）此时大气 压强为 m m H g .图 2-12（2）乙、丙两同学各自对气体观察测量计算后又改变气体状态，得到几组值，并在同一坐标内画出p-（1/V）图线如图1-12所示，由图线知，这是由于它们的 不同使得两图线并不重合.4 .在“验证玻意耳定律”的实验中（1）某同学列出所需要的实验器材：带框架的注射器（有刻度），橡皮帽，钩码（若干个），弹簧秤， 天平（带祛码），铁架台（连铁夹），润滑油.问：

13、该同学漏选了哪些器材 ？答： .（2）图2-13是甲、乙两同学在同一次实验中得到的p- （1/V）图.若两人实验时操作均正确无误,且选取坐标标度相同，那么两图线斜率不同的主要原因是 .M甲匕01/V图 2-135 .在河边，给你一根 60cm左右的两端开口的均匀细玻璃管，米尺一把，请设法测定大气压的值， 写出主要实验步骤及相应的所需测量的物理量（不得下水测量）.答： .计算大气压的公式p o=.6 . 一位同学分别在两天用注射器做两次“验证玻意耳定律”的实验，操作过程和方法都正确，根据 实验数据他在同一 PV坐标中画出了两条不重合的甲、乙两条双曲线，如图 215所示，产生这种情况 的原因可能是

14、：（1） . （2） .图 2 15 图 2167 .用“验证玻意尔定律实验”的装置来测量大气压强，所用注射器的最大容积为V%刻度全长为L,活塞与钩码支架的总质量为M,注射器被固定在竖直方向上，如图216.在活塞两侧各悬挂1个质量为m的钩码时注射器内空气体积为V 1；除去钩码后，用弹簧秤向上拉活塞，达到平衡时注射器内空气体积为 V2,弹簧秤的读数为F （整个过程中，温度保持不变）.由这些数据可以求出大气压强po=.8 . 一学生用带有刻度的注射器做“验证玻意耳定律”的实验.他在做了一定的准备工作后，通过改 变与活塞固定在一起的框架上所挂钩码的个数得到了几组关于封闭在注射器内部空气的压强p和体积

15、V的 数据.用横坐标表示体积的倒数，用纵坐标表示压强，由实验数据在坐标系中画出了p1/V图，其图线为一条延长线与横轴有较大截距O A的直线，如图2-17所示.由图线分析下列四种情况，在实验中可能出现的是A.记录气压计指示的大气压强时，记录值比指示值明显减小B .记录气压计指示的大气压强时，记录值比指示值明显偏大C.测量活塞和框架的质量时，测量值比指示值明显偏小D.测量活塞和框架的质量时，测量值比指示值明显偏大 答：.图 2 17图 2189 .验证查理定律的实验装置如图 218所示，在这个实验中，测得压强和温度的数据中，必须测出的 一组数据是 和.首先要在环境温度条件下调节A、B管中水银面 ，

16、此时烧瓶中空气压强为再把烧瓶放进盛着冰水混合物的容器里，瓶里空气的温度下降至跟冰水混合物的温度一样，此时烧瓶中空 气温度为K, B管中水银面将，再将A管，使B管中水银面.这时瓶内空气压强等于实验题参考答案1. ACD 2. 756. 53 . 759. 30 气体质量4. (1)气压计，刻度尺(2)两人实验时封闭气体质量不同5 .测玻璃管长1 0；将管部分插入水中，测量管水上部分长度11；手指封住上口 ,将管提出水面，测管内空气柱长12.( 1012)12P水g/ (1211)6 .(1)质量不同；(2)温度不同. 7 . p 0= L (M g V 1 M g V 2+ 2m g V 1+

17、F V 2)/V m ( V 2-V 1) 8. AC 9 .当时大气压，当时温度，等高，大气压， 273,上移，下降，回复到原来标度的位置，大气压强减去A、B管 中水银面高度差四、计算题1 .如图2-14所示，有一热气球，球的下端有一小口，使球内外的空气可以流通，以保持球内外压强相等，球内有温度调节器，以便调节球内空气的温度，使气球可以上升或下降，设气球的总体积V。=500m3 (不计算壳体积)，除球内空气外，气球质量乂=180kg.已知地球表面大气温度T O=280K,密度po = 1 . 20k g/m 3,如果把大气视为理想气体，它的组成和温度几乎不随高度变化.问：为使气球从地 面飘起

