2018-2022高考物理真題按知識點(diǎn)分類匯編29-理想氣體（氣體的等溫變化）（含解析）

五年2018-2022高考物理真題按知識點(diǎn)分類匯編29-理想氣

體（氣體的等溫變化）（含解析）

一、單選題

1.（2021?山東?高考真題）血壓儀由加壓氣囊、臂帶，壓強(qiáng)計(jì)等構(gòu)成，如圖所示。加壓

氣囊可將外界空氣充入臂帶，壓強(qiáng)計(jì)示數(shù)為臂帶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)高于大氣壓強(qiáng)的數(shù)值，充

氣前臂帶內(nèi)氣體壓強(qiáng)為大氣壓強(qiáng)，體積為匕每次擠壓氣囊都能將60cm3的外界空氣充

入臂帶中，經(jīng)5次充氣后，臂帶內(nèi)氣體體積變?yōu)閃,壓強(qiáng)計(jì)示數(shù)為150mmHg。已知大

氣壓強(qiáng)等于750mmHg,氣體溫度不變。忽略細(xì)管和壓強(qiáng)計(jì)內(nèi)的氣體體積。則丫等于

（）

A.30cm*B.40cm,C.50cm*D.60cm'

2.（2020.天津.統(tǒng)考高考真題）水槍是孩子們喜愛的玩具，常見的氣壓式水槍儲水罐示

意如圖。從儲水罐充氣口充入氣體，達(dá)到一定壓強(qiáng)后，關(guān)閉充氣口。扣動扳機(jī)將閥門M

打開，水即從槍口噴出。若在不斷噴出的過程中，罐內(nèi)氣體溫度始終保持不變，則氣體

B.對外界做功

C.對外界放熱D.分子平均動能變大

二、多選題

3.（2021?湖南?高考真題）如圖，兩端開口、下端連通的導(dǎo)熱汽缸，用兩個輕質(zhì)絕熱活

塞（截面積分別為5和S?）封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無摩擦。在左端

活塞上緩慢加細(xì)沙，活塞從A下降4高度到8位置時，活塞上細(xì)沙的總質(zhì)量為機(jī)。在此

過程中，用外力F作用在右端活塞上，使活塞位置始終不變。整個過程環(huán)境溫度和大氣

壓強(qiáng)P。保持不變，系統(tǒng)始終處于平衡狀態(tài)，重力加速度為g。下列說法正確的是（）

A.整個過程，外力/做功大于0,小于mg/j

B.整個過程，理想氣體的分子平均動能保持不變

C.整個過程，理想氣體的內(nèi)能增大

D.整個過程，理想氣體向外界釋放的熱量小于（島S/+mg〃）

E.左端活塞到達(dá)B位置時，外力尸等于嚕

三、填空題

4.（2021?全國?高考真題）如圖，一定量的理想氣體經(jīng)歷的兩個不同過程，分別由體積-

溫度（Uf）圖上的兩條直線I和H表示，匕和上分別為兩直線與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo);

S為它們的延長線與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)，為是它們的延長線與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo),

fo=-273.15C；a,匕為直線I上的一點(diǎn)。由圖可知，氣體在狀態(tài)。和，的壓強(qiáng)之比

—=___________;氣體在狀態(tài)匕和c的壓強(qiáng)之比莊=.

PbPc

5.（2021?廣東?高考真題）在高空飛行的客機(jī)上某乘客喝完一瓶礦泉水后，把瓶蓋擰緊。

試卷第2頁，共10頁

下飛機(jī)后發(fā)現(xiàn)礦泉水瓶變癟了，機(jī)場地面溫度與高空客艙內(nèi)溫度相同。由此可判斷，高

空客艙內(nèi)的氣體壓強(qiáng)（選填“大于”、“小于”或“等于“）機(jī)場地面大氣壓強(qiáng)：從高

空客艙到機(jī)場地面，礦泉水瓶內(nèi)氣體的分子平均動能（選填“變大”、"變小''或"不

變”）。

6.（2019?全國?高考真題）如p-V圖所示，1、2、3三個點(diǎn)代表某容器中一定量理想氣體

的三個不同狀態(tài)，對應(yīng)的溫度分別是刀、乃、T3.用N/、M、M分別表示這三個狀態(tài)

