1氣體等溫變化2013

1、氣體等溫變化1. 水銀氣壓計中混入了氣泡，上升到水銀柱的上方，當實際壓強相當于76.8 cmHg時，壓強計的讀數(shù)為75 cm，此時管中水銀面到管頂?shù)木嚯x為80 mm，當這個氣壓計的讀數(shù)為 74 cm時，實際的大氣壓是多少？解析：水銀氣壓計上端混入的氣體壓強等于大氣壓強減去水銀柱的壓強設(shè)氣壓計的橫截面積為 S cm2初狀態(tài)：Pi=Po-Ph=l.8 cmHg Vi=8S cm2末狀態(tài)：P2=Po -Ph' (Po-74) cmHg V2=9S cm3由玻意耳定律：P1V1 = P2V2解得實際的大氣壓是 P。 =75.6 cmHg答案：75.6 cmHg2. 粗細均勻的玻璃管，一端封閉，

2、長為12 cm.一個人手持玻璃管開口向下潛入水中，當潛到某深度時，看到水進入玻璃管2 cm,求潛入水中的深度.(大氣壓強P0=1.0 X05 Pa, g=10 m/s2)3噴霧器內(nèi)有10L水，上部封閉有l(wèi)atm的空氣2L。關(guān)閉噴霧閥門，用打氣筒向噴 霧器內(nèi)再充入1atm的空氣3L (設(shè)外界環(huán)境溫度一定，空氣可看作理想氣體) 。(1) 當水面上方氣體溫度與外界沮度相等時，求氣體壓強，并從徽觀上解釋氣體 壓強變化的原因。(2) 打開噴霧閥門，噴霧過程中封閉氣體可以看成等溫膨脹，此過程氣體是吸熱 還是放熱？簡要說明理由。h/4。再取可沿氣缸無摩擦地滑4 一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在可導熱的氣缸內(nèi)，

3、活塞相對于底部的高度為 動。取一小盒沙子緩慢地倒在活塞的上表面上。沙子倒完時，活塞下降了 相同質(zhì)量的一小盒沙子緩慢地倒在活塞的上表面上。外界天氣的壓強和溫度始終保 持不變，求此次沙子倒完時活塞距氣缸底部的高5. 圓筒形汽缸靜置于地面上，如圖8-2-12所示.汽缸的質(zhì)量為 M ,活塞(連同手柄)的質(zhì)量為m,汽缸內(nèi)的橫截面積為 S,大氣壓強為P0,平衡時汽缸的容積為 V.現(xiàn)用手握住手柄緩慢向上提, 設(shè)汽缸足夠長，在整個上提過程中氣體溫度保持不變，并不計汽缸內(nèi)氣體的質(zhì)量及活塞與汽缸壁間的摩擦，求將汽缸剛提離地面時活塞上升的距離k=600 N/m的彈簧與氣6. 如圖所示，豎直放置的氣缸內(nèi)盛有氣體，上面

4、被一活塞蓋住，活塞通過勁度系數(shù)缸相連接，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài).已知此時外界大氣壓強p0=1.00 X05 N/m2,活塞到缸底的距離1=0.500 m,缸內(nèi)橫截面積 S=1.00X10-2 m2.今在等溫條件下將活塞緩慢上提到距缸底為21處，此時提力為F=500 N.彈簧的原長10應(yīng)為多少？若提力為 F=700 N，彈簧的原長Io又應(yīng)為多長？（不計摩擦及活塞和彈簧的質(zhì)量，并假定在整個過程中，氣缸不漏氣，彈簧都遵從胡克定律）（注意開始彈簧狀態(tài)未可知）7如圖2所示，一開口汽缸內(nèi)盛有密度為p的某種液體；一長為I的粗細均勻的小瓶底朝上漂浮在液體中，平衡時小瓶露出液面的部分和進入小瓶中液柱的長度均為I/4.

