1、1 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已知状态 A 的温度为 300 K （ i）求气体在状态 B 的温度； （ ii）由状态 B 变化到状态 C 的过程中，气体是吸热还是放热？简要说明理由 2一圆柱形汽缸， 内部截面积为 S，其活塞可在汽缸内无摩擦地滑动，汽缸内密封有理想气体，外部大气压强为 0p ，当汽缸卧放在水平面上时，活塞距缸底为 0L ，如图所示当汽缸竖直放置开口向上时，活塞距缸底为0L54.求活塞的质量 3如图所示是一个右端开口圆筒形汽缸，活塞可以在汽缸内自由滑动活塞将一定量的理想气体封闭在汽缸内，此时气体的温度为 27 .若给汽
2、缸加热，使气体温度升高，让气体推动活塞从 MN 缓慢地移到 M N .已知大气压强 p0 110 5Pa，求： 当活塞到达 M N 后气体的温度； 把活塞锁定在 M N 位置上，让气体的温度缓慢地变回到 27 ，此时气体的压强是多少？ 4如图， 一定质量的理想气体被 不计质量的 活塞封闭在可导热的气缸内，活塞 距 底部的高度为 h，可沿气缸无摩擦地滑动。取一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上 ， 沙子倒完时，活塞下降了 h/5。再取相同质量的一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上。外界大气的压强和温度始终保持不变， 已知大气压为 p0，活塞横截面积为 S，重力加速度为 g， 求 ： （ 1）一小盒沙
3、子的质量； （ 2） 沙子 再次 倒完时活塞距气缸底部的高度。 5 一气缸质量为 M=60kg(气缸的厚度忽略不计且透热性良好 )，开口向上放在水平面上，气缸中有横截面积为 S=100cm2的光滑活塞，活塞质量 m=10kg气缸内封闭了一定质量的理想气体，此时气柱长度为 L1=0.4 m已知大气压为 po=110 5Pa现用力缓慢向上拉动活塞，若使气缸能离开地面，气缸的高度至少是多少 ?(取重力加速度 g=l0m s2。 ) 6如图所示，一导热性能良好、内壁光滑的气缸竖直放置，在距气缸底部 l=36cm 处有一与气缸固定连接的卡环，活塞与气缸底部之间封闭了一定质量的气体当气体的温度 T0=30
4、0K、大气压强 p0 1.010 5Pa 时，活塞与气缸底部之间的距离 l0=30cm，不计活塞的质量和厚度现对气缸加热，使活塞缓慢上升，求： （ 1） 刚到卡环处时封闭气体的温度 T1 （ 2） 气体温度升高到 T2=540K 时的压强 p2 7 如图所示，将导热气缸开口向上放置在水平平台上，活塞质量 m=10kg，横截面积 S=50cm2，厚度 d=1cm，气缸的内筒深度 H=21cm，气缸质量 M=20kg，大气压强为 P0=11 05Pa，当温度为 T1=300K 时，气缸内活塞封闭的气柱长为 L1=10cm。若将气缸缓慢倒过来开口向下放置在平台上，活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大
5、气相通，不计活塞与气缸间的摩擦，取 g= 10m/s2，求： （ 1） 气缸开口向下放置时，封闭气柱的长度是多少？ （ 2） 给气缸缓慢加热，当温度多高时，活塞能刚好接触到平台？ 8.一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形气缸内，气缸壁导热良好，活塞可沿气缸壁无摩擦地滑动。开始时气体压强为 P，活塞下表面相对于气缸底部的高度为 h，外界的温度为 To。现取质量为 m 的沙子缓慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完时，活塞下降了 h/4.若此后外界的温度变为 T，求重新达到平衡后气体的体积。已知外界大气的压强始终保持不变，重力加速度大小为 g。 9、 扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象
6、 .如图所示 ,截面积为 的热杯盖扣在水平桌面上 ,开始时内部封闭气体的温度为 300 ,压强为大气压强 .当封闭气体温度上升至 303 时 ,杯盖恰好被整体顶起 ,放出少许气体后又落回桌面 ,其内部气体压强立刻减为 ,温度仍为 303 .再经过一段时间 ,内部气体温度恢复到 300 .整个过程中封闭气体均可视为理想气体 .求 : （ 1） 当温度上升到 303 且尚未放气时 ,封闭气体的压强 ; （ 2） 当温度恢复到 300 时 ,竖直向上提起杯盖所需的最小力 . 10横截面积分别为 SA=2.0 10 3m2、 SB=1.0 10 3m2的汽缸 A、 B 竖直放置，底部用细管连通，用质量
