人教版高中物理精讲精练-选择性必修3专题强化二：气体解答题必刷25题 解析版

专题强化二：气体解答题必刷25题

技巧归纳

一、关联气体问题

这类问题涉及两部分气体，它们之间虽然没有气体交换，但其压强或体积这些量间有一定的关系，分析清楚这些关

系是解决问题的关键，解决这类问题的一般方法：

(1)分别选取每部分气体为研究对象，确定初、末状态参量，根据状态方程列式求解．

(2)认真分析两部分气体的压强、体积之间的关系，并列出方程．

(3)多个方程联立求解．

二、气体实验定律与理想气体状态方程的综合应用

解决该类问题的一般思路：

(1)审清题意，确定研究对象．

(2)分析清楚初、末状态及状态变化过程，依据气体实验定律或理想气体状态方程列出方程；对力学研究对象要正

确地进行受力分析，依据力学规律列出方程进而求出压强．

(3)注意挖掘题目中的隐含条件，如几何关系等，列出辅助方程．

(4)多个方程联立求解．对求解的结果注意检验它们的合理性．

专题训练

1．（21-22高二下·辽宁葫芦岛）高层住宅小区需要高楼供水系统，某小区高楼供水系统示意图如图所示，压力罐与

2

水泵和气泵通过阀门K3、K2连接，其中压力罐可看成底面积S=10m、高度h=5m的柱体容器，开始罐内只有压强

5

p0=1.0×10Pa的空气。注水时关闭阀门K1、K2，打开阀门K3，开启水泵注水t1=1000s后关闭阀门K3，打开阀门

35

K1供用户使用。已知水泵工作时注水流量Q=0.04m/s，气泵工作时每秒钟可以向压力罐中充入p0=1.0×10Pa的空

气0.1m3（即q=0.1m3/s），假设罐内气体温度保持不变。

（1）求注水结束时压力罐中气体压强p1；

（2）用户用水使罐内液面下降导致气压不断降低，现要排空罐内剩余自来水并保证高层住户不断水，压力罐中气

5

体压强不能低于p2=4×10Pa，求气泵至少需要工作的时间t2。

【答案】（1）5.0×105Pa；（2）1500s

【详解】（1）压力罐内初始状态

5

p0=1.0×10Pa

3

V1=Sh=50m

注水t1=1000s时，压力罐中水的体积为

'33

V20.041000m=40m

此时气体的体积为

3

V2=10m

根据

P0V1=p1V2

解得

5

p1=5.0×10Pa

（2）因为

5

p2=4×10Pa

则根据

p0V1t2p00.1p2V1

则气泵至少需要工作的时间

t2=1500s

2．（21-22高二下·河北·阶段练习）如图所示，左端封闭右端开口、内径相同、长度相同的U形细玻璃管竖直放置，

末符中封闭有长L20cm的空气柱，两管水银面相平，水银柱足够长，已知大气压强p075cmHg，初始时封闭气

体的热力学温度T1300K，现将下端阀门S打开，缓慢流出部分水银，然后关闭阀门S，左管水银面下降的高度

h5cm。

（1）求左管气体压强；

（2）求右管水银面下降的高度H；

（3）关闭阀门S后，若将右端封闭，保持右管内封闭气体的温度不变的同时，对左管缓慢加热，使左管和右管的

水银面再次相平，求此时左管内气体的热力学温度T2。

【答案】（1）p160cmHg；（2）H20cm；（3）T2600K

【详解】（1）左管水银面下降5cm的过程中，左管内封闭气体做等温变化，则有

p0LSp1(Lh)S

解得

p160cmHg

故左管气体压强为60cmHg。

（2）因左端封闭，右端开口，则此时左管水银面比右管水银面高，有

xp0p115cm

则右管水银面下降的高度为

Hxh20cm

故右管水银面下降的高度为20cm。

（3）右管内封闭气体做等温变化，则有