5、現(xiàn)用活塞將汽缸封閉（圖中未畫出），使活塞緩慢向下運動，各部分氣體的溫度均保持不變當小瓶 的底部恰好與液面相平時，進入小瓶中的液柱長度為I/2，求此時汽缸內(nèi)氣體的壓強大氣壓強為po,重力加速度為 g.7 如圖所示，一端封閉、粗細均勻的薄壁玻璃管開口向下，豎直插在裝有水銀的水銀槽內(nèi)，管內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的空氣，水銀槽的截面積上下相同，是玻璃管截面積的5倍開始時管內(nèi)空氣柱長度為6 cm，管內(nèi)外水銀面高度差為 50 cm.將玻璃管沿豎直方向緩慢上移（管口未離開槽中水銀），使管內(nèi)、外水銀面高度差變成60 cm.（大氣壓強相當于75 cmHg）求：此時管內(nèi)空氣柱的長度.（2）水銀槽內(nèi)水銀面下降的高度.8.圖

6、8-1-9中豎直圓筒是固定不動的，粗筒橫截面積是細筒的4倍，細筒足夠長，粗筒中 A、B兩輕質(zhì)活塞封閉有空氣，氣柱長 L=20 cm，活塞A上方的水銀深H=10 cm，兩活塞與筒壁間的摩擦不計，用外力向上 托住活塞B,使之處于平衡狀態(tài)，水銀面與粗筒上端水平.現(xiàn)使活塞B緩慢上移，直至水銀的一半被推入細筒中，求活塞B上移的距離.設(shè)在整個過程中氣柱的溫度不變，大氣壓強P0相當于75 cm高的水銀柱產(chǎn)生的壓強.= H圖 8-1-99. （8分）如右圖所示是用導熱性能良好的材料制成的氣體實驗裝置，開始時封閉的空氣柱長度為22 cm,現(xiàn)用豎直向下的外力F壓縮氣體，使封閉的空氣柱長度變?yōu)? cm,人對活塞做功

7、100 J,大氣壓強為p0=1.0 X 105 Pa,不計活塞的重力.問：（1）若用足夠長的時間緩慢壓縮，求壓縮后氣體的壓強有多大？(2)若以適當?shù)乃俣葔嚎s氣體時, =1 cm2)向外散失的熱量為20 J,則氣體的內(nèi)能增加多少?(活塞的橫截面積S10如圖所示，放置在水平地面上一個高為40cm、質(zhì)量為35kg的金屬容器內(nèi)密閉一些空氣，容器側(cè)壁正中央有一閥門，閥門細管直徑不計活塞質(zhì)量為10kg，橫截面積為60cm2.現(xiàn)打開閥門，讓活塞下降直至靜止.不計摩擦，不考慮氣體溫度的變化，大氣壓強為1.0 >105Pa .活塞經(jīng)過細管時加速度恰為g.求：(1)活塞靜止時距容器底部的高度；(2)活塞靜止

8、后關(guān)閉閥門，對活塞施加豎直向上的拉力，是否能將金屬容器緩緩提離地面？(通過計 算說明)10如圖所示，一個粗細均勻的圓筒.B端用塞子塞住,A端可用一無摩擦滑動的活塞封閉，筒壁C處有一小孔小孔距B端25cm.現(xiàn)向B端緩慢移動活塞，若大氣壓強為1.0 >105Pa筒內(nèi)壁的 橫截面積為1.2cm2,塞子與筒壁間的最大靜摩擦力為 18N,溫度保持不變.要使 塞子不會被頂出，活塞推到離B端的距離不得小于多少？答案:10cm11. (12分)如圖，粗細均勻的彎曲玻璃管A、B兩端開口，管內(nèi)有一段水銀柱，右管內(nèi)氣體柱長為39cm，中管內(nèi)水銀面與管口 A之間氣體柱長為 40cm。先將口 B封閉，再將左管豎直

9、插入水銀 槽中，設(shè)整個過程溫度不變，穩(wěn)定后右管內(nèi)水銀面比中管內(nèi)水銀面高2cm，求：(1) 穩(wěn)定后右管內(nèi)的氣體壓強p;(2) 左管A端插入水銀槽的深度 h。(大氣壓強p°= 76cmHg )12. 如圖19-3，氣缸由兩個截面不同的圓筒連接而成，活塞A、B被輕質(zhì)剛性細桿連接在一起，可無摩擦移動，A、B的質(zhì)量分別為mA 12kg , mB 8.0kg , SA4.0 10 2m2 ,橫截面積分別為Sb 2.0 10 2m2，一定質(zhì)量的理想氣體被封閉在兩活塞之間，活塞外側(cè)大氣壓強P0 1.0 105Pa。(l )氣缸水平放置達到如圖19-3甲所示的平衡狀態(tài)，求氣體的壓強。.(2)已知此時氣