18、，球内气温最低必须加热到多少开？图 2-141、V 1、T 1 ,终了状态口的状态参量为p2 .已知一定质量的理想气体的初始状态I的状态参量为p 2、V 2、T 2 ,且p 2>p - V 2>V -如图2-15所示.试用玻意耳定律和查理定律推导出一定质量的理想气体状态方程.要求说明推导过程中每步的根据，最后结果的物理意义，且在p-V图上用图线表示推导中气体状态的变化过程.热学试题第10页(共17页)3 .在如图2-16中，质量为m a的圆柱形气缸A位于水平地面，气缸内有一面积$=5. 0OX 10Tm ,质量m b = 1O. 0 k g的活塞B,把一定质量的气体封闭在气缸内，气

19、体的质量比气缸的质量小得多，活塞 与气缸的摩擦不计，大气压强= 1. OOX 10、Pa.活塞B经跨过定滑轮的轻绳与质量为mc=20. 0kg的圆桶C相连.当活塞处于平衡时，气缸内的气柱长为L/4, L为气缸的深度，它比活塞的厚度大得多，现在徐徐向C桶内倒入细沙粒，若气缸A能离开地面，则气缸A的质量应满足什么条件？图 2-164 .如图2-17所示，一圆柱形气缸直立在水平地面上，内有质量不计的可上下移动的活塞，在距缸底高为2H0的缸口处有固定的卡环，使活塞不会从气缸中顶出，气缸壁和活塞都是不导热的，它们之间没有 摩擦.活塞下方距缸底高为H 。处还有一固定的可导热的隔板，将容器分为A、B两部分，

20、A、B中各封闭同种的理想气体，开始时A、B中气体的温度均为27C,压强等于外界大气压强p 。，活塞距气缸底的高度为1 . 6H。，现通过B中的电热丝缓慢加热，试求：图 2-17(1)与B中气体的压强为 1 . 5 p。时，活塞距缸底的高度是多少 ？(2)当A中气体的压强为 1 . 5p。时，B中气体的温度是多少 ？5 .如图2-18所示是一个容积计，它是测量易溶于水的粉末物质的实际体积的装置，A容器的容积V A=300cm1 S是通大气的阀门，C是水银槽，通过橡皮管与容器B相通.连通A、B的管道很细，容积 可以忽略.下面是测量的操作过程：(1)打开S,移动C,使B中水银面降低到与标记M相平.(

21、2)关闭S,缓慢提升C,使B中水银面升到与标记N相平，量出C中水银面比标记N高hi=25 cm. ( 3)打开S,将待测粉末装入容器A中，移动C使B内水银面降到M标记处.(4)关闭S,提升C使B内水银面升到与N标记相平，量出C中水银面比标记N高h z=75cm. ( 5)从气压计上读得当时大气压为p 。: 75cmHg.设整个过程温度保持不变.试根据以上数据求出A中待测粉末的实际体积.图 2-186.某种喷雾器贮液筒的总容积为 筒相连的活塞式打气筒，每次能压入7. 5L,如图2-19所示，现打开密封盖，装入 6 L的药液，与贮液300c m 1 a t m的空气，若以上过程温度都保持不变，则图

22、 2-19(1)要使贮气筒中空气压强达到 4a t m,打气筒应该拉压几次 ？(2)在贮气筒内气体压强达 4a t m,才打开喷嘴使其喷雾，直至内外气体压强相等，这时筒内还剩 多少药液？7. (1) 一定质量的理想气体，初状态的压强、体积和温度分别为p1、V1、T1,经过某一变化过程，气体的末状态压强、体积和温度分别为P2、V2、T2.试用玻意耳定律及查理定律推证：P 1 V1/T1=P 2V2/T 2.(2)如图219,竖直放置的两端开口的U形管(内径均匀)，内充有密度为p的水银，开始两管内的水银面到管口的距离均为L.在大气压强为po=2p gL时，用质量和厚度均不计的橡皮塞将U形管的左侧管

