高中物理理想气体的状态方程试题

两个相同的薄壁型气缸A和B，活塞的质量都为m，横截面积都为S，气缸的质量都为M，M/m＝3/2，气缸B的筒口处有卡环可以防止活塞离开气缸．将气缸B的活塞跟气缸A的气缸筒底用细线相连后，跨过定滑轮，气缸B放在倾角为光滑斜面上，气缸A倒扣在水平地面上，气缸A和B内装有相同质量的同种气体，体积都为，温度都为，如图所示，此时气缸A的气缸筒恰好对地面没有压力．设气缸内气体的质量远小于活塞的质量，大气对活塞的压力等于活塞重的1.5倍．

(1)若使气缸A的活塞对地面的压力为0，气缸A内气体的温度是多少？
(2)若使气缸B中的气体体积变为，气缸B内的气体的温度是多少？

如图所示，一个直立的气缸由截面积不同的两个圆筒联接而成，活塞A、B用一根长为2L的不可伸长的细线连接，它们可以在筒内无摩擦地上、下滑动，它们的截面积分别为=20，=10，A、B之间封住一定质量的理想气体，A的上方与B的下方均与大气相通，大气压始终保持为Pa．

(1)当气缸内气体温度为600K，压强为1.2×Pa时，A、B活塞的平衡位置如图，已知B活塞质量m=1kg，求活塞A的质量（g取10m/）．
(2)当气缸内气体温度由600k缓慢降低时，活塞A、B之间保持距离不变，并一起向下缓慢移动（可认为两活塞仍处在平衡状态），直到A移动到两圆筒连接处．若此后温度继续下降，直到活塞A和B之间的距离小于2L时为止，试分析在降温的整个过程中，气缸内的气体压强变化的情况，并求出在这一过程中气缸内的气体的最低温度。

圆柱形容器A、B的直径相同．B是封闭的，容器内各部分理想气体的压强为=0.5atm，=1.5atm，外界大气压=1atm．初温均为27℃，=30cm，=16cm，=8cm．活塞处于静止．忽略一切摩擦．求:

(1)=?
(2)欲使B内两部分气体压强相等，须使A的温度升高多少?

如图，A、B是两个汽缸，分别通过阀门a和b与压强为P₀的大气相通，两个汽缸的横截面积之比S_A∶S_B=1∶10，中间的活塞D可无摩擦地左右滑动。区域C始终与大气相通。先关闭阀门a，再通过阀门b给气缸B充气至压强为P_B=10P₀，然后关闭b。①活塞D处于平衡状态时，汽缸A中气体压强P_A多大？（设温度保持不变）②如果整个系统都升高到相同的温度，活塞将向哪个方向移动？为什么？

如图所示，一个圆筒形气缸平放在水平面上，A、B为两个可以无摩擦滑动的活塞，B活塞质量为m，A活塞的质量及厚度都可不计。B活塞用一根轻弹簧与气缸底相连，a、b为气缸侧壁上的两个小孔，与外界相通，两小孔及两活塞静止时的位置如左图所示。先用一根细管（细管容积不计）把a、b两孔连通，然后把气缸直立起来，并在A活塞上压一个质量也是m的砝码C，则B活塞下，A活塞下降了，恰好挡住a孔，如右图所示。现在A活塞上再加一个与C相同的砝码D ,求A、B两活塞最后静止时的位置。(设温度始终保持不变)

内径粗细均匀的U形玻璃管，A端封闭，B端开口，管内注入水银，当两臂竖直放置时，两管中水银面恰好相平，A管中所封空气柱长度=8cm．如图所示，此时外界大气压P₀与76cm高汞柱产生的压强相同，环境温度为=31℃．

(1)温度为多高时，A管中被封空气柱长度可以变为=9cm?
(2)在保持温度不变的条件下，从B端管口再注入多高的水银柱，可使A管中被封空气柱的长度变为原来的8cm?