10、體的體積 V 2.0 10 2m3?，F(xiàn)保持溫度不變，將氣缸豎直放置，達到平衡后如圖 19- 3乙所示。與圖19-3甲相比，活塞在氣缸內(nèi)移1 丁動的距離I為多少？取重力加速度 g 10m/s2。'ZZJLJ13. （2012上海卷）.（12分）如圖，長L = 100cm，粗細均勻的玻璃管一端封閉。水平放置時，長Lo= 50cm的空氣柱被水銀柱封住，水銀柱長h = 30cm。將玻璃管緩慢地轉(zhuǎn)到開口向下和豎直位置，然后豎直插入水銀槽，插入后有h= 15cm的水銀柱進入I玻璃管。設(shè)整個過程中溫度始終保持不變，大氣壓強p°= 75cmHg。求：（1） 插入水銀槽后管內(nèi)氣體的壓強p；（2

11、） 管口距水銀槽液面的距離 H。打氣1汽車輪胎的容積是 2.5 X0-2 m3，輪胎原有1 atm的空氣，向輪胎內(nèi)打氣，直到壓強增加到8 atm為止，應(yīng)向輪胎里 打進1 atm的多少體積的空氣？（溫度不變）2.只輪胎容積為10 L,內(nèi)裝1.5 atm的空氣.現(xiàn)用打氣筒給它打氣.已知氣筒的容積為 V=1 L ,要使胎內(nèi)氣 體壓強達到2.5 atm，應(yīng)至少打多少次氣，（設(shè)打氣過程中輪胎容積及氣體溫度維持不變）（）A.8 次B.10 次C.12 次D.15 次打氣前后胎內(nèi)氣體體積分別折合成大氣壓下氣體體積3用打氣筒給自行車打氣，設(shè)每打一次可打入壓強為一個大氣壓的空氣125cm3。自行車內(nèi)胎的容積為

12、2.0L ,假設(shè)胎內(nèi)原來沒有空氣，那么打了40次后胎內(nèi)空氣壓強為多少？（設(shè)打氣過程中氣體的溫度不變）4. 活塞式氣泵是利用氣體體積膨脹來降低氣體壓強的.已知某貯氣筒的容積為 V,氣泵每抽一次，抽出的氣體體積為V =V/2設(shè)抽氣過程中溫度不變，貯氣筒內(nèi)原來氣體的壓強為 P0,則對它抽氣三次后，貯氣筒內(nèi)氣體壓 強變?yōu)槎嗌伲?、 用打氣筒給自行車內(nèi)胎打氣，一次可打入溫度為270C、壓強為105Pa的空氣400cm3。如果車胎與地面 接觸時自行車內(nèi)胎的容積為 1600cm3，接觸面積為20cm2,要使它在37°c時能負重820N，應(yīng)打氣幾下？（沒打氣前車胎內(nèi)少量的氣體可忽略）5、 一個容積是

13、20L的充滿氧氣的大鋼瓶，瓶內(nèi)氧氣壓強達1.013X 107Pa。要把這些氧氣分裝到4個容積是5L的小鋼瓶中去，分裝時小鋼瓶依次分裝，分裝后各小鋼瓶內(nèi)壓強不等，分裝時的漏氣和溫度變化忽略不計。求分裝后大鋼瓶內(nèi)氧氣的壓強。（小鋼瓶內(nèi)原來是真空，分裝時小鋼瓶依次分裝，分裝后各小鋼瓶內(nèi)壓強不等）6.噴霧器內(nèi)有10L水，上部封閉有l(wèi)atm的空氣2L。關(guān)閉噴霧閥門，用打氣筒向11噴霧器內(nèi)再充入1atm的空氣3L （設(shè)外界環(huán)境溫度一定，空氣可看作理想氣體）。打（1）當水面上方氣體溫度與外界沮度相等時，求氣體壓強，并從徽觀上解釋 氣體壓強變化的原因。:»五 |.（2）打開噴霧閥門，噴霧過程中封閉氣