下氣體分子在單位時間內(nèi)撞擊容器壁上單位面積的次數(shù)，則MN2,T,T3,

T3,N2Nt.（填“大于”“小于蹴“等于”）

四、解答題

7.（2022?山東?統(tǒng)考高考真題）某些魚類通過調(diào)節(jié)體內(nèi)魚鰥的體積實(shí)現(xiàn)浮沉。如圖所示,

魚膘結(jié)構(gòu)可簡化為通過閥門相連的A、B兩個密閉氣室，A室壁厚、可認(rèn)為體積恒定，

B室壁簿，體積可變；兩室內(nèi)氣體視為理想氣體，可通過閥門進(jìn)行交換。質(zhì)量為M的

魚靜止在水面下，處。B室內(nèi)氣體體積為V,質(zhì)量為〃?；設(shè)B室內(nèi)氣體壓強(qiáng)與魚體外壓

強(qiáng)相等、魚體積的變化與B室氣體體積的變化相等，魚的質(zhì)量不變，魚膘內(nèi)氣體溫度不

變。水的密度為0，重力加速度為g。大氣壓強(qiáng)為外，求：

（1）魚通過增加B室體積獲得大小為"的加速度、需從A室充入B室的氣體質(zhì)量△〃?；

（2）魚靜止于水面下處時，B室內(nèi)氣體質(zhì)量,列。

8.（2022?廣東?高考真題）玻璃瓶可作為測量水深的簡易裝置。如圖所示，潛水員在水

面上將80mL水裝入容積為380mL的玻璃瓶中，擰緊瓶蓋后帶入水底，倒置瓶身，打開

瓶蓋，讓水進(jìn)入瓶中，穩(wěn)定后測得瓶內(nèi)水的體積為230mL。將瓶內(nèi)氣體視為理想氣體,

全程氣體不泄漏且溫度不變。大氣壓強(qiáng)％取LOxl（）5pa,重力加速度g取10m/水的

密度夕取1.Ox10'kg/m\求水底的壓強(qiáng)p和水的深度瓦

■?下潛后液面

司再、下潛前液面

9.(2022.湖南.高考真題)如圖，小贊同學(xué)設(shè)計(jì)了一個液體拉力測量儀。一個容積％=9.9L

的導(dǎo)熱汽缸下接一圓管，用質(zhì)量町=90g、橫截面積S=10cn?的活塞封閉一定質(zhì)量的

理想氣體，活塞與圓管壁間摩擦不計(jì)?；钊露擞幂p質(zhì)細(xì)繩懸掛一質(zhì)量網(wǎng)=10g的U形

金屬絲，活塞剛好處于A位置。將金屬絲部分浸入待測液體中，緩慢升起汽缸，使金屬

絲從液體中拉出，活塞在圓管中的最低位置為瓦已知A、B間距離/?=l()cm,外界大

氣壓強(qiáng)P°=1.01xl()5pa,重力加速度取lOm/s2,環(huán)境溫度保持不變，求：

(1)活塞處于A位置時，汽缸中的氣體壓強(qiáng)A；

(2)活塞處于8位置時，液體對金屬絲拉力F的大小。

10.(2022?河北?高考真題)水平放置的氣體阻尼器模型截面如圖所示，汽缸中間有一固

定隔板，將汽缸內(nèi)一定質(zhì)量的某種理想氣體分為兩部分，“H”型連桿活塞的剛性連桿從

隔板中央圓孔穿過，連桿與隔板之間密封良好。設(shè)汽缸內(nèi)、外壓強(qiáng)均為大氣壓強(qiáng)P。。

活塞面積為5,隔板兩側(cè)氣體體積均為5金，各接觸面光滑。連桿的截面積忽略不計(jì)。

現(xiàn)將整個裝置緩慢旋轉(zhuǎn)至豎直方向，穩(wěn)定后，上部氣體的體積為原來的設(shè)整個過程

溫度保持不變，求：

(i)此時上、下部分氣體的壓強(qiáng)；

(ii)"H”型連桿活塞的質(zhì)量(重力加速度大小為g)。

試卷第4頁，共10頁

11.（2021?全國?高考真題）如圖，一玻璃裝置放在水平桌面上，豎直玻璃管A、B、C

粗細(xì)均勻，A、B兩管的上端封閉，C管上端開口，三管的下端在同一水平面內(nèi)且相互

連通。A、B兩管的長度分別為4=13.5cm,/?=32cm。將水銀從C管緩慢注入，直至

B、C兩管內(nèi)水銀柱的高度差〃=5cm。已知外界大氣壓為%=75cmHg。求A、B兩管

內(nèi)水銀柱的高度差。

12.（2021?全國?高考真題）如圖，一汽缸中由活塞封閉有一定量的理想氣體，中間的隔

板將氣體分為A、B兩部分；初始時，A、B的體積均為匕壓強(qiáng)均等于大氣壓必，隔

板上裝有壓力傳感器和控制裝置，當(dāng)隔板兩邊壓強(qiáng)差超過0.5p。時隔板就會滑動，否則

隔板停止運(yùn)動。氣體溫度始終保持不變。向右緩慢推動活塞，使B的體積減小為三。

（i）求A的體積和B的壓強(qiáng)；

（ii）再使活塞向左緩慢回到初始位置，求此時A的體積和B的壓強(qiáng)。

活塞隔板

?AB

13.（2021.廣東?高考真題）為方便抽取密封藥瓶里的藥液，護(hù)士一般先用注射器注入少

量氣體到藥瓶里后再抽取藥液，如圖所示，某種藥瓶的容積為0.9mL,內(nèi)裝有0.5mL的

藥液，瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)為l.OxUPa,護(hù)士把注射器內(nèi)橫截面積為0.3cm，長度為0.4cm、