7、分别为mA=4.0kg、 mB=2.0kg 的活塞封闭一定质量的气体，气缸 A 中有定位卡环当气体温度为 27 时，活塞 A 恰与定位卡环接触，此时封闭气体的体积为 V0=300mL，外界大气压强为 P0=1.0 105Pa（ g=10m/s2）求： （ 1）当将气体温度缓慢升高到 57 时，封闭气体的体积； （ 2）保持气体的温度 57 不变，用力缓慢压活塞 B，使气体体积恢复到 V0，此时封闭气体的压强多大？此时活塞 A 与定位卡环间的弹力多大？ 变质量 问题 11、 一氧气瓶的容积为 30.08m ，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30.36m
8、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 12 如图所示蹦蹦球是一种儿童健身玩具，小明同学在 17oC 的室内对蹦蹦球充气，已知两球的体积约为 2L，充气前的气压为 1atm，充气筒每次充入 0.2L 的气体，忽略蹦蹦球体积变化及充气过程中气体温度的变化，求 充气多少次可以让气体压强增大至 3atm； 室外温度达到了 -13oC，蹦蹦球拿到室外后，压强将变为多少 ? 13、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
9、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。 14、 一太阳能空气集热器，底面及侧面为隔热材料，顶面为透明玻璃板，集热器容积为 0v ，开始时内部封闭气体的压强为 op 。经过太阳曝晒，气体温度由 0 300Tk 升至 1 350TK 。 （ 1）求此时气体的压强。 （ 2）保持 1 350TK 不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强再变回到 op 。求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值。判断在抽气过程中剩余气体是吸热还是放热，
10、并简述原因。 15、 如图所示 ， 一端开口、内壁光滑的玻璃管竖直放置 ， 管中用一段长 H0 38 cm 的水银柱封闭一段长 L1 20 cm 的空气 ， 此时水银柱上端到管口的距离为 L2 4 cm， 大气压强恒为 p0 76 cmHg， 开始时封闭气体温度为 t1 27 ， 取 0 为 273 K求： （ 1）缓慢升高封闭气体温度至水银开始从管口溢出 ， 此时封闭气体的温度； （ 2）保持封闭气体初始温度 27 不变 ， 在竖直平面内从图示位置缓慢转动至玻璃管水平 过程中 ， 求从管口溢出的水银柱的长度。（转动过程中没有发生漏气） 16.一上端开口，下端封闭的细长玻璃管，下部有长 L1=
11、66cm 的水银柱，中间封有长 L2=6.6cm 的空气柱，上部有长 L3=44cm 的水银柱，此时水银面恰好与管口平齐。已知大气压强为 Po=76cmHg。如果使玻璃管绕低端在竖直平面内缓慢地转动一周，求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度。封入的气体可视为理想气体，在转动过程中没有发生漏气。 17、 在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强，两压强差 P 与气泡半径 r 之间的关系为 r2P ，其中 0.070N/m 。现让水下 10m 处一半径为 0.50cm 的气泡缓慢上升。已知大气压强 50 1.0 10 Pap ，水的密度 331.0 10 kg /m ，重力加速度大
12、小 210m/sg 。 (i)求在水下 10m 处气泡内外的压强差； (ii)忽略水温随水深的变化，在气泡上升到十分接近水面时，求气泡的半径与其原来半径之比的近似值。 18有一空的薄金属筒，高 h1=10 cm。某同学将其开口向下，自水银表面处缓慢压入水银中，如图所示。设大气和水银温度恒定，筒内空气无泄漏，大气压强 P。 =75 cmHg，不计气体分子间的相互作用。当金属筒被压入水银表面下 h2=0.7 m 处时，求金属筒内部空气柱的高度 h。 双活塞 问题 19 如图所示，两端开口的气缸水平固定， A、 B 是两个厚度不计的活塞，可在气缸内无摩擦滑动，面积分别为 S1=20 cm2， S2=