x

p(LH)Sp(LH)S

032

左管和右管的水银面再次相平，则左管内封闭气体的压强也为p3，根据一定质量的理想气体状态方程，有

x

p(LH)S

pLS3

02

T1T2

解得

T2600K

故此时左管内气体的热力学温度为600K。

3．（2022·山东·高考真题）某些鱼类通过调节体内鱼鳔的体积实现浮沉。如图所示，鱼鳔结构可简化为通过阀门相

连的A、B两个密闭气室，A室壁厚、可认为体积恒定，B室壁簿，体积可变；两室内气体视为理想气体，可通过

阀门进行交换。质量为M的鱼静止在水面下H处。B室内气体体积为V，质量为m；设B室内气体压强与鱼体外

压强相等、鱼体积的变化与B室气体体积的变化相等，鱼的质量不变，鱼鳔内气体温度不变。水的密度为ρ，重力

加速度为g。大气压强为p0，求：

（1）鱼通过增加B室体积获得大小为a的加速度、需从A室充入B室的气体质量m；

（2）鱼静止于水面下H1处时，B室内气体质量m1。

MmagH1p0

【答案】（1）m；（2）m1m

VggHp0

【详解】（1）由题知开始时鱼静止在H处，设此时鱼的体积为V0，有

MggV0

且此时B室内气体体积为V，质量为m，则

m气V

鱼通过增加B室体积获得大小为a的加速度，则有

g(V0V)MgMa

联立解得需从A室充入B室的气体质量

Mma

m气V

Vg

（2）B室内气体压强与鱼体外压强相等，则鱼静止在H处和水面下H1处时，B室内的压强分别为

p1gHp0，p2gH1p0

由于鱼静止时，浮力等于重力，则鱼的体积不变，由于题可知，鱼体积的变化与B室气体体积的变化相等，则鱼在

水下静止时，B室内气体体积不变，由题知开始时鱼静止在H处时，B室内气体体积为V，质量为m，由于鱼鳔内

气体温度不变，若H1H，则在H处时，B室内气体需要增加，设吸入的气体体积为ΔV，根据玻意耳定律有

p1(VV)p2V

则此时B室内气体质量

gH1p0

m1气V+Vm

gHp0

若H1H，则在H处时，B室内气体需要减少，设释放的气体体积为ΔV，根据玻意耳定律有

p1VΔVp2V

则此时B室内气体质量

mVVmp2gH1p0

m1m

Vp1gHp0

4．（22-23高二下·山东济南·期末）系留气球作为一种高度可控并能够长期留空的平台，具有广泛用途，中国的“极

目一号”系留气球升空最大海拔高度达到9000多米，创造了世界纪录。如图所示，某球形系留气球主要由三部分组

成：球体、缆绳以及锚泊车，缆绳一端固定于地面锚泊车上，另一端与导热性能良好的球体连接。球体被软隔膜分

为主气囊和副气囊两部分，主气囊为密闭装置，内部充有一定质量的氦气，副气囊内部充有空气并设有排气和充气

装置，主、副气囊的体积可变但整个球体总体积不变，主、副气囊之间无气体交换且压强始终相等。为使气球能够

安全稳定工作，应使主副气囊内压强始终高于外界大气压，压强差始终为p200Pa。已知球体（包括内部气体）

35

及载重总质量为m0.5t，体积为V1500m，锚泊车所在位置处大气压强为p01.010Pa，温度为T0300K，

预设工作高度处的大气压强为p0.6105Pa，温度为T240.8K，重力加速度g10m/s2。

（1）若气球工作时控制台显示缆绳中竖直向下的拉力大小为T1.0104N，求气球所在高度处空气的密度；

（2）若某次气球升空时由于故障导致副气囊无法和外界进行气体交换，求气球到达预设工作高度时气球内气体的

压强（气球体积不变）；

3

（3）某次实验中主副气囊均充入符合要求的气体，当从锚泊车释放时副气囊体积为V0500m。判断气球上升到预

