高中物理理想气体的状态方程计算题

如图所示， 一密闭的截面积为S的圆筒形汽缸，高为H，中间有一薄活塞， 用一劲度系数为k的轻弹簧吊着，活塞重为G，与汽缸紧密接触不导热，若Ⅰ、Ⅱ气体是同种气体，且质量、温度、压强都相同时，活塞恰好位于汽缸的正中央，设活塞与汽缸壁间的摩擦可不计，汽缸内初始压强为=1.0×10⁵Pa，温度为， 求：
①弹簧原长．
②如果将汽缸倒置， 保持汽缸Ⅱ部分的温度不变，使汽缸Ⅰ部分升温，使得活塞在汽缸内的位置不变，则汽缸Ⅰ部分气体的温度升高多少?

如图所示，上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放置，截面积为40cm²的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体A封闭在汽缸内．在汽缸内距缸底60cm处设有a、b两限制装置，使活塞只能向上滑动．开始时活塞搁在a、b上，缸内气体的压强为（=1.0×10⁵Pa为大气压强），温度为300K．现缓慢加热汽缸内气体，当温度为330K，活塞恰好离开a、b；当温度为
360K时，活塞上升了4cm．．求：

①活塞的质量；
②物体A的体积．

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，T_A="300" K，气体从C→A的过程中做功为100J，同时吸热250J，已知气体的内能与温度成正比．求：
（1）气体处于C状态时的温度T_C；
（2）气体处于C状态时内能E_C．

在图所示的气缸中封闭着温度为100℃的空气，
一重物用绳索经滑轮与缸中活塞相连接，重物和活塞均处于平衡状态， 这时活塞离缸底的高度为10 cm，如果缸内空气变为 0℃，问：

① 重物是上升还是下降？
② 这时重物将从原处移动多少厘米？(设活塞与气缸壁间无摩擦)

如图所示，透热的气缸内封有一定质量的理想气体，缸体质量M＝200kg，活塞质量m＝10kg，活塞面积S＝100cm²。活塞与气缸壁无摩擦且不漏气。此时，缸内气体的温度为27°C，活塞位于气缸正中，整个装置都静止。已知大气压恒为p₀＝1.0×10⁵P_a，重力加速度为g＝10m/s²。求：

(a)缸内气体的压强p₁；
(b)缸内气体的温度升高到多少°C时，活塞恰好会静止在气缸缸口AB处？

（2）如图所示，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体，活塞与容器壁间能无摩擦滑动，容器的横截面积为S，将整个装置放在大气压恒为p₀的空气中，开始时气体的温度为T₀，活塞与容器底的距离为h₀，当气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后再次平衡，求：

(a)外界空气的温度是多少？
(b)在此过程中的密闭气体的内能增加了多少？

如图所示，两端开口的U形玻璃管两边粗细不同，粗管横截面积是细管的2倍。管中装入水银，两管中水银面与管口距离均为，大气压强为。现将粗管管口封闭，然后将细管管口用一活塞封闭并将活塞缓慢推入管中，直到两管中水银面高度差达到为止。整个过程中气体温度保持不变，求：
①左端液面下降多少？     ②活塞下移的距离(结果保留两位有效数字)。

一圆柱形气缸，质量M为10 kg，总长度L为40 cm，内有一活塞，质量m为5 kg，截面积S为50 cm²，活塞与气缸壁间摩擦可忽略，但不漏气（不计气缸壁与活塞厚度），当外界大气压强p₀为1´10⁵ Pa，温度t₀为7°C时，如果用绳子系住活塞将气缸悬挂起来，如图所示，气缸内气体柱的高L₁为35 cm，
g取10 m/s²．求：

①此时气缸内气体的压强；
②当温度升高到多少摄氏度时，活塞与气缸将分离．

(6分)有两个体积相等的大的玻璃球形容器，用一根细玻璃管相连通，容器内封闭着温度为、压强为的理想气体．现设法使容器1的温度保持在，又使容器2的温度保持在，求经过足够长时间后容器内气体的压强．（不计容器的容积变化和细玻璃管的体积）

如图所示，有两个不计质量的活塞M、N将两部分理想气体封闭在绝热气缸内，温度均是27⁰C．M活塞是导热的，N活塞是绝热的，均可沿气缸无摩擦地滑动，已知活塞的横截面积均为S=2cm²，初始时M活塞相对于底部的高度为Ｈ=27cm，N活塞相对于底部的高度为h=18cm．现将一质量为m=400g的小物体放在M活塞的上表面上，活塞下降．已知大气压强为p₀=1.0×10⁵Pa,

①求下部分气体的压强多大；
②现通过加热丝对下部分气体进行缓慢加热，使下部分气体的温度变为127⁰C，求稳定后活塞M、N距离底部的高度．

(8分)如图所示，固定的竖直圆筒由上段细筒和下段粗筒组成，粗筒横截面积是细筒的4倍，细筒足够长，粗筒中A、B两轻质光滑活塞间封有空气，活塞A上方有水银。用外力向上托住活塞B，使之处于静止状态，活塞A上方的水银面与粗筒上端相平，水银深H=10cm，气柱长Ｌ=20cm，大气压强p₀=75cmHg。现使活塞B缓慢上移，直到水银的一半被推入细筒中。

求①筒内气体的压强；
②筒内气柱长度。

(6分)如图所示，导热良好的薄壁汽缸放在光滑水平面上，用横截面积为S=1.0×10^-2m²的光滑活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，活塞杆的另一端固定在墙上。外界大气压强P₀=1.0×l0⁵Pa。当环境温度为27^oC时，密闭气体的体积为2.0×10^-3 m³。

①当环境温度缓慢升高到87℃时，汽缸移动的距离是多少?
②在上述过程中封闭气体(填“吸热”或“放热”)，传递的热量(填“大于”或“小于”)气体对外界所做的功。

如图所示，在一端封闭的U形管中用水银柱封闭一段空气柱L，当空气柱的温度为27℃时，左管水银柱的长度，右管水银柱长度，气柱长度；当空气柱的温度变为127℃时，变为7cm．求：当时的大气压强和末状态空气柱的压强(单位用cmHg)．

若一个空的教室地面面积为15 m²，高3 m，该房间空气温度为27℃．（已知大气压P=l×10⁵Pa）
①则该房间的空气在标准状况下占的体积V=?
②设想该房间的空气从27℃等压降温到0℃，由W=p₀△V计算外界对这些空气做的功为多少?若同时这些空气放出热量5×10⁵J，求这些空气的内能变化了多少?

(9分）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=20cm²，S₂=10cm²，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为M=2kg的重物C连接，静止时气缸中的气体温度T₁=600K，气缸两部分的气柱长均为L，已知大气压强p₀=1×10⁵Pa，取g=10m/s²,缸内气体可看作理想气体。

①活塞静止时，求气缸内气体的压强；
②若降低气缸内气体的温度，当活塞A缓慢向右移动时，求气缸内气体的温度。