13、10 cm2。它们之间用一根细杆连接， B 通过水平细绳绕过光滑的定滑轮与质量 M=2 kg 的重物C 连接，静止时气缸中的气体温度 T1=600 K，气缸两部分的气柱长均为 L，已知大气压强 P0=110 5 Pa，取 g=10 m/s2，缸内气体可看成理想气体。 （ 1）活塞静止时，求气缸内气体的压强。 （ 2）若降低气内气体的温度，当活塞 A 缓慢向右移动 L21 时，求气缸内气体的温度。 20 如图所示 ,内壁光滑、截面积不相等的圆柱形气缸竖直放置 ,气缸上、下两部分的横截面积分别为 2S 和 S在气缸内有 A、 B 两活塞封闭着一定质量的理想气体 ,两活塞用一根长为 l 的细轻杆连接
14、 ,两活塞导热性能良好 ,并能在气缸内无摩擦地移动已知活塞 A 的质量是 2m,活塞 B 的质量是 m当外界大气压强为 p0、温度为 T0时 ,两活塞静止于如图所示位置 （ 1）求此时气缸内气体的压强 （ 2）若用一竖直向下的拉力作用在 B 上 ,使 A、 B 一起由图示位置开始缓慢向下移动 l /2 的距离 ,又处于静止状态 ,求这时气缸内气体的压强及拉力 F 的大小设整个过程中气体温度不变 21 如图，一固定的竖直气缸有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m1=2.50kg，横截面积为 s1=80.0cm2，小活塞的质量为 m2=1.50kg，横截面积为 s2
15、=40.0cm2；两活塞用刚性轻杆连接， 2L 间距保持为 L=40.0cm2，气缸外大气压强为 p=1.00 105Pa，温度为 T=303K初始时大活塞与大圆筒底部相距，两活塞间封闭气体的温度为 T1=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 g 取 10m/s2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 22、 北方某地的冬天室外气温很低，吹出的肥皂泡会很快冻结 .若刚吹出时肥皂泡内气体温度为 ，压强为 ，肥皂泡冻结后泡内气体温度降为 .整个过程
16、中泡内气体视为理想气体，不计体积和质量变化，大气压强为 .求冻结后肥皂膜内外气体的压强差 ？ 1T 1P2T 0P加水银 23、 如图所示， U 形管右管内径为左管内径的 2 倍，管内水银在左管内封闭了一段长为 26cm、温度为 280K的空气柱，左右两管水银面高度差为 36cm，大气压为 76cmHg。 现向右管缓慢补充水银，并保持左管内气体的温度不变，当左管空气柱长度变为 20cm 时，左管内气体的压强为多大？ 在 的目的达到后，停止补充 水银 ，并给左管的气体加速，使管内气柱长度恢复到 26cm，求此时气体的温度 24、 如图，一粗细均匀的 U 形管竖直放置， A 侧上端封闭， B 侧上
17、侧与大气相通，下端 开口处开关 K 关闭， A侧空气柱的长度为 l=10.0cm， B 侧水银面比 A侧的高 h=3.0cm，现将开关 K 打开，从 U 形管中放出部分水银，当两侧的高度差 为 h1=10.0cm 时，将开关 K 关闭，已知大气压强 P0=75.0cmHg。 （ 1）求放出部分水银后 A 侧空气柱的长度 （ 2）此后再向 B 侧注入水银，使 A、 B 两侧的水银达到同一高度，求注入水银在管内的长度 双气 室 问题 25、 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 l1 25.0 cm 的空气柱，中间有一段长为 l2 25.0 cm 的水银柱，上部空气柱
18、的长度 l3 40.0 cm。已知大气压强为 p0 75.0cmHg。现将一活塞 (图中未画出 )从玻璃管开口处缓慢往下推，使管下部空气柱长度变为 l1 20.0 cm。假设活塞下推过程中没有漏气，求活塞下推的距离。 26、 如图 a 所示，水平放置的均匀玻璃管内，一段长为 h=25cm 的水银柱封闭了长为 L0=20cm 、温度为 t0=27的理想气体，大气压强 P0=75cmHg。将玻璃管缓慢地转过 90o角，使它开口向上，并将封闭端浸入热水中（如图 b），待稳定后，测得玻璃管内封闭气柱的长度 L1=17.5cm， （ 1） 此时管内封闭气体的温度 t1是多少？ （ 2） 若用薄塞将管口封