设工作高度的过程中副气囊应当充入还是排出气体，并求出此过程中副气囊充入或排出的气体与刚释放时副气囊内

部气体的质量比。

84

【答案】（1）1.0kg/m3；（2）8104Pa；（3）

125

【详解】（1）对气体进行分析有

mgTgV

解得

1.0kg/m3

（2）根据题意可知，在地面时，气囊内压强

5

p1p0p1.00210Pa

气球的体积不变，设气球到达预设工作高度时气球内气体的压强为p2，根据

pp

12

T0T

解得

4

p2810Pa

（3）根据题意可知，主副气囊内压强始终高于外界大气压，压强差始终为p200Pa，则有

pp3p

解得

4

p36.0210Pa

在锚泊车所在位置处有

4

p110.0210Pa

从锚泊车释放时主气囊体积为

333

V1VV01500m500m1000m

气球上升到预设工作高度，根据理想气体状态方程有

pVpV

1132

T0T

解得

3

V21336mV1

即气球上升到预设工作高度的过程中副气囊应当排出气体，根据

mV

则副气囊排出的气体与刚释放时副气囊内部气体的质量比等于副气囊排出的气体与刚释放时副气囊内部气体的体

积比为

VVV5001500133684

02

V0500125

5．（21-22高二下·重庆·期末）如图所示，竖直放置、导热性能良好的U型玻璃管截面均匀，左端开口右端封闭、

左右管内用长度分别为h15cm、h210cm的水银柱封闭两段气体a、b。气体a的长度La20cm，气体b的长度

Lb25cm，最初环境温度T1300K时，两水银柱下表而齐平。现缓慢提高环境温度，直至两段水银柱的上表面齐

平。已知大气压强为75cmHg，右侧水银柱未进入U型玻璃管的水平部分，两段气体均可视为理想气体。求：

（1）两段水银柱的下表面齐平时气体b的压强；

（2）两段水银柱的上表面齐平时环境的温度T2。

【答案】（1）70cmHg；（2）321.4K

【详解】（1）设大气压强为p0，对气体a则有

pap0gh1

对气体b则有

papbgh2

解得

pb=70cmHg

（2）升温过程中b气体发生等压变化，设右侧水银柱下降x，气体a的体积

Va(Laxh2h1x)S

由盖吕萨克定律有

VV

12

T1T2

LS(Lx)S

bb

T1T2

a气体也发生等压变化，由盖吕萨克定律有

VV

12

T1T2

LSV

aa

T1T2

解得

T2321.4K

6．（21-22高二下·四川成都·期末）如图，厚度不计的活塞C将圆柱形导热汽缸分为A、B两室，A、B中各封有一

定质量的理想气体，A室左侧连通一竖直放置的U形玻璃细管（管内气体的体积可忽略）；当关闭B室右侧的阀门

K且缸内气体温度为T1300K时，A、B两室容积恰好相等，U形管左、右水银面高度差为h19cm。外界大气压

p076cmHg，不计一切摩擦。

（1）打开阀门K，使B室缓慢漏气，保持缸内气体温度恒为T1，当活塞C不再移动时，求A室和B室的体积之比；

（2）保持阀门K打开，再对A室气体缓慢加热，当温度达到T2540K时，求U形管左、右水银面的高度差。

【答案】（1）5:3；（2）9.5cm，且左管液面高于右管

【详解】（1）阀门K关闭时，设A室的体积为V0，此时A室气体的压强为

pAp0ph95cmHg

打开K，当C不再移动时，U形管左、右水银面齐平，A室气体压强为p0，体积设为VA,A室气体经历等温变化，

由玻意耳定律有

pAV0p0VA

代入数据解得

VA1.25V0

故B室气体的体积为

VB2V0VA0.75V0

所以，A室和B室的体积之比为

VA:VB5:3