在两端封闭、内径均匀的直玻璃管内，有一段水银柱将两种理想气体a和b隔开如图．将管竖直放置，达到平衡时，若温度为T时，气柱a和b分别为L_a和L_b，若温度为T时，长度分别为L'_a和L'_b，然后将管平放在水平桌面上，在平衡时，两段气柱长度分别为L"_a和L"_b．已知T、T'、L_a、L'_a、L_b、L'_b，求L"_a/L"_b．

如图所示为一水平放置的圆柱形气缸，气缸壁、活塞的厚度以及它们之间的摩擦均可忽略不计，气缸的母线长为L，活塞将气缸中的气体分为左、右两部分，开始这两部分气体的温度相等，这两部分的体积之比=1∶2，现将左边的气体缓慢加热到127℃，右边的气体缓慢降温到-73℃，使活塞移动一段距离后停下来（活塞不漏气，并且左、右两气体不发生热传递）求活塞移动的距离．

如图所示，气缸的横截面积为S，它与容器B用一个带阀门K的细管连通(细管容积不计)．开始时K关闭，气缸A内充有一定质量的理想气体，B内为真空，气缸A的活塞上放有砝码，此时A内气体温度为，活塞静止时与气缸底部的距离为H，打开阀门K后，活塞下降．若将A、B内气体的温度都升高到时，活塞仍可升高到原来的高度H．再让A、B内气体的温度恢复到，并将活塞上的砝码取走，这时活塞又恢复到原来的高度H．若已知大气压强为，活塞质量为m，活塞与气缸间摩擦可忽略不计．求容器B的容积和活塞上砝码的质量m．

如图所示，AOB为粗细均匀的细玻璃管，AO⊥OB，AO=BO=50cm，A端封闭，B端开口，内有一段长为10cm的水银柱。当AO段水平，BO段竖直放置，温度为27℃时，水银柱恰到AO段的最右端，先封住B端管口，再使细管在竖直平面内转过90°角，即BO段水平，AO 段竖直放置，当温度变为多少时水银柱恰好一半在AO，另一半在BO内？（大气压始终为75cmHg）

如图所示，巨大的贮气箱与U形管相连，在温度为-23℃时，U形管A端封闭的气柱长度为62cm，U形管左侧水银面比右侧高40cm，当温度升高到27℃时，两侧水银面高度差变化了4cm．求在-23℃时，贮气箱内气体的压强多大？

圆筒形气缸躺放在水平地面上，气缸质量M=8kg。它与地面间摩擦系数μ=0.1。最大静摩擦力=10N。气缸内壁光滑，横截面积S=2.5。缸内有一个活塞封住一段空气柱。活塞质量m=2kg。开始时气柱长=10cm。设g取10m／，大气压p₀取Pa，气缸内气体温度保持不变，求

(1)用水平力F₁=5N拉动活塞时，气柱压强稳定后，气柱长L₁是多少？
(2)用水平力F₂=15N拉动活塞时，气柱压强稳定后，气柱长L₂是多少？

如图，在横截面积为0.01的气缸内，被质量可忽略不计的轻活塞封闭着一定质量的气体．气缸内有一质量为0.1kg的空心球．当活塞上面放2000N的重物时，空心球刚好对气缸底无压力，此时气缸内的温度为27℃；活塞上面所放重物减少1000N后，气缸内温度则下降为17℃．求此时空心球对气缸底的压力是多少．（设当时大气压强=1.0×、取g=10m/）

在室温恒定条件下研究一定质量气体的等容变化，实验装置如图所示，由于不慎使水银压强计左管水银面下10cm处有一长为L=4cm的空气柱。开始时，压强计两管的水银柱最上端在同一水平面，温度计示数为7℃（图a），后来对水加热使水保持77℃，并通过调节压强计右管，使左管水银面仍在原来位置（图b），若大气压强为76cmHg。求：(1)加热后瓶中气体的压强p。(2)加热后左管空气柱长度L′。

有一薄壁玻璃瓶，在温度恒定情况下，称量质量三次：(1)瓶抽空了；(2)瓶内装有一个大气压的空气；(3)瓶内装满1.5个大气压的未知气体．三次称量的数值是：．试计算未知气体的相对分子质量．已知空气的相对分子质量为29．瓶壁的体积与瓶内的容积相比可以忽略不计．