14、體可以看成等溫膨脹，此過程氣體是J4 IT1調(diào)吸熱還是放熱？簡要說明理由。7農(nóng)村中常用來噴灑農(nóng)藥的壓縮噴霧器的結(jié)構(gòu)如圖1所示，A的總?cè)莘e為 7. 5L,裝入藥液后，藥液上方體積為1 . 5L,關(guān)閉閥門S,用打氣筒 B每次打進latm的空氣2 5 0 cm(1) 要使藥液上方氣體的壓強為4atm，打氣筒活塞應(yīng)打幾次？(2) 當A中有4atm的空氣后，打開S可噴射藥液，直到不能噴射時，噴霧器剩余多少 體積的藥液？(假設(shè)空氣為理想氣體)15L,裝入藥液后，封閉在藥8如圖所示，噴灑農(nóng)藥用的某種噴霧器，其藥液桶的總?cè)莘e為液上方的空氣體積為 1.5 L,打氣簡活塞每次可以打進 1 atm、250cm3的空

15、氣，若要使 氣體壓強增大到 6atm，應(yīng)打氣多少次？如果壓強達到 6 atm時停止打氣，并開始向外 噴藥，那么當噴霧器不能再向外噴藥時，筒內(nèi)剩下的藥液還有多少？7. N=30 次 V '6LPo的同類氣體，現(xiàn)在使活塞向左移8在密封的圓桶形容器中，有一活塞，活塞兩側(cè)裝有體積相同、壓強為1動，保持溫度不變，當活塞左方的氣體體積變?yōu)樵瓉淼膩A時，活塞兩側(cè)的氣體的壓強差為()242A.0B. PoC.PoD. P)33答案1.水銀氣壓計中混入了氣泡，上升到水銀柱的上方，當實際壓強相當于76.8 cmHg時，壓強計的讀數(shù)為75 cm,此時管中水銀面到管頂?shù)木嚯x為80 mm,當這個氣壓計的讀數(shù)為 7

16、4 cm時，實際的大氣壓是多少？解析：水銀氣壓計上端混入的氣體壓強等于大氣壓強減去水銀柱的壓強設(shè)氣壓計的橫截面積為S cm2初狀態(tài)：P1=p°-Ph=1.8 cmHg V1=8S cm2末狀態(tài)：P2=P0 -Ph' (=0-74) cmHg V2=9S cm3由玻意耳定律：P1V1 = P2V2解得實際的大氣壓是 P。 =75.6 cmHg答案：75.6 cmHg2粗細均勻的玻璃管，一端封閉，長為12 cm.一個人手持玻璃管開口向下潛入水中，當潛到某深度時，看到水進入玻璃管2 cm,求潛入水中的深度.(大氣壓強P0=1.0 X05 Pa, g=10 m/s2)解析：以玻璃管中

17、的封閉氣體為研究對象設(shè)玻璃管橫截面積為 S cm2在水面時：P1=1.0 M05 Pa V1=12S cm3在水下時：P2=P0+ p gh V2=(12-2)S=10S cm 3由玻意耳定律 P1V1 =P2V 2代入數(shù)據(jù)1.0 X05X12S=(1.0 105+1.0 M03X10h) M0S解得：h=2 m即：人潛入水中的深度為2 m恫水口3噴霧器內(nèi)有10L水，上部封閉有l(wèi)atm的空氣2L。關(guān)閉噴霧閥門，用打氣筒向噴 霧器內(nèi)再充入1atm的空氣3L (設(shè)外界環(huán)境溫度一定，空氣可看作理想氣體)。(1) 當水面上方氣體溫度與外界沮度相等時，求氣體壓強，并從徽觀上解釋氣體 壓強變化的原因。(2

18、) 打開噴霧閥門，噴霧過程中封閉氣體可以看成等溫膨脹，此過程氣體是吸熱還是放熱？簡要說明理由。解析：（I ）設(shè)氣體初態(tài)壓強為Pi，體積為V ；末態(tài)壓強為P2，體積為V2，由玻意耳定律pMP2V2代人數(shù)據(jù)得P2 2.5atm微觀解釋：沮度不變，分子平均動能不變，單位體積內(nèi)分子數(shù)增加，所以壓強增加。（2 ）吸熱。氣體對外做功而內(nèi)能不變根據(jù)熱力學第一定律可知氣體吸熱。h4h，可沿氣缸無摩擦地滑4 一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在可導熱的氣缸內(nèi)，活塞相對于底部的高度為動。取一小盒沙子緩慢地倒在活塞的上表面上。沙子倒完時，活塞下降了h/4。再取相同質(zhì)量的一小盒沙子緩慢地倒在活塞的上表面上。外界天氣的壓強和

