高中物理气体压强的微观意义试题

如图所示，导热良好的薄壁气缸放在水平面上，用横截面积为S＝1.0×10^－2m²的光滑薄活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞杆的另一端固定在墙上．此时活塞杆与墙刚好无挤压。外界大气压强p₀＝1.0×10⁵Pa。当环境温度为27℃时，密闭气体的体积为2.0×10^－3m³。

①若固定气缸在水平面上，当环境温度缓慢升高到57℃时，气体压强为多少？
②若气缸放在光滑水平面上不固定，当环境温度缓慢升高到57℃时，气缸移动了多少距离？
③保持②的条件不变下，对气缸施加水平作用力，使缸内气体体积缓慢地恢复到原来数值，这时气缸受到的水平作用力多大？

如图所示，U形管右管内径为左管内径的倍，管内水银在左管内封闭了一段长为26cm、温度为280K的空气柱，左右两管水银面高度差为36cm，大气压为 76 cmHg。

①现向右管缓慢补充水银，并保持左管内气体的温度不变，当左管空气柱长度变为20cm时，左管内气体的压强为多大？
②在①的目的达到后，停止补充水银，并给左管的气体加热，使管内气柱长度恢复到26cm，则左管内气体的温度为多少？

如图所示，一导热性能良好、内壁光滑的气缸竖直放置，在距气缸底部l=36cm处有一与气缸固定连接的卡环，活塞与气缸底部之间封闭了一定质量的气体．当气体的温度T₀=300K、大气压强p₀＝1.0×10⁵Pa时，活塞与气缸底部之间的距离l₀=30cm，不计活塞的质量和厚度．现对气缸加热，使活塞缓慢上升，求：

①活塞刚到卡环处时封闭气体的温度T₁．
②封闭气体温度升高到T₂=540K时的压强p₂．

一艘潜水艇位于水面下h=200m处，艇上有一个容积V₁=2m的钢筒，筒内贮有压强p₁=200p₀。的压缩空气，其中p₀为大气压，p₀="1xl0" Pa。已知海水的密度=lxl0kg/m，重力加速度g=l0，设海水的温度不变。有一个与海水相通的装满海水的水箱，现在通过细管道将钢筒中部分空气压入该水箱，再关闭管道，水箱中排出海水的体积为V₂=l0m，此时钢筒内剩余空气的压强为多少个大气压？

如图所示，导热性能良好的气缸放置在水平平台上，活塞质量为10kg，横截面积50cm²，厚度不计。当环境温度为27℃时，活塞封闭的气柱长10cm。若将气缸倒过来放置，活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通。g取10m／s²，不计活塞与气缸之间的摩擦，大气压强为P=1×10⁵Pa，气缸足够长。

①将气缸倒过来放置并稳定后，求此时气柱的长度；
②分析说明上述过程气体压强变化的微观原因。

如图，粗细均匀的弯曲玻璃管A.B两端开口，管内有一段水银柱，中管内水银面与管口A之间气体柱长度是40cm，右管内气体柱长度是39cm。先将管口B封闭，再将左管竖直插入水银槽中，设被封闭的气体为理想气体，整个过程温度不变，若稳定后中管内水银面与管口A之间气体柱长度是38cm，已知大气压强=76cmHg。求：

（1）左管的水银面与水银槽水银面的高度差；
（2）稳定后右管内气体的压强。

如图所示，一定质量的理想气体从状态A经等压过程到状态B。此过程中，气体压强p＝1.0×10⁵ Pa，吸收的热量Q＝7.0×10² J，求此过程中气体内能的增量。

如图所示，用轻质活塞在气缸内封闭一定质量理想气体，活塞与气缸壁间摩擦忽略不计，开始时活塞距气缸底高度h₁ =" 0.50" m。给气缸加热，活塞缓慢上升到距离气缸底h₂ =" 0.80" m处。上述过程中缸内气体吸收Q =" 450" J的热量。已知活塞横截面积S = 5.0×10^-3 m²，大气压强p₀ = 1.0×10⁵ Pa。

（1）此过程中缸内气体增加的内能ΔU为多少？
（2）此后，若保持气缸内气体温度不变，让活塞最终还要稳定在距气缸底高度h₁=0.50m处，需要在轻质活塞上放一个质量为多大的重物？