（2）保持K打开，再对A室气体加热，假设A室气体先发生等压变化直到C到达汽缸右壁，设此时气体的温度为

T，由盖—吕萨克定律有

V2V

A0

T1T

代入数据解得

T=480K

因TT2，故假设成立。此后A室气体发生等容变化，设T2为540K时，气体的压强为由查理定律有

pp

0

TT2

设U形管左、右水银面的高度整为H，则有

pp0pH

解得

H=9.5cm

且左管液面高于右管。

7．（21-22高二下·重庆沙坪坝·期末）如图甲所示，绝热汽缸A与导热汽缸B开口正对，其横截面积之比为

SA:SB2:1，两汽缸均固定于水平地面，由刚性杆连接的绝热活塞与两汽缸间均无摩擦。两个汽缸内都装有处于

平衡状态的理想气体，且都不漏气。开始时体积均为V0、温度均为T0300K、压强均等于外界大气压p0，A汽缸

中的活塞与汽缸底部的距离为L。现缓慢加热A中气体，停止加热达到稳定后，A中气体压强变为原来的1.5倍。

设环境温度保持不变，活塞始终在汽缸内，不计汽缸壁和活塞的厚度。求：

（1）停止加热稳定后，A、B中的气体压强之比；

（2）加热至稳定过程，A中活塞移动的距离LA；

（3）若两汽缸按图乙所示放置，开口方向一致。初始状态A中气体压强pA1.1p0、温度为T0110K，A、B中的

'

气体体积均为V0，现对A缓慢加热，使A中气体压强升到pA1.4p0，求此时A中的气体温度TA。

3

【答案】（1）p:p3:4；（2）ΔLL；（3）980K

ABA2

【详解】（1）对刚性杆进行分析有

pASAp0SBpBSBp0SA

其中

pA1.5p0

解得

pA:pB3:4

（2）对B中气体，发生等温变化，由玻意耳定律有

p0V0pBVB

又由于

V0LSA

S

VVLSLA

0BABA2

解得

3

ΔLL

A2

（3）对刚性杆进行分析，加热前有

pASApBSB=p0SA+p0SB

解得

pB0.8p0

加热后有

pA'SApB'SB=p0SA+p0SB

解得

'

pB0.2p0

对A中气体有

1.1pV1.4pV

000A

T0TA

对B中气体，发生等温变化，由玻意耳定律有

0.8p0V00.2p0VB

又由于

VVVV

A0B0

SASB

解得

TA=980K

8．（21-22高二下·黑龙江哈尔滨·期末）两绝热的工字形汽缸如图所示竖直放置，活塞A和B用一个长为4l的轻杆

相连，两活塞之间密封有温度为T0的空气，活塞A的质量为2m，横截面积为2S，活塞B的质量为3m，横截面积

为3S，中间b部分汽缸的横截面积为S，初始时各部分气体状态如图所示。现对气体加热，使其温度缓慢上升，两

活塞缓慢移动，忽略两活塞与圆筒之间的摩擦，重力加速度为g，大气压强为p0。

（1）求加热前封闭气体的压强p；

（2）气体温度上到2T0时，封闭气体的压强p1。

5mg75mg

【答案】（1）p；（2）(p)

0S40S

【详解】（1）设加热前封闭气体的压强为p，以活塞A、B和轻杆为研究对象，受力平衡，则

2mg3mgp02Sp3Sp03Sp2S0

5mg

pp

0S

（2）气体温度上升，汽缸内气体压强增大，活塞向下运动，原来活塞间气体体积

V12SlS2l3Sl7Sl

封闭气体等压变化，温度升高到T1时，活塞A恰到b上端，汽缸内气体体积

V2S2l3S2l8Sl

对封闭气体由盖吕萨克定律得

VV

12

T0T1

8

TT

170

以后气体等容变化到温度升高到2T0时，压强为p1，对封闭气体由查理定律得

pp

1

T12T0

解得

75mg

p(p)