19、溫度始終保 持不變，求此次沙子倒完時活塞距氣缸底部的高解析：設(shè)大氣和活塞對氣體的總壓強為po,加一小盒沙子對氣體產(chǎn)生的壓強為p,由玻馬定律得1Poh (Po p)(h h)4由式得1PPo3再加一小盒沙子后，氣體的壓強變?yōu)閜o+2p。設(shè)第二次加沙子后，活塞的高度為h'Poh (Po 2p)h聯(lián)立式解得h' =3h本題考查玻馬定律，對氣體作為研究對象，分第一次加小盒沙子和第二次加沙子兩次列玻馬定律方程求解。5圓筒形汽缸靜置于地面上，如圖8-2-12所示汽缸的質(zhì)量為 M，活塞（連同手柄）的質(zhì)量為 m，汽缸內(nèi)的橫截面積為S，大氣壓強為po,平衡時汽缸的容積為 V.現(xiàn)用手握住手柄緩慢向

20、上提，設(shè)汽缸足夠長，在 整個上提過程中氣體溫度保持不變，并不計汽缸內(nèi)氣體的質(zhì)量及活塞與汽缸壁間的摩擦，求將汽缸剛提離 地面時活塞上升的距離解析：設(shè)開始狀態(tài)汽缸內(nèi)氣體的壓強為Pi,汽缸剛要離開地面時缸內(nèi)氣體壓強為P2，體積為V2,開始時,活塞受到重力 mg、大氣壓力poS和缸內(nèi)氣體的壓力 piS而達到平衡，根據(jù)平衡條件得：piS=poS+mg二 Pi=po+mg/S當汽缸剛要離開地面時，汽缸體受到重力Mg、外面大氣壓力poS和缸內(nèi)氣體壓強的壓力 p2S作用而平衡則 P2S+Mg=p oS二 P2=po-Mg/S由于初、末狀態(tài)的變化過程中，缸內(nèi)氣體的質(zhì)量和溫度都保持不變，遵守玻意耳定律根據(jù)玻意耳定

21、律有:P1 V=P2V2即（po+ mg/S）V= （ po-Mg/S）V2.V2p0S mgvP0S Mg活塞上升的距離為 L V2 V(Mm)gVS(p0SMg)S答案：(M m)gV -(p0S Mg )S6如圖所示，豎直放置的氣缸內(nèi)盛有氣體，上面被一活塞蓋住，活塞通過勁度系數(shù)k=600 N/m的彈簧與氣缸相連接，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)已知此時外界大氣壓強po=1.OO XO5 N/m2,活塞到缸底的距離1=0.500 m,缸內(nèi)橫截面積 S=1.00X10-2 m2.今在等溫條件下將活塞緩慢上提到距缸底為 21處，此時提力為 F=500 N.彈簧的原長lo應(yīng)為多少？若提力為F=700 N，彈簧

22、的原長lo又應(yīng)為多長？（不計摩擦及活塞和彈簧的質(zhì)量，并假定在整個過程中，氣缸不漏氣，彈簧 都遵從胡克定律）（注意開始彈簧狀態(tài)未可知） 解析：活塞受力平衡，封閉氣體做等溫變化，利用玻意耳定律和平衡知識進行計算解法一：設(shè)彈簧的原長為1°,氣體原來的壓強為 p,后來為p',則由玻意耳定律可得pl=p '21得 p' S=0S+k （|-|0在后來狀態(tài)下，活塞受力如圖所示，由力學平衡可得p' S+F=0S+k (21-10)由聯(lián)立解得2F kl 金p=S由式得S /10=1+（ P0-pk當F=500 N時，由式得p=0.4p0，再代入式得10=1.50 m.