一圆柱形气缸，质量M为10 kg，总长度L为40 cm，内有一厚度不计的活塞，质量m为5 kg，截面积S为50 cm²，活塞与气缸壁间摩擦不计，但不漏气，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。

如图所示，足够长的圆柱形气缸竖直放置，其横截面积为S=lxl0^-3m²，气缸内有质量m=2kg的活塞，活塞与气缸壁封闭良好，不计摩擦。开始时活塞被销子K销于如图位置，离缸底L₁=12cm，此时气缸内被封闭气体的压强为P₁=1.5xl0⁵Pa，温度为T₁=300K。外界大气压为Po=l.0xl0⁵Pa，g=l0m/s²。

①现对密闭气体加热，当温度升到T₂=400K，其压强P₂多大？
②若在此时拔去销子K，活塞开始向上运动，当它最后静止在某一位置时，气缸内气体的温度降为
T₃=360K，则这时活塞离缸底的距离L₃为多少？
③保持气体温度为360K不变，让气缸和活塞一起在竖直方向作匀变速直线运动，为使活塞能停留在离缸底L₄=16cm处，则求气缸和活塞应作匀加速直线运动的加速度a大小及方向。

如图1所示，左端封闭、内径相同的U形细玻璃管竖直放置，左管中封闭有长为L=20cm的空气柱，两管水银面相平，水银柱足够长。已知大气压强为p₀=75cmHg。

i．若将装置翻转180^o，使U形细玻璃管竖直倒置（水银未溢出），如图2所示。当管中水银静止时，求左管中空气柱的长度；
ii．若将图1中的阀门S打开，缓慢流出部分水银，然后关闭阀门S，右管水银面下降了H=35cm，求左管水银面下降的高度。

把一个小烧瓶和一根弯成直角的均匀玻璃管用橡皮塞连成如图所示的装置。在玻璃管内引入一小段油柱，将一定质量的空气密封在容器内，被封空气的压强跟大气压强相等。如果不计大气压强的变化，利用此装置可以研究烧瓶内空气的体积随温度变化的关系。
（1）关于瓶内气体，下列说法正确的有________

A．温度升高时，瓶内气体体积增大，压强不变
B．温度升高时，瓶内气体分子的动能都增大
C．温度升高，瓶内气体分子单位时间碰撞到容器壁单位面积的次数增多
D．温度不太低，压强不太大时，可视为理想气体
（2）改变烧瓶内气体的温度，测出几组体积V与对应温度T的值，作出V—T图象如图所示。已知大气压强p₀＝1×10⁵Pa，则由状态a到状态b的过程中，气体对外做的功为________J。若此过程中气体吸收热量60J，则气体的内能增加了__________J。

（3）已知1mol任何气体在压强p₀＝1×10⁵Pa，温度t₀＝0℃时，体积约为V₀=22.4L。瓶内空气的平均摩尔质量M＝29g/mol，体积V₁=2.24L，温度为T₁=25⁰C。试估算瓶内空气的质量。

容器内装有1kg的氧气，开始时，氧气压强为1.0×10⁶Pa，温度为57℃，因为漏气，经过一段时间后，容器内氧气压强变为原来的，温度降为27℃，求漏掉多少千克氧气？

如图所示，两个绝热、光滑、不漏气的活塞A和B将气缸内的理想气体分隔成甲、乙两部分，气缸的横截面积为S =" 500" cm²。开始时，甲、乙两部分气体的压强均为1 atm（标准大气压）、温度均为27 ℃，甲的体积为V1 =" 20" L，乙的体积为V2 =" 10" L。现保持甲气体温度不变而使乙气体升温到127 ℃，若要使活塞B仍停在原位置，则活塞A应向右推多大距离?

如图所示，在两端封闭粗细均匀的竖直长管道内，用一可自由移动的活塞A封闭体积相等的两部分气体。开始时管道内气体温度都为T₀ =" 500" K，下部分气体的压强p₀=1．25×10⁵ Pa，活塞质量m = 0．25 kg，管道的内径横截面积S =1cm²。现保持管道下部分气体温度不变，上部分气体温度缓慢降至T，最终管道内上部分气体体积变为原来的，若不计活塞与管道壁间的摩擦，g =" 10" m/s²，求此时上部分气体的温度T。