23、口A封闭，用摩擦和厚度均不计的小活塞将U形管右侧管口B封闭，橡皮塞与管口A内壁间的最 大静摩擦力f m=p gLS (S为管的内横截面积).现将小活塞向下推，设管内空气温度保持不变，要使 橡皮塞不会从管口A被推出，求小活塞下推的最大距离.图 2192- 20的气缸示意图中，画出活8 .用玻马定律和查理定律推出一定质量理想气体状态方程，并在图 塞位置，并注明变化原因，写出状态量.图 2 209 .如图221所示装置中，A、B和C三支内径相等的玻璃管，它们都处于竖直位置，A、B两管的上端等高，管内装有水，A管上端封闭，内有气体，B管上端开口与大气相通，C管中水的下方有活塞顶住.A、B、C三管由内径

24、很小的细管连接在一起.开始时，A管中气柱长L1=3.0 m, B管中气柱长L 2= 2.0 m, C管中水柱长L o=3m,整个装置处于平衡状态.现将活塞缓慢向上顶，直到C管中的水全部被顶到上面的管中，求此时A管中气柱的长度L1,，已知大气压强p 0 = 1.0X10 5P a,计算时取8=10m/52.图 2 2010 .麦克劳真空计是一种测量极稀薄气体压强的仪器，其基本部分是一个玻璃连通器，其上端玻璃管A与盛有待测气体的容器连接，其下端D经过橡皮软管与水银容器R相通，如图2 22所示.图中K 1、K2是互相平行的竖直毛细管，它们的内径皆为d, K1顶端封闭.在玻璃泡B与管C相通处刻有标记m

25、.测量时，先降低R使水银面低于m,如图 2 22 （a）.逐渐提升R,直到K 2中水银面与K 1顶端等高，这时 K1中水银面比顶端低h,如图 2- 22 （b）所示.设待测容器较大，水银面升降不影响其中压强，测量过 程中温度不变.已知B （m以上）的容积为V, K1的容积远小于V,水银密度为p . （1）试导出上述过程中计算待测压强p的表达式.（2）已知V= 628 c m3,毛细管的直径d= 0.30mm,水银密度P =13.6X10 : k g /m 3, h = 40m m ,算出待测压强p （计算时取g=10m/ s 2,结果保留2位数字）.图 2 2111 .如图2 23所示，容器A

26、和气缸B都是透热的，A放置在127c的恒温箱中，而B放置在 27C、1a t m 的空气中，开始时阀门S关闭，A内为真空，其容器Va = 2.4 L; B内轻活塞下方装有理想气体，其体积为V b=4.8 L,活塞上方与大气相通.设活塞与气缸壁之间无摩擦且不漏气，连接A和B的细管容 积不计.若打开S,使B内封闭气体流入A ,活塞将发生移动，待活塞停止移动时，B内活塞下方剩余气 体的体积是多少？不计A与B之间的热传递.图 222图 22312 .如图2 23有一热空气球，球的下端有一小口，使球内外的空气可以流通，以保持球内外压强相 等，球内有温度调节器，以便调节球内空气温度，使气球可以上升或下降，

27、设气球的总体积V0 = 500 m3（不计球壳体积），除球内空气外，气球质量乂=180kg.已知地球表面大气温度T o=280K,密度p 0= 1.20 k g/m 3,如果把大气视为理想气体，它的组成和温度几乎不随高度变化，问：为使气球从地面飘 起，球内气温最低必须加热到多少开？13 .如图2 25均匀薄壁U形管，左管上端封闭，右管开口且足够长，管的横截面积为S,内装密度 为p的液体.右管内有一质量为m的活塞搁在固定卡口上，卡口与左管上端等高， 活塞与管壁间无摩擦且不漏气.温度为T。时，左、右管内液面高度相等，两管内空气柱长度均为L,压强均为大气压强p0.现使两边温度同时逐渐升高，求：（1）

28、温度升高到多少时，右管活塞开始离开卡口上升？ （2）温度升高到多少时，左管内液面下降h?图 2 24图 2-2514 .如图226所示的装置中，装有密度p=7.5X102k g/m 3的液体的均匀U形管的右端与体积很 大的密闭贮气箱相连通，左端封闭着一段气体.在气温为23C时，气柱长62c m,右端比左端低40cm.当 气温升至27c时，左管液面上升了 2cm.求贮气箱内气体在23c时的压强为多少？ （g取10m/s 2）15 .两端开口、内表面光滑的U形管处于竖直平面内，如图 2 27所示，质量均为m= 10kg的活塞 A、B在外力作用下静止于左右管中同一高度h处，将管内空气封闭，此时管内外

