1、 氣體的壓強、體積、溫度間的關系練習1、如圖所示，豎直放置的U形管，左端封閉右端開口，管內水銀將長19cm的空氣柱封在左管內，此時兩管內水銀面的高度差為4cm，大氣壓強為標準大氣壓75mmHg。現向右管內再注入水銀，使空氣柱長度減少1cm，若溫度保持不變，則需注入水銀柱的長度為多少?2、如圖4所示，在以加速度a做加速運動的小車上，用質量為m的活塞將氣體封閉在氣缸內，外界大氣壓強為p0，活塞截面積為S，不計活塞與氣缸間的摩擦，則氣缸內氣體的壓強是多少？3、  如圖所示，一氣缸豎直放置，用一質量為m的活塞在缸內封閉了一定量的理想氣體，在氣缸的底部安裝有一根電熱絲，用導線和外界電源相連，已

2、知氣缸壁和活塞都是絕熱的，氣缸壁與活塞間接觸光滑且不漏氣現接通電源，電熱絲對缸內氣體緩慢加熱  (1)關于氣缸內氣體，下列說法正確的是_  A單位時間內氣缸單位面積上氣體分子撞擊次數減少  B所有分子的速率都增加  C分子平均動能增大  D對外做功，內能減少  (2)設活塞橫截面積為S，外界大氣壓強為p0，電熱絲熱功率為P，測得通電t時間內活塞緩慢向上移動高度h，求：  氣缸內氣體壓強的大小；  t時間缸內氣體對外所做的功和內能的變化量4、管道煤氣是由水煤氣和焦爐煤氣混合而成的。某住宅四樓（高約10m）居民家廚房發

3、生管道煤氣泄漏事故，急救人員迅速趕往現場，護送傷員及煤氣中毒者去醫院搶救。（1）煤氣爆炸時廚房溫度迅速升高到18000C，估算此時產生的氣體壓強約為多少大氣壓？（已知一定質量的氣體在體積不變時的壓強與熱力學溫度成正比）（2）產生的高壓可摧毀門窗及其他室內設施，調查人員在損壞的窗外草地上發現飛得最遠的玻璃片離該樓墻腳的距離為14m，假設該碎片是被水平推出的，試估算氣體爆炸初期的速度。（經驗表明該速度約為玻璃碎片飛出時最大速度的100倍）5、如圖，圓柱形氣缸倒置在水平粗糙的地面上，氣缸內部有一定質量的空氣，氣缸質量為10kg，缸壁厚度不計，活塞質量為5kg，其橫截面積為50cm2，與缸壁摩擦力不計

4、，在缸內氣體溫度為27時，活塞剛好與地面相接觸但無壓力，現對氣缸傳熱，使氣缸內氣體溫度上升，求當氣缸壁與地面接觸處無壓力時，缸內氣體溫度是多少攝氏度？（g取10m/s2，標準大氣壓強p0取1.0×105Pa） 6、一個圓柱形的豎直的井里存有一定量的水，井的側面和底部是密閉的，在井中固定地插著一根兩端開口的薄壁圓管，管和井共軸，管下端未觸及井底，在圓管內有一不漏氣的活塞，它可沿圓管上下滑動，開始時，管內外水面相齊，且活塞恰好觸及水面，如圖所示，現用卷揚機通過繩子對活塞施加一個向上的力F，使活塞緩慢向上移動，已知管筒半徑r=0.100m,井的半徑R=2r，水的密度=1.00×1

5、03Kg/m3，大氣壓強為P0=1.00×103Pa，求活塞上升H=9.00m的過程中拉力F所做的功。（井和管在水面以上及水面以下的部分足夠長，不計活塞質量，不計摩擦，重力加速度g=10m/s2）。7、利用“驗證玻意耳一馬略特定律”的實驗裝置來驗證查理定律（1）為了完成這個實驗，除了圖中給出的器材外，還需要氣壓計、托盤天平、熱水、涼水和                     

6、                    （2）必須進行的實驗步驟有：1用托盤天平稱出活塞和框架的質量M用氣壓計讀出實驗室中的大氣壓強按圖安裝器材，在框架兩側掛上鉤碼，使注射器的下半部分位于量杯之中往量杯中加人適量的涼水，使注射器內的空氣柱位于水面之下過幾分鐘后，記下鉤碼的質量和活塞下表面的位置同時         &#

7、160;                      2在量杯中加些熱水，過幾分鐘后在框架兩側加掛適當質量的鉤碼，使，記下鉤碼的質量同時，                     &