140S

9．（21-22高二下·辽宁·期末）如图，一竖直放置的绝热圆柱形汽缸上端开口，其顶端有一卡环，两个活塞M、N

将两部分理想气体A、B封闭在汽缸内，两部分气体的温度均为t0=27℃，其中活塞M为导热活塞，活塞N为绝热

活塞。活塞M距卡环的距离为0.5L，两活塞的间距为L、活塞N距汽缸底的距离为3L。汽缸的横截面积为S，其

底部有一体积很小的加热装置，其体积可忽略不计。现用加热装置缓慢加热气体B，使其温度达到t1=127℃。已知

外界的大气压为p0，环境的温度为27℃且保持不变，重力加速度大小为g，两活塞的厚度、质量及活塞与汽缸之间

的摩擦均可忽略不计，两活塞始终在水平方向上。求：

（1）此时两活塞之间的距离d；

（2）保持气体B的温度不变，现缓慢向活塞M上加细沙，直到活塞M又回到最初的位置，求所加沙子的质量m。

pS

【答案】（1）0.9L；（2）0

4g

【详解】（1）初始状态A、B两气体压强相等，与外界大气压相等且均为p0，活塞M在没有到达卡环之前两气体压

强不变，设活塞M刚好到达卡环时气体B温度为T，活塞M为导热活塞，则气体A温度不变，压强不变，则体积

也不变，即两活塞之间的距离还为L，则气体B的体积变为

VB(3L0.5L)S

T027C300K

对气体B，根据查理定律

3LSV

B

T0T

解得

T=350K

T1=127℃=400K>T

即活塞M已到达卡环，气体的压强要发生变化，设此时两气体的压强为p1两活塞之间的距离为d，对气体A，根据

玻意耳定律有

p0LSp1dS

气体B的体积变为

VB1(3LL0.5Ld)S

对气体B，根据理想气体状态方程有

p3LSpV

01B1

T0T1

以上各式联立解得

d0.9L

（2）设活塞M又回到最初的位置时两活塞之间的距离为x，设此时两气体的压强为p2，对气体A，根据玻意耳定

律有

p0LSp2xS

气体B的体积变为

VB2(3LLx)S

对气体B，根据理想气体状态方程有

p3LSpV

02B2

T0T1

以上各式联立解得

5

pp

240

根据平衡条件可得

p0Smgp2S

解得

pS

m0

4g

10．（22-23高三上·山西·开学考试）如图，一竖直放置的绝热圆柱形汽缸上端开口，其顶端有一卡环，两个活塞M、

N将两部分理想气体A、B封闭在汽缸内，两部分气体的温度均为t0=27℃，其中活塞M为导热活塞，活塞N为绝

热活塞。活塞M距卡环的距离为0.5L，两活塞的间距为L，活塞N距汽缸底的距离为3L。汽缸的横截面积为S，

其底部有一体积很小的加热装置，其体积可忽略不计。现用加热装置缓慢加热气体B，使其温度达到t1=127℃。已

知外界的大气压为p0，环境的温度为27℃且保持不变，重力加速度大小为g，两活塞的厚度、质量及活塞与汽缸之

间的摩擦均可忽略不计，两活塞始终在水平方向上。求此时两活塞之间的距离d。

【答案】d0.9L

【详解】初始状态AB两气体压强相等，与外界大气压相等且均为p0，活塞M在没有到达卡环之前两气体压缩不变，

设活塞M刚好到达卡环时气体B温度为T，活塞M为导热活塞，则气体A温度不变，压强不变，则体积也不变，

即两活塞之间的距离还为L，则气体B的体积变为

VB(3L0.5L)S

对气体B，根据查理定律

3LSV

B

T0T

解得

T350KT1400K

即活塞M已到达卡环，气体的压强要发生变化；

设此时两气体的压强为p1，两活塞之间的距离为d，对气体A，根据玻意耳定律有

p0LSp1dS

气体B的体积变为

VB1(3LL0.5Ld)S