29、空气的压强均为p0=1.0X105Pa.左管和水平管横截面积S 1=10 cm：右管横截面积S 2= 20 c m2,水平管长为3 h .现撤去 外力让活塞在管中下降，求两活塞稳定后所处的高度.（活塞厚度略大于水平管直径，管内气体初末状态 同温，g取10m/ s 2）热学试题第12页（共17页）图 226图 2 2716 .如图2 28,圆筒固定不动，活塞A的横截面积是2S,活塞B的横截面积是S,圆筒内壁光滑，圆筒左端封闭，右端与大气相通，大气压为p0, A、B将圆筒分为两部分，左半部分是真空，A、B之间是一定质量的气体，活塞B通过劲度系数为k的弹簧与圆筒左端相连，开始时粗筒和细筒的封闭的长度

30、均为L,现用水平向左的力F = p S/ 2作用在活塞A上，求活塞A移动的距离？(设气体温度不变)17 .如图2 29所示，圆柱形气缸内的活塞把气缸分隔成A、B两部分，A内为真空，用细管将B与U形管相连，细管与U形管内气体体积可忽略不计.大气压强p°=76cmHg.开始时，U型管中左边水银面比右边高6cm,气缸中气体温度为 27c.(1)将活塞移到气缸左端，保持气体温度不变，稳定后U形管中左边水银面比右边高62cm.求开始时气缸中A、 B两部分体积之比.(2)再将活塞从左端缓缓向右推动，并在推动过程中随时调节气缸B内气体的温度，使气体压强随活 塞移动的距离均匀增大，且最后当活塞回到原

31、处时气体的压强和温度都恢复到最初的状态，求此过程中气 体的最高温度.图 228图 22918 .如图2 30所示装置，C为一长方体容器，体积为 1000 cm 3, C上端有一细玻璃管通过活栓S与大气相通，又通过细管A与球形容器B相连，B下端的玻璃管口用橡皮管接有一个水银压强计，压强计的动管为D. (1)现打开活栓S,这时管A、容器C、B皆与大气相通，上下移动D使管内水银面在B下端的n处，这时再关闭S,上举D,使水银面达到B上端的m处， 这时D管内水银面高出m点h 1=12 cm. (2)然后打开S,把0.50 k g矿砂通过S放入C,同时移动D,使水银面对齐n,然后关闭S,再上举D,使水银面

32、再次达到m处，这时D管水银面高出m点h 2= 15 c m.设容器内空气温度不变， 求矿砂的密度.(连 接C、B的细管A和连接C、S之间细管的容积都可忽略不计)19 .如图2-31所示，静止车厢内斜靠着一个长圆气缸，与车厢底板成9角，气缸上方活塞质量为M,缸内封有长为1 °的空气柱，活塞面积为S,不计摩擦，大气压强为p0.设温度不变，求：(1)当车厢在水平轨道上向右做匀加速运动时，发现缸内空气压强与p 0相同，此时车厢加速度多大？(2)上述情况下，气缸内空气柱长度多大？图 230图 2-3120 .如图2 32所示，在直立的圆柱形气缸内，有上、下两个活塞A和B,质量相等，连接两活塞的

33、轻质弹簧的劲度系数k = 50N/m,活塞A上方气体的压强p= 100 P a ,平衡时两活塞之间的气体的压强 为p = 100 P a ,气体的厚度1 1=0.20 m,活塞B下方的气体的厚度1 2=0.24 m,气缸的横截面积S = 0.10 m2.起初，气缸内气体的温度是T=300 K,现让气体的温度缓慢上升，直到温度达到T' =500K.求在这一过程中，活塞A向上移动的距离.计算题参考答案1 .解：设使气球刚好从地面飘起时球内空气密度为P,则由题意知pogVo=Mg+ pgVo,设温度为T、密度为p、体积为V。的这部分气体在温度为T 。，密度为p。时体积为V, 由等压变化有Vo

34、/T = V/T。，解得T= 400K.即有 pV 0 = po V .2.解：设气体先由状态I (p 律，得1、V1、T1),经等温变化至中间状态A (pA、V 2、T1 ),由玻意耳定P 1 V 1 = p A V 2, 再由中间状态A (p A、p A / T 1 = p 2 / T 2 ,V 2、T 1 )经等容变化至终态口( P 2、V 2、T ,由查理定律，得由X消去p A,可得p 1V1/T 1 = p 2V 2/T 2,上式表明：一定质量的理想气体从初态(P 1、V 1、T 1)变到终态(p 的乘积与热力学温度的比值是不变的.过程变化如图6所示.V 2、T 2 ),压强和体积3