8、#160;             3把步驟2重復4次（3）可用作圖法來驗證查理定律是否成立，該圖線的橫坐標所代表的物理量及其單位是，縱坐標所代表的物理量及其單位是8、如圖是用導熱性能良好的材料制成的實驗氣體裝置，開始時長度為22cm，現用豎直向下的外力F壓縮氣體，使封閉的空氣柱長度變為11cm，人對活塞做功100J，大氣壓強為Pa，不計活塞的重力。問： (1)若用足夠長的時間緩慢壓縮，求壓縮后的氣體的壓強為多大。(2)若以適當的速度壓縮氣體，向外散失的熱量為20J，試求大氣

9、壓力對活塞所做的功以及氣體的內能增加量(活塞的橫截面積S=10cm2)9、某登山運動員在一次攀登珠穆朗瑪峰的過程中，在接近山頂時他裸露在手腕上的防水手表的表盤玻璃突然爆裂了，而手表沒有受到任何撞擊該手表出廠時給出的參數為：270C時表內氣體壓強為1Ox 105Pa(常溫下的大氣壓強值)，當內外壓強差超過6.0x104pa時表盤玻璃將爆裂當時登山運動員攜帶的溫度計的讀數是-210C，表內氣體體積的變化可忽略不計(1)通過計算判斷手表的表盤玻璃是向外爆裂還是向內爆裂? (2)當時外界的大氣壓強為多少?10、如圖所示，水平放置的圓筒形氣缸與一裝有水銀的U形管相連，氣缸中封閉一定質量的理想氣體開始時U

10、形管兩臂中水銀面齊平，活塞處于靜止狀態，此時氣體體積為400mL若用力F緩慢向左推動活塞，使活塞向左移動一段距離后，U形管兩臂中的高度差為25cm，已知外界大氣壓強為750毫米汞柱，不計活塞與氣缸內壁間的摩擦，試回答下列問題：  (1)簡要說明氣缸內氣體對活塞的壓力是怎樣產生的；(2)活塞移動過程中，氣體內能如何變化?(3)求活塞移動后氣體的體積11、如圖所示是一個右端開口的圓筒形氣缸，活塞可以在氣缸內自由滑動活塞將一定量的理想氣體封閉在氣缸內，此時氣體的溫度為27若給氣缸加熱，使氣體溫度升高，讓氣體推動活塞從MN緩慢地移到已知大氣壓強P0=1×105Pa求：(1)當活塞到

11、達后氣體的溫度(2)把活塞鎖定在位置上，讓氣體的溫度緩慢地變回到27，此時氣體的壓強是多少?畫出在此過程中氣體壓強P隨溫度T變化的圖象12、如圖所示，截面均勻的U形玻璃細管兩端都開口，玻璃管足夠長，管內有兩段水銀柱封閉著一段空氣柱，若氣柱溫度是270C時，空氣柱在U形管的左側，A、B兩點之間封閉著的空氣柱長為15cm，U形管底邊長CD=10cm，AC高為5cm。已知此時的大氣壓強為75cmHg。（1）若保持氣體的溫度不變，從U形管左側管口處緩慢地再注入25cm長的水銀柱，則管內空氣柱長度為多少？某同學是這樣解的：對AB部分氣體，初態p1=100cmHg，V1=15Scm3，末態p2=125cm

12、Hg，V2=LScm3，則由玻意耳定律p1V1=p2V2解得管內空氣柱長度L=12cm。以上解法是否正確，請作出判斷并說明理由，如不正確則還須求出此時管內空氣柱的實際長度為多少？（2）為了使這段空氣柱長度恢復到15cm，且回到A、B兩點之間，可以向U形管中再注入一些水銀，且改變氣體的溫度。問：應從哪一側管口注入多長的水銀柱？氣體的溫度變為多少？13、有同學在做“研究溫度不變時氣體的壓強跟體積的關系”實驗時，用連接計算機的壓強傳感器直接測得注射器內氣體的壓強值。緩慢推動活塞，使注射器內空氣柱從初始體積20.0ml變為12.0ml。實驗共測了5次，每次體積值直接從注射器的刻度上讀出并輸入計算機，同

13、時由壓強傳感器，測得對應體積的壓強值。實驗完成后，計算機屏幕上立刻顯示出如下表中所示的實驗結果。序號V （ml）P （×105Pa）PV （×105Paml）120.01.001020.020218.01.095219.714316.01.231319.701414.01.403019.642512.01.635119.621（1）仔細觀察不難發現，pV（×105Paml）一欄中的數值越來越小，造成這一現象的可能原因是A實驗時注射器活塞與筒壁間的摩擦力不斷增大。B實驗時環境溫度增大了。C實驗時外界大氣壓強發生了變化。D實驗時注射器內的空氣向外發生了泄漏。（2）根據