壓強(qiáng)為LOxlOSpa的氣體注入藥瓶，若瓶內(nèi)外溫度相同且保持不變，氣體視為理想氣體,

求此時藥瓶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)。

A

14.(2021?湖北?統(tǒng)考高考真題)質(zhì)量為機(jī)的薄壁導(dǎo)熱柱形氣缸，內(nèi)壁光滑，用橫截面積

為S的活塞封閉一定量的理想氣體。在下述所有過程中，氣缸不漏氣且與活塞不脫離。

當(dāng)氣缸如圖(a)豎直倒立靜置時。缸內(nèi)氣體體積為力,。溫度為刀。已知重力加速度大小

為g,大氣壓強(qiáng)為POo

(1)將氣缸如圖(b)豎直懸掛，缸內(nèi)氣體溫度仍為。，求此時缸內(nèi)氣體體積3；

(2)如圖(c)所示，將氣缸水平放置，穩(wěn)定后對氣缸緩慢加熱，當(dāng)缸內(nèi)氣體體積為g時，

求此時缸內(nèi)氣體的溫度。

15.(2020.全國?高考真題)甲、乙兩個儲氣罐儲存有同種氣體(可視為理想氣體)。甲

罐的容積為匕罐中氣體的壓強(qiáng)為p；乙罐的容積為2匕罐中氣體的壓強(qiáng)為g。?，F(xiàn)通

過連接兩罐的細(xì)管把甲罐中的部分氣體調(diào)配到乙罐中去，兩罐中氣體溫度相同且在調(diào)配

過程中保持不變，調(diào)配后兩罐中氣體的壓強(qiáng)相等。求調(diào)配后：

(i)兩罐中氣體的壓強(qiáng)；

(ii)甲罐中氣體的質(zhì)量與甲罐中原有氣體的質(zhì)量之比。

16.(2020?全國?高考真題)如圖，兩側(cè)粗細(xì)均勻、橫截面積相等、高度均為H=18cm的

U型管，左管上端封閉，右管上端開口。右管中有高〃產(chǎn)4cm的水銀柱，水銀柱上表面

離管口的距離/=12cm。管底水平段的體積可忽略。環(huán)境溫度為T/=283K。大氣壓強(qiáng)p。

=76cmHgo

(i)現(xiàn)從右側(cè)端口緩慢注入水銀(與原水銀柱之間無氣隙)，恰好使水銀柱下端到達(dá)右

管底部。此時水銀柱的高度為多少？

試卷第6頁，共10頁

（ii）再將左管中密封氣體緩慢加熱，使水銀柱上表面恰與右管口平齊，此時密封氣體

的溫度為多少？

17.（2020?全國?高考真題）潛水鐘是一種水下救生設(shè)備，它是一個底部開口、上部封閉

的容器，外形與鐘相似。潛水鐘在水下時其內(nèi)部上方空間里存有空氣，以滿足潛水員水

下避險的需要。為計(jì)算方便，將潛水鐘簡化為截面積為5、高度為從開口向下的圓筒;