35、 .解：取气缸内气柱长为L/ 4的平衡态为状态1,气缸被缓慢提离地面时的平衡态为状态2.以p - p2表示状态1、2的压强，L 2表示在状态2中气缸内气柱长度.由玻意耳定律，得p 1 L / 4= p 2 L 2 ,在状态1,活塞B处于力学平衡状态，由力学平衡条件得到pi S+m cg = p o S + m b g,在状态2,气缸A处于力学平衡状态，由力学平衡条件得到 p2S+mAg = p oS, 由、三式解得m a = (p oS/g) (p o S+mB gm eg) / 4g) (L/L 2),以题给数据代入就得到m a= (5010 (L/L 2) ) kg,由于L 2最大等于L.

36、故由式得知，若想轻绳能把气缸A提离地面，气缸的质量应满足条件m a <40>k g .4 . (1) B中气体做等容变化，由查理定律P B / p B = T B / T B ,求得压强为1. 5p。时气体的温度T' b=450K.A中气体做等压变化，由于隔板导热，A、B中气体温度相等，A中气体温度也为450K.对 A 中气体 Va' /Va = Ta' /Ta,Va' = (T J /T a) V A = 0. 9H。S,活塞距离缸底的高度为 1 . 9Ho .(2)当A中气体压强为 1. 5p。，活塞将顶在卡环处，对A中气体PaVa/Ta=p a

37、V" a/T"A ,得 T" A= (p" AV" A/p aVa) T a = 750K.即B中气体温度也为 750 K .5 .解：对于步骤，以A、B中气体为研究对象.初态 pi = p。，Vi=Va + Vb,末态 p2 = po+hl, V 2 = V A ,依玻意耳定律p 1 V 1 = p 2 V 2 ,解得一 3V b = 100 c m .对于步骤，以A、B中气体为研究对象，初态 p' 1 = p o , V ' 1= V ,末态 p' 2 = P 0 + h 2 , V' 2=V V B ,依玻

38、意耳定律P Z 1 VZ ! = P Z 2V，2,解得_ _ 3V = 200 c m ,粉末体积 V° = Va+VbV= 200 cm3.6 .解：(1)贮液筒装入液体后的气体体积V 1 = V总V浓 设拉力n次打气筒压入的气体体积V 2 = n V o ,根据分压公式：(温度T 一定) pVi = piVi + piV2, 解，可得n=(pV 1 p 1 V 1 ) /p 1 V0 = 15 (次)，(2)对充好气的贮液筒中的气体，m, T一定喷雾后至内外压强相等，贮液筒内气体体积为V2, pVl = p 2V 2,贮液筒内还剩有药液体积V 剩=V总一V 2解得：V剩=1.

39、5L. 7 . (1)证明：在如图5所示的pV图中，一定质量的气体从初状态A (p1, V1, T1)变化至末状态B (p 2, V 2, T2),假设气体从初状态先等温变化至C (p C, V2, T1),再等容变化至B (p 2, V2, T 2).第一个变化过程根据玻耳定律有，p 1V1=p cVz.第二个变化过程根据查理定律有，p c/p2 = T 1/T 2.由以上两式可解得：p 1 V 1/T 1= p 2V 2/T 2.图5o表小左右两管气体初态的oLS = p i(Lx) S,2= p i + p 2 - 2x .橡皮(2)解：设小活塞下推最大距离L i时，左管水银面上升的距离

40、为x ,以p 压强，p 1、p 2表示压缩后左右两管气体的压强.根据玻意耳定律，左管内气体p 右管内气体p oLS = p 2 (L+x L i) S,左、右两管气体末状态压强关系p 塞刚好不被推出时，根据共点力平衡条件piS = p 0 S + f m=3p gLS, 由上四式解得x = L/ 3, L 1 = 26 L/33.8 .图略.由等温变化的玻意耳定律，得P 1 V 2 = P eV2,再由等容变化的查理定律，得PC/Tl=p2/T2,两式联立，化简得：P 1 V 1 / T 1= p 2 V 2/ T 2.9 .解：设活塞顶上后，A、B两管气柱长分别为LJ和L2'，则p