对气体B，根据理想气体状态方程有

p1VB1

p03LS

T1

以上各式联立解得

d0.9L

11．（22-23高三上·广东深圳·期末）工人浇筑混凝土墙壁时，内部形成了一块气密性良好充满空气的空腔，墙壁导

热性能良好。

（1）空腔内气体的温度变化范围为33℃47℃，问空腔内气体的最小压强与最大压强之比；

（2）填充空腔前，需要测出空腔的容积。在墙上钻一个小孔，用细管将空腔和一个带有气压传感器的汽缸连通，

形成密闭空间。当汽缸内气体体积为1L时，传感器的示数为1.0atm。将活塞缓慢下压，汽缸内气体体积为0.7L时，

传感器的示数为1.2atm。求该空腔的容积。

3

【答案】（1）；（2）0.8L

4

【详解】（1）以空腔内的气体为研究对象，最低温度时，压强p1，T1240K；最高温度时，压强p2，T2320K；

根据查理定律可知

pT

11

p2T2

解得

p3

1

p24

（2）设空腔的体积为V0，汽缸的容积为V，以整个系统内的气体为研究对象，则未下压时气体的压强p31.0atm，

体积

V1V0V，V1L

下压后气体的压强p41.2atm，体积

V2V0V，V0.7L

根据波意耳定律

p3V1p4V2

解得

V00.8L

12．（22-23高三下·重庆沙坪坝·阶段练习）将一个内壁光滑的汽缸开口朝右静置于光滑水平面上，汽缸质量为M=3kg，

横截面积为S=20cm2。用一质量为m=2kg的活塞将一定质量的理想气体密封在汽缸内，开始时活塞离汽缸底部的距

5

离为l=40cm，现对汽缸施加一水平向左、大小为F=100N的拉力，如图所示。已知大气压强p0=1.0×10Pa，密封气

体的温度、大气压强均保持不变，汽缸足够长，不计空气阻力，施加拉力作用当系统达到稳定状态后。求：

（1）汽缸的加速度大小；

（2）活塞离汽缸底部的距离。

【答案】（1）20m/s2；（2）50cm

【详解】（1）对活塞和汽缸组成的系统根据牛顿第二定律得

F(Mm)a

解得

a20m/s2

（2）稳定后设封闭气体压强为p，对活塞进行受力分析根据牛顿第二定律得

p0SpSma

解得

p0.8105Pa

由气体实验定律得

p0lSplS

解得

l50cm

13．（2023·广东·模拟预测）用气泵向一导热容器内充气，气泵每次工作时吸入体积120L、压强1atm的气体，然后

向容器内充气，气泵总共工作20次。前10次时均有7.5%的气体未充入，后10次工作时，由于容器内部压强增大，

均有12.5%的气体未充入。已知容器的容积为2400L，原来容器内气体压强为0.9atm。假设充气过程中环境温度不

变。

（1）求充气结束后容器内气体的压强；

（2）充气结束后将环境的温度从7℃升高到42℃，不考虑容器容积的变化，若容器能承受的最大压强为2atm，试

分析此过程是否安全。

【答案】（1）1.8atm；（2）见解析

【详解】（1）令每次吸入气体的体积为V0、压强为p0，容器的容积为V1，开始时容器内气体压强为p1，充气过程

容器内气体发生等温变化，则有

p1V110p0V0(17.5%)10p0V0(112.5%)p2V1

则充气结束后容器内气体的压强

p21.8atm

（2）环境的初始温度

T17273K280K

末态温度

T242273K315K

此过程中封闭气体发生等容变化，则有

pp

23

T1T2

解得

p32.025atm2atm

故此过程不安全。

14．（22-23高二下·陕西咸阳·期中）如图所示，水平放置的固定汽缸A和B中分别用活塞封闭一定质量的理想气体，

