高中物理选修3气体压强专项练习题附答案

选修 3-3 气体压强计算专项练习 一、计算题 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 p﹣V 图象如图所示．已知该气体 在状态 A 时的温度为 27℃．则： ①该气体在状态 B 和 C 时的温度分别为多少℃？ ②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A→B、B→C、C→A三个变化过程，TA＝300 K，气体从C→A的过程中做功为 100 J，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UC。 3、如图所示，一个内壁光滑的导热气缸竖直放置，内部封闭一定质量的理想气体，环境温度为 27℃，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=4.0×10 m ，大气压 强为 P 0=1.0×10 Pa，重力加速度 g 取 10m/s ，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 的砝码，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？ 52 ﹣42 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=100 cm .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μ=0.8.两物块间距为d=10 cm.开始时活塞距缸 底L 1=10 cm， 缸内气体压强 p 1等于外界大气压强 p 0=1×10 Pa， 温度 t 1=27 ℃.现对汽缸内的气体缓慢加热， (g=10 m/s ) 求： ①物块A开始移动时，汽缸内的温度； ②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=2×10 m 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，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 0=1.0×10 Pa．现将气缸竖直放置，如图所示，取 g=10m/s 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 = 5×103 N/m 的较 长的弹簧相连。已知大气压 p0 = 1×105 Pa，平衡时两活塞之间的距离 l0 = 0.6 m，现用力压 A，使之缓慢向下移 动一段距离后，保持平衡。此时用于压 A 的力 F = 500 N。求活塞 A 下移的距离。 52 ﹣32 52 2 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 L 1=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 L 2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 p 0，大活塞与大 圆筒底部相距 L ，两活塞与气缸壁之间的摩擦不计，重力加速度为 g。现通过电阻丝缓慢加热氮气。 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。 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 l 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 m 2： 的砝码盘（含砝码）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 T ： 2 ①当活塞再次平衡时，活塞离缸底的高度是多少？ ②保持环境温度为 T 不变，在砝码盘中添加质量为△m 的砝码时， 2 活塞返回到高度为 h 处，求大气压强 p 0． 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=1．0×105Pa，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； （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 l 2=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（图中未画出）从   20.0cm．假设活塞下推过程中没有漏气，试求： 玻璃管开口处缓缓往下推，使管下部空气柱长度变为l1 （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 33℃，大气压强 p 0=76cmHg． ①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； ②若保持管内温度始终为 33℃，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 300 K 平衡时水银的位置如图(h 1＝h2＝5 cm， L 1＝50 cm)，大气压为 75 cmHg。求： (1)右管