41、0 + pg (L 1 L 2) L 1 = p 0 + pg ( L 1 L 2) L 1,且 L 1 L 1 L 2 - L 2= L 0,解得 L 1, = 2.5 m.表明A管中进水0.5 m,因C管中原有水3.0 m,余下的2.5 m水应顶入B管，而B管上方空间只有 2.0 m,可知一定有水溢出B管.按B管上方有水溢出列方程，对封闭气体p 1= p 0 pg(L L 2) , p 1 =po+pgL1,p 1 L 1 = p 1' L 1',联立解得L 1' = 2.62 m .10 .解：1 1)水银面升到m时B中气体刚被封闭，压强为待测压强p .这部分气体

42、末态体积为a h, a = 无d 2/4,压强为p + h p g ,由玻意尔定律，得2pV= (p + p gh) 7td h/4,整理得 p (V-Ttd 2h/4) = pghitd 2h/4.根据题给条件，无d 2 h / 4远小于V,得pV=(h pg) Ttd2h/4,化简得 p = pgh,d2/4V.(2)代入数值解得 p =2.4 X10 2P a .11 .解：设原气缸中封闭气体初状态的体积VB分别为V B1和VB2两部分.打开S后，V B1最终仍留在B中,而V B2将全部流入容器A内.对于仍留在B中的这部分气体，因p、T不变，故VB1不变.对于流入A中的气体，由于P不变，

43、据盖吕萨克定律得V B 2 / T 1 = V A / T 2)代入数据得 Vb2=1.8L,最后B内活塞下方剩余气体体积Vb1= V B V B2=3L .12 .解：设使气球刚好从地面飘起时球内空气密度为p ,则由题意知 p 0g V 0= p g V o+M g .设温度为T、密度为 p、体积为V 0的这部分气体在温度为T八密度为P0时体积为V,即有 p Vo = p 0V .由等压变化有V 0/T = V/T 0,联解得T= 400K.13 .解：(1)右管内气体为等容过程，p0/T°=pi/Ti,pi=p0 + mg/S, T i = T0(1+mg/p 0 S).(2)对

44、左管内气体列出状态方程：p ° L S/T 0= p 2V2/T 2,p 2= p 0 + m g / S + 2 p g h , V 2= ( L + h ) S ,; T2=T0L(p0+mg/S+2pgh) (L +h)/p0.14 .解：在下列的计算中，都以 1 c m液柱产生的压强作为压强单位.设贮气箱气体在23c时压强为p 。，则U形管左侧气体在23c时压强p 。 =p 0-40.设贮气箱气体在27c时压强为p,则U形管左侧气体在27c时压强p ' =p 44.对左侧气体据理想气体状态方程得p。' X62S / 250= p' X 60S / 30

45、0.对贮气箱内的气体，据查理定律得p0/250= p/ 300.以上四式联立解出p 0相当于140cm液柱的压强，故p 0 = 7.5 X10 2X10X 1.40 P a = 1.05 X10 4P a .15 .解：撤去外力后左侧向下压强p左=p0-|-mg/S 1 = 2X 10 5pa=2p0,右侧向下压强p；&=p 0+mg/S 2= 1.5 X 10 5 P a = 1.5 p 0,故活塞均下降，且左侧降至水平管口.设右侧降至高为x处，此时封闭气体压强变为p ' =1.5 P0.对封闭气体p 0 (4 h S 1+ h S 2) = 1.5 p 0 (3 h S 1

46、+ x S 2) , ：x = h/ 2.16 .解：以气体为对象,设活塞A左移x 1, B左移x 2,则p1 = p0, V 1 = L S + L , ( 2S) = 3LS, p2=p0+F/2S = 5p 0/4, Vz=3LS + x 2S - 2 x 1 S .由 p1V1=p 2V 2 得 3LSp0= (3LS + x 2S - 2x 1 S) 5 p 0/4.以活塞B为对象， 设初态时弹簧压缩量为x 0,则：k x 0= p 0 S , k(X0+x2)= (p0+FS/2S). 由此解得k x 2= p 0 S/4, x =3L/10+ p 0S/8k ,即活塞A左移距离x 1 = 3L/10+p 0S/8k.以上解答是x 1L情况下得到的，即有3/10 + p0S/8kL = P0S0285k L.若当p 0s > 28 k L/5时，则有x = L,即只有移动