高中物理气体压强的微观意义计算题

(9分)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．．求活塞的质量和物体A的体积．

如图，长L=100cm，粗细均匀的玻璃管一端封闭。水平放置时，长L₀=50cm的空气柱被水银封住，水银柱长h=30cm。将玻璃管缓慢地转到开口向下的竖直位置，然后竖直插入水银槽，插入后有Δh=15cm的水银柱进入玻璃管。设整个过程中温度始终保持不变，大气压强p₀=75cmHg。求：

(1)插入水银槽后管内气体的压强p；
(2)管口距水银槽液面的距离H。

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。

(9分)如图所示，在长为L＝57 cm的一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内，用4 cm高的水银柱封闭着51 cm长的理想气体，管内外气体的温度均为33 ℃。现将水银徐徐注入管中，直到水银面与管口相平，此时管中气体的压强为多少？接着缓慢对玻璃管加热升温至多少时，管中刚好只剩4 cm高的水银柱？(大气压强p₀＝76 cmHg)

如图所示，一直立气缸由两个横截面积不同的圆筒连接而成，活塞A.B间封闭有一定质量的理想气体，A的上方和B的下方分别与大气相通。两活塞用长为L=30cm的不可伸长的细线相连，可在缸内无摩擦地上下滑动。当缸内封闭气体的温度为T₁=300K时，活塞A.B的平衡位置如图所示。已知活塞A.B的质量均为m=1.0kg，横截面积分别为S_A=20cm²、S_B=10cm²，大气压强为P₀=1.0×10⁵Pa，重力加速度为g=10m/s²。

（i）活塞A.B在图示位置时，求缸内封闭气体的压强；
（ii）现对缸内封闭气体缓慢加热，为使气缸不漏气，求缸内封闭气体的最高温度。

如图所示，A气缸截面积为500 cm²，A.B两个气缸中装有体积均为10 L、压强均为1 atm、温度均为27 ℃的理想气体，中间用细管连接．细管中有一绝热活塞M，细管容积不计．现给左面的活塞N施加一个推力，使其缓慢向右移动，同时给B中气体加热，使此过程中A气缸中的气体温度保持不变，活塞M保持在原位置不动．不计活塞与器壁间的摩擦，周围大气压强为1 atm＝10⁵ Pa，当推力F＝×10³ N时，求：

①活塞N向右移动的距离是多少？
②B气缸中的气体升温到多少？

如图所示，两端开口的U形玻璃管两边粗细不同，粗管B的横截面积是细管A的3倍.两管中水银面与管口距离均为8cm，大气压强为P₀=75cmHg．现将两管口均封闭，保持B内气体温度不变，使A内封闭气体的温度从t=27℃开始缓慢升高，直至两管中水银面高度差为8 cm，求使A内气体应升高到的温度。

如图，一根粗细均匀的细玻璃管开口朝上竖直防止，玻璃管中有一段长为h = 24cm的水银柱封闭了一段长为x₀ = 23cm的空气柱，系统初始温度为T₀ = 200K，外界大气压恒定不变为P₀ = 76cmHg．现将玻璃管开口封闭，将系统温度升至T = 400K，结果发现管中水银柱上升了2cm，若空气可以看作理想气体，试求：

i. 升温后玻璃管内封闭的上下两部分空气的压强分别为多少cmHg？
ii. 玻璃管总长为多少？

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。开始时气体的温度为T₀，活塞与容器底的距离为h₀。现将整个装置放在大气压恒为p₀的空气中，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：

①外界空气的温度是多少？
②在此过程中的密闭气体的内能增加了多少？

一定质量的理想气体被活塞封闭在气缸内，活塞质量为m、横截面积为S，可沿气缸壁无摩擦滑动并保持良好的气密性，整个装置与外界绝热，初始时封闭气体的温度为T₁，活塞距离气缸底部的高度为H，大气压强为P_o。现用一电热丝对气体缓慢加热，若此过程中电热丝传递给气体的热量为Q，活塞上升的高度为，求：

Ⅰ.此时气体的温度；
Ⅱ.气体内能的增加量。

如图所示，气缸放置在水平平台上，活塞质量为10 kg，横截面积为50 cm²，厚度为1 cm，气缸全长为21 cm，大气压强为1×10⁵ Pa，当温度为7 ℃时，活塞封闭的气柱长10 cm，若将气缸倒过来放置时，活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通．(g取10 m/s²，不计活塞与气缸之间的摩擦，计算结果保留三位有效数字)

①将气缸倒过来放置，若温度上升到27 ℃，求此时气柱的长度．
②汽缸倒过来放置后，若逐渐升高温度，发现活塞刚好接触平台，求此时气体的温度．

拔火罐是一种中医疗法，为了探究火罐的吸力，某人设计了如下图实验，圆柱状气缸（横截面积为S）被固定在铁架台上，轻质活塞通过细线与重物m相连，将一团燃烧的轻质酒精棉球从缸底的开关K处扔到气缸内，酒精棉球熄灭时，（设此缸内温度为t℃）密封开光K，此时活塞下的细线刚好拉直且拉力为零，而这时活塞距缸底为L，由于气缸传热良好，重物被吸起，最后重物稳定在距地面处，已知环境温度为27℃不变，与大气压强相当，气缸内的气体可看做理想气体，求t值，

如图所示，一圆柱形绝热气缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞的质量为m，横截面积为S，与容器底部相距h，现通过电热丝缓慢加热气体，当气体的温度为时活塞上升了h，已知大气压强为，重力加速度为g，不计活塞与气缸间的摩擦，

①求温度为时气体的压强；
②现停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加沙粒，当添加沙粒的质量时，活塞恰好好回到原来位置，求此时气体的温度。

[物理——选修3-3]
（1）下列说法正确的是         。（填正确答案标号，选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分，每选错1个扣3分，最低得分0分）

A．理想气体等温膨胀时，内能不变

B．扩散现象表明分子在永不停息地运动

C．分子热运动加剧，则物体内每个分子的动能都变大

D．在绝热过程中，外界对物体做功，物体的内能一定增加

E．布朗运动反映了悬浮颗粒内部的分子在不停地做无规则热运
（2）(9分)如图所示，开口向上竖直放置的内壁光滑气缸，其侧壁是绝热的，底部导热，内有两个质量均为的密闭活塞，活塞导热，活塞绝热，将缸内理想气体分成Ⅰ、Ⅱ两部分。初状态整个装置静止不动处于平衡，Ⅰ、Ⅱ两部分气体的长度均为，温度为。设外界大气压强为保持不变，活塞横截面积为，且，环境温度保持不变。求：

在活塞 上逐渐添加铁砂，当铁砂质量等于，两活塞在某位置重新处于平衡，活塞下降的高度；
‚现只对Ⅱ气体缓慢加热，使活塞回到初始位置．此时Ⅱ气体的温度。

如图所示，A、B气缸的长度均为60cm，截面积均为40cm²，C是可在气缸内无摩擦滑动的、体积不计的活塞，D为阀门。整个装置均由导热材料制成。原来阀门关闭，A内有压强P_A=2.4×10⁵Pa的氧气．B内有压强P_B=1．2×10⁵Pa的氢气。阀门打开后，活塞C向右移动，最后达到平衡．求：

Ⅰ．活塞C移动的距离及平衡后B中气体的压强；
Ⅱ．活塞C移动过程中B中气体是吸热还是放热（简要说明理由）。
（假定氧气和氢气均视为理想气体，连接气缸的管道体积可忽略）