14、你在（1）中的選擇，說明為了減小誤差，應采取的措施是：               14、如圖所示，豎直放置的氣缸內盛有氣體，上面被一活塞蓋住，活塞通過勁度系數k600N/m的彈簧與氣缸相連接，系統處于平衡狀態，已知此時外界大氣壓強p01.00×105N/m2，活塞到缸底的距離l0.500m，缸內橫截面積S1.00×102m2，今在等溫條件下將活塞緩慢上提到距缸底為2l處，此時提力為F500N，彈簧的原長l0應為多少？若提力為F700N

15、，彈簧的原長l0又應為多少？不計摩擦及活塞和彈簧的質量，并假定在整個過程中，氣缸不漏氣，彈簧都遵從胡克定律。15、如圖是用導熱性能良好的材料制成的實驗氣體裝置，開始時長度為22cm，現用豎直向下的外力F壓縮氣體，使封閉的空氣柱長度變為11cm，人對活塞做功100J，大氣壓強為Pa，不計活塞的重力。問：(1)若用足夠長的時間緩慢壓縮，求壓縮后的氣體的壓強為多大。(2)若以適當的速度壓縮氣體，向外散失的熱量為20J，試求大氣壓力對活塞所做的功以及氣體的內能增加量(活塞的橫截面積S=10cm2)16、如圖a所示，水平放置的均勻玻璃管內，一段長為h=25cm的水銀柱封閉了長為L0=20cm 、溫度為t

16、0=27的理想氣體，大氣壓強P0=75cmHg。將玻璃管緩慢地轉過90o角，使它開口向上，并將封閉端浸入熱水中（如圖b），待穩定后，測得玻璃管內封閉氣柱的長度L1=17.5cm，（1）此時管內封閉氣體的溫度t1是多少？（2）若用薄塞將管口封閉，此時水銀上部封閉氣柱的長度為。保持水銀上部封閉氣體的溫度不變，對水銀下面的氣體加熱，當上面氣柱長度的減少量時，下面氣體的溫度是多少？17、如圖所示，一定質量的理想氣體從狀態A變化到狀態B，再由狀態B變化到狀態C.已知狀態A的溫度為300 K.求氣體在狀態B的溫度；由狀態B變化到狀態C的過程中，氣體是吸熱還是放熱？簡要說明理由18、氣缸長為L=1m（氣缸的

17、厚度可忽略不計），固定在水平面上，氣缸中有橫截面積為S=100cm2的光滑活塞，活塞封閉了一定質量的理想氣體，當溫度為t=27，大氣壓為p0=1×105Pa時，氣柱長度為L0=0.4m。現緩慢拉動活塞，拉力最大值為F=500N，求：如果溫度保持不變，能否將活塞從氣缸中拉出？保持拉力最大值不變，氣缸中氣體溫度至少為多少攝氏度時，才能將活塞從氣缸中拉出？  19、如圖為氣壓式保溫瓶的原理圖，保溫瓶內水面與出水口的高度差為h， 瓶內密封的空氣體積為V， 設水的密度為p，大氣壓強為 po，欲使水從出水口流出，(設瓶內曲管的體積不計，壓水前水面以上管內無水，溫度保持不變，各物理量的單

18、位均為國際單位)求:瓶內空氣壓縮量v至少為多少?     20、一圓柱形氣缸，質量M為10 kg，總長度L為40 cm，內有一厚度不計的活塞，質量m為5 kg，截面積S為50 cm2，活塞與氣缸壁間摩擦不計，但不漏氣，當外界大氣壓強p0為1´105 Pa，溫度t0為7°C時，如果用繩子系住活塞將氣缸懸掛起來，如圖所示，氣缸內氣體柱的高L1為35 cm，g取10 m/s2求：此時氣缸內氣體的壓強；當溫度升高到多少攝氏度時，活塞與氣缸將分離 答案1、14.4cm2、以活塞為研究對象，受力情況如圖5所示，由牛頓第二定律有pS-p0S=ma所以

19、0;  p=p0+Ma/S3、(1)CD(2)由活塞受力平衡，p0+=p氣體對外做功W=pSh=p0Sh+mgh內能的變化量E=Q-W=Pt-mgh- p0Sh4、常溫時，氣體溫度T1=300K，爆炸時氣體溫度T2=2073K，所以煤氣爆炸時廚房內氣體產生的壓強約為P2=P1T2/T1=1×2073/3007atm。（5分）（2）摧毀的門窗玻璃做平拋運動，設初速度為v0，則有 x=v0t，y=gt2/2得v01000m/s （5分）5、（2分） （2分）（4分） t2=T2273=1276、解：從開始提升到活塞 升至內外水面高度差為的過程中，活塞始終與管內液體接觸。（再提生

