高中物理理想气体的状态方程试题

热气球的下边有一个小孔，如图所示，球内外的空气通过小孔相通，使球内外空气的压强总是相等．气球内有一个温度调节装置，能调节球内的空气温度，从而使气球上升或下降．如果气球很薄，其内部容积V＝500，气体自身连同吊篮的总质量是M＝180kg，地面温度＝280K，大气压强＝1.00×Pa，空气的密度＝1.20，假定空气的成分、温度与高度无关．求：

(1)气球在地面附近时，球内空气的温度由＝280K升高到＝350K的过程中，气球内空气质量减少了多少？
(2)气球内空气的温度多大时，气球才能从地面开始升空？

现有m=0.90kg的硝酸甘油(C₃H₅(NO₃)₃)被密封于体积V₀=4.0×10^－3m³的容器中，在某一时刻被引爆，瞬间发生激烈的化学反应，反应的产物全是氮、氧…等气体．假设：反应中每消耗1kg硝酸甘油释放能量U=6.00×10⁶J/kg；反应产生的全部混合气体温度升高1K所需能量Q=1.00×10³J/K；这些混合气体满足理想气体状态方程(恒量)，其中恒量C=240J/K．已知在反应前硝酸甘油的温度T₀=300K．若设想在化学反应后容器尚未破裂，且反应释放的能量全部用于升高气体的温度．求器壁受到的压强．

粗细均匀的一段封闭圆柱形气缸开口向上放置，当加上一直径等于气缸内径，质量＝3kg的活塞时，封闭气体的体积变为气缸容积的9/10，此时封闭气体的温度＝47℃，不计活塞与气缸壁之间的摩擦，下面三种方案都可以使被封气体体积减小．
　　方案一：保持其它条件不变，使温度降低到；
　　方案二：保持其它条件不变，在活塞上加上一个质量为m重物；
　　方案三：保持其它条件不变，使气缸以加速度a竖直向上做匀加速直线运动．
(1)若方案一、二使气体减小相同体积，在方案二中m＝8.4kg，则在方案一中的是多少K？
(2)若方案二、三使气体减小相同体积，写出a与m的对应关系式，并求当m＝6kg时a的大小．

如图所示，在光滑水平桌面上静止放置一质量为M的气缸，不计摩擦的质量为m的活塞封闭了温度为，体积为的一定质量的理想气体，气体与外界无热交换，大气压为．现在又一个质量为，速度为的子弹水平射入活塞并留在活塞中，活塞向右推进压缩气体，设气体在推进过程中任意时刻，封闭的理想气体均处于相应的平衡状态．当气体压缩到最小体积为时，压强为2.5．求：

(1)此时气体的温度；
(2)活塞压缩气体过程中内能的增量．

如图所示，均匀薄壁U形管，左管上端封闭，右管开口且足够长，管的横截面积为S，内装密度为ρ的液体．右管内有一质量为m的活塞搁在固定卡口上，卡口与左管上端等高，活塞与管壁间无摩擦且不漏气．温度为时，左、右管内液面高度相等，两管内空气柱长度均为l，压强均为大气压强．现使两边温度同时逐渐升高，求：
(1)温度升高到多少时，右管活塞开始离开卡口上升？
(2)温度升高到多少时，左管内液面下降h？

如图所示，A、B两气缸所受重力均为100N，缸内活塞重均为50N，活塞横截面积均为100，A缸放在水平地面上，用绳系住B缸活塞，将B缸悬挂起来，大气压强＝Pa，当两气缸中气体温度均为12℃时，两缸内活塞到缸底距离相同，求：

(1)温度在12℃时两缸气体压强之比．
(2)在A缸的活塞上加重50N的小物体后，使A的温度上升到57℃，为了使此时两缸内活塞到缸底距离仍相同，则B缸气体温度必须是多少？(气缸不漏气，不计活塞与缸壁间摩擦)

如图所示，粗细均匀，两端开口的U形管竖直放置，管的内径很小，水平部分BC长14cm．一空气柱将水银柱分割成左右两段．大气压相当于76cm水银柱的压强．

(1)当空气柱温度为＝274L，长为＝8cm时，BC管内左边水银柱长2cm，则右边水银柱总长是多少？
(2)当空气柱温度升高到多少时，左边的水银柱恰好全部进入竖直管AB内？
(3)当空气柱的温度为490K时两竖直管内水银柱上表面高度各为多少？

如图所示是一个容器的截面图，它由A、B两部分构成，两部分都是圆筒形，高度都是h，底面积=2S，S_B=S，容器上端开口，下端有一小孔C与外界相通，B的正中有一个厚度和质量都可忽略的活塞N，它与器壁有摩擦，最大静摩擦力为f，已知大气压强为p₀，当时温度为T₀，先把小孔C封住，再在活塞N上放一个砝码，砝码的重力大小等于f，当容器内气体的温度缓慢变化时，活塞有可能缓慢移动，为保证活塞在移动过程中不离开B筒，筒内气体温度最低和最高值各是多大？

如图所示，有三个不同的恒温箱A、B、C，内装同种理想气体，温度分别为．当阀门闭锁时，三个恒温箱内气体状态分别如图所示，大气压强恒为P₀．今将阀门都打开，使三个恒温箱内部连通，这时恒温箱C内的活塞S将做无摩擦滑动，当S稳定以后，恒温箱C的容积V_c将是多大?

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?