23、可見在整個過程中彈簧始終處于壓縮狀態(tài) 當F=700 N時，由式得p=0.8p0，再代入式得10=0.833 m.可見在整個過程中彈簧始終處于壓縮狀態(tài), 當活塞提高到距缸底距離超過 b=0.833 m后，彈簧被拉伸.正確求出10的兩個結(jié)果.解法二：設(shè)開始時彈簧的壓縮量為x （若得出x為負值，則表示開始時彈簧被拉長），原長為10依題意得方程：poS=pS+kx poS=p' -k (lo-2x) +F p' S (2o-x) =pS (lo-x lo=l+x 由式聯(lián)立，解得x=PoS 2F 2kl k當F=500 N時，代入式，得x=1.00 m， lo=1.50 m當F=700

24、N時，代入式，得x=0.333 m， lo=O.833 m.7. 如圖2所示，一開口汽缸內(nèi)盛有密度為p的某種液體；一長為I的粗細均勻的小瓶底朝上漂浮在液體中，平衡時小瓶露出液面的部分和進入小瓶中液柱的長度均為1/4.現(xiàn)用活塞將汽缸封閉(圖中未畫出)，使活塞緩慢向下運動，各部分氣體的溫度均保持不變當小瓶 的底部恰好與液面相平時，進入小瓶中的液柱長度為l/2，求此時汽缸內(nèi)氣體的壓強大氣壓強為po,重力加速度為 g.例 又有pi=p3+1 p g 聯(lián)立式，得p3= |po+Jpgl 7 如圖所示，一端封閉、粗細均勻的薄壁玻璃管開口向下，豎直插在裝有水銀的水銀槽內(nèi)，管內(nèi)封閉有 一定質(zhì)量的空氣，水銀槽的

25、截面積上下相同，是玻璃管截面積的5倍開始時管內(nèi)空氣柱長度為 cm，管內(nèi)外水銀面高度差為 50 cm.將玻璃管沿豎直方向緩慢上移(管口未離開槽中水銀)，使管內(nèi)、外水銀面高度差變成 60 cm.(大氣壓強相當于75 cmHg)求：(1) 此時管內(nèi)空氣柱的長度.(2) 水銀槽內(nèi)水銀面下降的高度.解析：(1)玻璃管內(nèi)空氣做等溫變化，則有(po p gH)li= (po- p g|i)li |po+ F解析 設(shè)當小瓶內(nèi)氣體的長度為3時，壓強為pi；當小瓶的底部恰好與液面相平時，瓶內(nèi)氣體的壓強1為pi,汽缸內(nèi)氣體的壓強為p3.依題意知pi= po+ I p g3li由玻意耳定律得piS= pi(l - |

26、l)S式中S為小瓶的橫截面積聯(lián)立 兩式，得31p|= 2(po+1 p即 12= (po p gh)li/(po p gH代入數(shù)據(jù)得l2= 0.10 m.(2)設(shè)水銀槽內(nèi)水銀面下降'卜水銀體積不變 Si AH= S2Ax即 A= S(H2 Hi)/S2代入數(shù)據(jù)得Ax 0.02 m.答案：(1)0.10 m (2)0.02 m8圖8-1-9中豎直圓筒是固定不動的，粗筒橫截面積是細筒的4倍，細筒足夠長，粗筒中 A、B兩輕質(zhì)活塞封閉有空氣，氣柱長 L=20 cm，活塞A上方的水銀深H=10 cm，兩活塞與筒壁間的摩擦不計，用外力向上 托住活塞B,使之處于平衡狀態(tài)，水銀面與粗筒上端水平現(xiàn)使活塞

27、B緩慢上移，直至水銀的一半被推入細筒中，求活塞B上移的距離設(shè)在整個過程中氣柱的溫度不變，大氣壓強Po相當于75 cm高的水銀柱產(chǎn)生的壓強./氣體圖 8-1-9解析：以封閉氣體為研究對象，設(shè)活塞橫截面積為S cm2，活塞B向上移動x cm，因粗筒橫截面積是細筒H h的4倍，所以活塞移動后水銀柱豎直高度為：H= H H 總=25 cm2 2活塞移動前：P1=(75+10) cmHg=85 cmHgV1=LS=20S cm 3活塞移動后:P2=(75+25) cmHg=100 cmHgV2=(20+5-x)S cm 2=(25-x)S cm3由玻意耳定律得:P1V1=P2V2代入數(shù)據(jù)解得x=8 cm