19、闭，此时水银上部封闭气柱的长度为 cm102 L 。保持水银上部封闭气体的温度不变，对水银下面的气体加热，当上面气柱长度 的 减少 量 cm4.0L 时，下面气体的温度是多少？ 27、 如图甲所示，内径均匀、两端开口的 U 形管竖直放置，管中装入水银。稳定后，两管中水银面与管口的距离均为 L=10cm。现将右侧管口密封，然后从左侧管口处将一活塞缓慢向下推入管中，直到左右两侧水银面高度差 h=6cm 时为止，如图乙所示。已知大气压强 P0=75.8cmHg。求活塞在左管内竖直向下移动的距离。设管中气体温度不变。 28、 一 U 形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞 初始
20、时，管内汞柱及空气柱长度如图所示 用力向下缓 慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止 求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离 已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强 p0 75.0 cmHg.环境温度不变 29、如图所示，一开口气缸内盛有密度为 的某种液体；一长为 的粗细均匀的小平底朝上漂浮在液体中，平衡时小瓶露出液面的部分和进入小瓶中液柱的长度均为 。现用活塞将气缸封闭（图中未画出），使活塞缓慢向下运动，各部分气体的温度均保持不变。当小瓶的底部恰好与液面相平时，进入小瓶中的液柱长度为 ，求此时气缸内气体的压强。大气压强为 0P ，重力加速度为
21、 。 30、 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 端插入水银槽的深度 h。（大气压强 p0 76cmHg） 31.如图，绝热气缸 A与导热气缸 B均固定于地面，由刚性 杆连接的绝热活塞与两气缸间均无摩擦。两气缸内装有处于平衡状态的理想气体，开始时体积均为 0V 、温度均为 0T 。缓慢加热 A中气体， 停止加热达到稳定后，
22、 A中气体压强为原来的 1.2倍 。 设环 境温度始终保持不变，求气缸 A中气体的体积 AV 和温度 AT 。 l4l2lg32 如图所示，两气缸 AB 粗细均匀，等高且内壁光滑，其下部由体积可忽略的细管连通； A 的直径为 B 的 2倍， A 上端封闭， B 上端与大气连通；两气缸除 A 顶部导热外，其余部分均绝热。两气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞 a、 b，活塞下方充有氮气，活塞 a 上方充有氧气；当大气压为 p0，外界和气缸内气体温度均为7且平衡时，活塞 a 离气缸顶的距离是气缸高度的 41 ，活塞 b 在气缸的正中央。 （）现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞 b 升至顶部时，求氮气的
23、温度； （）继续缓慢加热，使活塞 a 上升，当活塞 a 上升的距离是气缸高度的 161 时，求氧气的压强。 33.容器内两个绝热的活塞 A、 B 下方封有氮气， B 上方封有氢气大气的压强为 0P ，温度为 KT 2730 ，两活塞因自身重量对下方气体产生的附加压强均为 01.0P .系统平衡时，各气柱的高度如图所示现将系统底部浸入恒温热水槽中，再次平衡时 A 上升了一定高度用外力将 A 缓慢推回第一次平衡时的位置并固定，第三次达到平衡后，氢气柱高度为 0.8 h氮气和氢气均可视为理想气体 (1)第二次平衡时氮气的体积； (2)水的温度 34.如图，两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同气缸直立放置，气缸底部和顶部均有细管连通，顶部的细管带有阀门 K.两气缸的容积均为 0v 气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，两活塞下方和右活塞上方充有气体 (可视为理想气体 )，压强分别为 0p 和0p31;左活塞在气缸正中间，其上方为真空 ; 右活塞上方气体体积为0v41。现使气缸底与一恒温热源接触，平衡后左活塞升至气缸顶部，且与顶部刚好没有接触；然后打开 K，经过一段时间，重新达到平衡。已知外界温度为 0T ，不计活塞与气缸壁间的 摩擦。求 : (i)恒温热源的温度 T; (ii)重新达到平衡后左气缸中活塞上方气体的体积 VX。