其活塞面积之比为SA:SB1:3。两活塞之间用刚性细杆相连，可沿水平方向无摩擦滑动，两个汽缸始终不漏气。

初始时，A、B中气体的体积分别为V0、3V0，温度皆为T0300K。A中气体压强pA4p0，p0是汽缸外的恒定大

气压强，现对A缓慢加热，在保持B中气体温度不变的情况下使B中气体的压强达到pB13p0。求：

（1）加热前汽缸B中的气体压强pB；

（2）加热后汽缸B中的气体体积VB1；

（3）加热后汽缸A中的气体温度TA1。

【答案】（1）2p0；（2）2V0；（3）700K

【详解】（1）对刚性细杆分析有

pASAp0SBp0SApBSB

解得

pB2p0

（2）若保持B中气体温度不变，则有

pB3V0pB1VB1

解得

VB12V0

（3）根据上述可知，刚性细杆右移动的距离为

3V2V

x00

SB

则加热后A的体积

VA1xSAV0

解得

4

VV

A130

加热后对刚性细杆分析有

pA1SAp0SBp0SApB1SB

解得

pA17p0

根据

pVpV

A0A1A1

T0TA1

解得

TA1700K

15．（2023·天津静海·模拟预测）孤舟独往长志存，又是一年运动会。高二6班为解决学生用水问题，小怀同学采用

压水器结合桶装水进行供水，装置如图（a）所示，同学们通过按压压水器，就可以将水从出水口压出。上述过程

可简化为如图（b）所示模型。大气缸B可当做水桶，可认为是内径一定的圆桶，容积为16升，高度为80cm（桶

壁厚度不计）；带活塞的小气缸A可当做压水器，每次最多可将0.8升1标准大气压空气压入水桶中，出水管C的

5

出水口与水桶B上部等高，K1和K2为单向阀门。已知，外界大气压为标准大气压，大小为p01.0110Pa，水的

密度为1.00103kg/m3，重力加速度为g10m/s2，出水管中的水所占体积可以忽略，外界温度保持不变，某

次使用后桶内还剩余有8升水，如图。求：

（1）此时桶内封闭气体的压强；

（2）若要再压出6升水，至少需按压几次？

【答案】（1）1.05105Pa；（2）9

【详解】（1）此时桶内液面与出水口高度差为

168

hh40cm

1160

则有

p1p0gh1

解得

5

p11.0510Pa

（2）再压出6升水后桶内液面与出水口高度差为

1686

hh70cm

2160

则有

p2p0gh2

解得

5

p11.0810Pa

由于外界温度保持不变，根据玻意耳定律有

np0V0p1V1p2V2

其中

V00.8L，V1168L8L，V21686L14L

解得

n8.3

可知，若要再压出6升水，至少需按压9次。

16．（2023·贵州六盘水·二模）如图所示，一竖直放置、上端开口且导热良好的圆筒型气缸高度为3h，气缸内部横

截面积为S。现将厚度不计的活塞保持水平状态从气缸上部轻放，稳定时活塞距气缸底部的距离为2h，已知外界大

气压强恒为p0，环境温度保持不变，气缸不漏气且不计活塞与气缸之间的摩擦，重力加速度大小为g。

（1）求活塞质量。

（2）若再将一个相同的活塞从气缸上端轻放，求系统再次稳定时上部的活塞距气缸顶端的距离。

pS5

【答案】（1）0；（2）h

2g6

【详解】（1）活塞稳定时，气缸内气体压强

mg

pp

1S0

从放上活塞到活塞稳定，由玻意耳定律

p03hSp12hS

联立解得活塞质量为

3pS

pp，m0

1202g

（2）若再将一个相同的活塞从气缸上端轻放，设系统再次稳定时上部的活塞距气缸顶端的距离为x，则由玻意耳定