28、答案:8 cm9. (8分)如右圖所示是用導熱性能良好的材料制成的氣體實驗裝置，開始時封閉的空氣柱長度為22 cm,現(xiàn)用豎直向下的外力F壓縮氣體，使封閉的空氣柱長度變?yōu)? cm,人對活塞做功100 J,大氣壓強為p0=1.0 X 105 Pa,不計活塞的重力.問：(1)若用足夠長的時間緩慢壓縮，求壓縮后氣體的壓強有多大？若以適當?shù)乃俣葔嚎s氣體時，向外散失的熱量為20 J，則氣體的內(nèi)能增加多少？(活塞的橫截面積 S= 1 cm2)【解析】(1)設(shè)壓縮后氣體的壓強為 p,活塞的橫截面積為 S, l0= 22 cm , l = 2 cm,V0= I0S, V = IS.緩慢壓縮，氣體溫度不變，由玻意

29、耳定律得：p0V0= pV解得 p= 1.1 X 106 Pa.大氣壓力對活塞做功W1 = p0S(l0 l) = 2 J人做功W2= 100 J,由熱力學第一定律:AU = W1 + W2 Q代入數(shù)據(jù)，解得：AU = 82 J.6【答案】(1)1.1 X 10 Pa (2)82 J10如圖所示，一個粗細均勻的圓筒.B端用塞子塞住,A端可用一無摩擦滑動的活塞 封閉，筒壁C處有一小孔，小孔距B端25cm.現(xiàn)向B端緩慢移動活塞，若大氣壓強為 1.0 X05Pa,筒內(nèi)壁的橫截面積為1.2cm2,塞子與筒壁間的最大靜摩擦力為18N,溫度保持不變要使塞子不會被頂出，活塞推到離B端的距離不得小于多少 ？答

30、案:10cm10如圖所示，放置在水平地面上一個高為 40cm、質(zhì)量為35kg的金屬容器內(nèi)密閉一些空氣，容器側(cè)壁正中央有一閥門，閥門細管直徑不計活塞質(zhì)量為10kg，橫截面積為60cm2.現(xiàn)打開閥門，讓活塞下降直至靜止.不計摩擦，不考慮氣體溫度的變 化，大氣壓強為1.0 >105Pa .活塞經(jīng)過細管時加速度恰為g.求：(1)活塞靜止時距容器底部的高度；(2)活塞靜止后關(guān)閉閥門，對活塞施加豎直向上的拉力，是否能將金屬容器緩緩提離地面？(通過計 算說明)11. (12分)如圖，粗細均勻的彎曲玻璃管A、B兩端開口，管內(nèi)有一段水銀柱，右管內(nèi)氣體柱長為39cm，中管內(nèi)水銀面與管口 A之間氣體柱長為 4

31、0cm。先將口 B封閉，再將左管豎直插入水銀 槽中，設(shè)整個過程溫度不變，穩(wěn)定后右管內(nèi)水銀面比中管內(nèi)水銀面高2cm，求：(1)穩(wěn)定后右管內(nèi)的氣體壓強p;(2)左管A端插入水銀槽的深度 h。(大氣壓強p0= 76cmHg )解析：(1)插入水銀槽后右管內(nèi)氣體：由玻意耳定律得：p°|0S= p (|0 h/2) S,所以 p = 78cmHg ;(2)插入水銀槽后左管壓強：p'= p+ g h= 80cmHg，左管內(nèi)外水銀面高度差p p0h1 = 4cm,中、左管內(nèi)氣體 p0l = p'l', l' = 38cm ,g左管插入水銀槽深度 h = l + h/

32、2 I'+ m = 7cm。dlA12. 如圖19 3,氣缸由兩個截面不同的圓筒連接而成，活塞A、B被輕質(zhì)剛性細桿連接在一起，可無摩擦移動，A、B的質(zhì)量分別為 mA 12kg, mB 8.0kg , SA 4.0 10 2m2,橫截面積分別225為Sb 2.0 10 m，一定質(zhì)量的理想氣體被封閉在兩活塞之間，活塞外側(cè)大氣壓強P。 1.0 10 Pa。(l )氣缸水平放置達到如圖19 3甲所示的平衡狀態(tài)，求氣體的壓強。(2)已知此時氣體的體積 V 2.0 10 2m3。現(xiàn)保持溫度不變，將氣缸豎直 放置，達到平衡后如圖 19 3乙所示。與圖19 3甲相比，活塞在氣缸內(nèi)移 動的距離I為多少？