20、活塞時，活塞和水面之間將出現真空，另行討論。）設活塞上升距離為h1,管外液面下降距離為h2。因液體體積不變，有得題給H=9mh1，由此可知確實有活塞下面是真空的一段過程。活塞移動距離從零到h1的過程中，對于水和活塞這個整體，其機械能的增量應等于除重力以外其它力所作的功，因為始終無動能，所以機械能的增量也就等于重力勢能增量，即其他力有管內、外的大氣壓力和拉力F，因為液體不可壓縮，所以管內、外大氣壓力做的總功故外力做功就只是拉力F做的功，由功能關系知即活塞移動距離從h1到H的過程中，液面不變，F是恒力做功所求拉力F做的總功為7、（1）溫度計（2）1用溫度計測出杯中水的濕度。2使活塞下表面再恢復到步

21、驟1中的位置。同時用溫度計測量水的溫度。（3）溫度，（或K）；壓強，Pa。（縱、橫坐標互換也對）8、(1)封閉空氣柱的初狀態壓強P1=1×105Pa   體積V1=22S封閉空氣柱的末狀態體積V2=11S由玻馬定律知  P1V1=P2V2  所以P2=2×105 Pa       (2)大氣壓力對活塞所做的功W1=P0Sh=11 J由熱力學第一定律W1+W2+Q=U   所以U=11J+100J20J=91 J9、解：(1)以表內氣體為研究對象，初狀態的壓

22、強為置p1=1.0x105pa    溫度為T1=273+27=300K    其末狀態的壓強為P2，溫度為T2=27321=252K    根據氣體的狀態方程，有      解得：    如果手表的表盤玻璃是向內爆裂的，則外界的大氣壓強為：  ，大于山腳下的大氣壓強(即常溫下的大氣壓強)，這顯然是不可能的    所以可判斷手表的表盤玻璃是向外爆裂 (2)當時外界的大氣壓強為：10、解：(1)大量氣體分子不

23、斷碰撞活塞，從而對活塞產生持續的壓力    (2)氣體做等溫變化，內能不變    (3)    氣體做等溫變化，根據玻意耳定律        11、解：(1)此過程為等壓變化過程    由            得  (2)此過程為等容變化過程，由查理定律得：      

24、;           解得  =0.5   如圖：12、解：（1）不正確。  因為ACE段水銀柱總長只有45cm，所以在左側緩慢加入25cm長水銀柱后，左側豎直管中只可能保留45cm長的水銀柱。故末狀態的壓強不為125cmHg。已知  p1=100cmHg，V1=15S，T1=300K； p2=（75+45）cmHg=120 cmHg，V2=l2S      p1 V1= p2 V2 得  &#

25、160; L2=12.5cm                             （2）由水銀柱的平衡條件可知向右側注入25cm長的水銀柱才能使空氣柱回到A、B之間。 這時空氣柱的壓強為 p3=（75+50）cmHg=125 cmHg    由查理定律   

26、0;   得  T3=375K   13、（1）D  （2）在注射器活塞上涂上潤滑油增加密封性14、解答一：設彈簧的原長為，氣體原來壓強為p，后來為p，則由玻意耳定律可得plp2              在原來狀態下，活塞受力如圖1所示，由力學平衡可得pSp0Sk(-)         在后來狀態下,活塞受力如圖2所

27、示,由力學平衡可得pSFp0Sk(2)   由、聯立解得：         由式得：         當F500N時，由式得p0.4p0 再代入式得1.50m，可見在整個過程中彈簧始終處于壓縮狀態。當F700N時，由式得p0.8p0 再代入式得0.833m，可見在過程開始時彈簧處于壓縮狀態，當活塞提高到距缸底距離超過0.833m后，彈簧被拉伸。解答二：設開始時彈簧的壓縮量為(當得出為負值則表示開始時彈簧被拉長)，原長為。依題意

28、得方程：p0SpSkx              p0SpSk(2x)F     pS2(l0x) pS(x)     lx                  由、式聯立，解得：   

29、60; 當F500 N時，代入式，得x1.00 m，1.50 m。當F700 N時，代入式，得x0.333 m，0.833 m。15、(1)封閉空氣柱的初狀態壓強P1=1×105Pa   體積V1=22S封閉空氣柱的末狀態體積V2=11S由玻馬定律知  P1V1=P2V2  所以P2=2×105 Pa       (2)大氣壓力對活塞所做的功W1=P0Sh=11 J由熱力學第一定律W1+W2+Q=U   所以U=11J+100J20J=91 J16、解答： (1)，解得：  t1=77               (共4分) ；   (2) 上面氣體：     (共3分) 下面氣體：，解得：     (共3分)17、由理想氣體的狀態方程得氣體在狀態B的溫度TB1200 K.由狀態B到狀態C，氣體做等容變化，由