33、取重力加速度 g 10m/s2。(1)氣缸處于圖1位置時，設(shè)氣缸內(nèi)氣體壓強為P1，對于活塞和桿，力的平衡條件為 PoSA+P1SB=P1SA+PoSB 5甲i19-3解得P1=F0=1. 0> 10 Pa (2)氣缸處于圖2位置時，設(shè)氣缸內(nèi)氣體壓強為 P2,對于活塞和桿，力的平衡條件為 PoSA+PSB+(mA+mBg=PSA+PoSB設(shè)V2為氣缸處于圖2位置時缸內(nèi)氣體的體積，由玻意耳定律可得：PZ=P2V2由幾何關(guān)系可得：V-V2=l(SA-SB)2由以上各式解得：1=9 . 1X 10 m 13. (2012上海卷).(12分)如圖，長L = 100cm，粗細均勻的玻璃管一端封閉。水

34、平放置時，長Lo= 50cm的空氣柱被水銀柱封住，水銀柱長h = 30cm。將玻璃管緩慢地轉(zhuǎn)到開口向下和豎直位置，然后豎直插入水銀槽，插入后有h= 15cm的水銀柱進入 |玻璃管。設(shè)整個過程中溫度始終保持不變，大氣壓強P0= 75cmHg。求：(1) 插入水銀槽后管內(nèi)氣體的壓強p；(2) 管口距水銀槽液面的距離H。答案：(1) 設(shè)當轉(zhuǎn)到豎直位置時，水銀恰好未流出，由玻意耳定律p= P0L/I = 53.6cmHg，由于p + gh =83.6cmHg，大于p0,水銀必有流出，設(shè)管內(nèi)此時水銀柱長為x,由玻意耳定律 p°SL0=( p0 gh) S (L x),解得 x= 25cm,設(shè)插

35、入槽內(nèi)后管內(nèi)柱長為LL'= L( x+ h) = 60cm,插入后壓強 p= P0L0/L'= 62.5cmHg ,(2) 設(shè)管內(nèi)外水銀面高度差為hh'= 75 62.5= 12.5cm,管口距槽內(nèi)水銀面距離距離H = L Lh' = 27.5cm,打氣1. 汽車輪胎的容積是 2.5 X0'2 m3，輪胎原有1 atm的空氣，向輪胎內(nèi)打氣，直到壓強增加到8 atm為止，應(yīng) 向輪胎里 打進1 atm的多少體積的空氣？(溫度不變)2. 只輪胎容積為10 L,內(nèi)裝1.5 atm的空氣.現(xiàn)用打氣筒給它打氣.已知氣筒的容積為 V=1 L ,要使胎內(nèi)氣 體壓強達到2

36、.5 atm，應(yīng)至少打多少次氣，(設(shè)打氣過程中輪胎容積及氣體溫度維持不變)()A.8 次B.10 次C.12 次D.15 次打氣前后胎內(nèi)氣體體積分別折合成大氣壓下氣體體積3用打氣筒給自行車打氣，設(shè)每打一次可打入壓強為一個大氣壓的空氣125cm3。自行車內(nèi)胎的容積為 2.0L ,假設(shè)胎內(nèi)原來沒有空氣，那么打了40次后胎內(nèi)空氣壓強為多少？(設(shè)打氣過程中氣體的溫度不變)4. 活塞式氣泵是利用氣體體積膨脹來降低氣體壓強的.已知某貯氣筒的容積為 V,氣泵每抽一次，抽出的氣體體積為V =V/2設(shè)抽氣過程中溫度不變，貯氣筒內(nèi)原來氣體的壓強為P0,則對它抽氣三次后，貯氣筒內(nèi)氣體壓強變?yōu)槎嗌伲俊?】 答案：筮274、用打氣筒給自行車內(nèi)胎打氣，一次可打入溫度為270C、壓強為105P