工作母船將潛水鐘由水面上方開口向下吊放至深度為”的水下，如圖所示。已知水的密

度為"，重力加速度大小為g,大氣壓強(qiáng)為po,4》兒忽略溫度的變化和水密度隨深度

的變化。

（1）求進(jìn)入圓筒內(nèi)水的高度/;

（2）保持H不變，壓入空氣使筒內(nèi)的水全部排出，求壓入的空氣在其壓強(qiáng)為p。時的體

積。

18.（2020?江蘇?高考真題）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變化到狀態(tài)C,其p-9

圖象如圖所示，求該過程中氣體吸收的熱量Q。

19.（2020?海南?高考真題）如圖，圓柱形導(dǎo)熱氣缸長4=60cm,缸內(nèi)用活塞（質(zhì)量和

厚度均不計(jì))密閉了一定質(zhì)量的理想氣體，缸底裝有一個觸發(fā)器D,當(dāng)缸內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)到

p=1.5xlO'Pa時，。被觸發(fā)，不計(jì)活塞與缸壁的摩擦。初始時，活塞位于缸口處，環(huán)

境溫度40=27。(2,壓強(qiáng)pg=1.0xl()5pa0

(1)若環(huán)境溫度不變，緩慢向下推活塞，求。剛好被觸發(fā)時，到缸底的距離；

(2)若活塞固定在缸口位置，緩慢升高環(huán)境溫度，求。剛好被觸發(fā)時的環(huán)境溫度。

20.(2019?全國?高考真題)如圖，一容器由橫截面積分別為2s和S的兩個汽缸連通而

成，容器平放在地面上，汽缸內(nèi)壁光滑。整個容器被通過剛性桿連接的兩活塞分隔成三

部分，分別充有氫氣、空氣和氮?dú)狻Ｆ胶鈺r，氮?dú)獾膲簭?qiáng)和體積分別為po和V。，氫氣

的體積為2%,空氣的壓強(qiáng)為p?，F(xiàn)緩慢地將中部的空氣全部抽出，抽氣過程中氫氣和

氮?dú)獾臏囟缺３植蛔?，活塞沒有到達(dá)兩汽缸的連接處，求：

(1)抽氣前氫氣的壓強(qiáng)；

(2)抽氣后氫氣的壓強(qiáng)和體積。

21.(2019.全國.高考真題)熱等靜壓設(shè)備廣泛用于材料加工中.該設(shè)備工作時，先在室

溫下把惰性氣體用壓縮機(jī)壓入到一個預(yù)抽真空的爐腔中，然后爐腔升溫，利用高溫高氣

壓環(huán)境對放入爐腔中的材料加工處理，改部其性能.一臺熱等靜壓設(shè)備的爐腔中某次放

入固體材料后剩余的容積為0.13n?,爐腔抽真空后，在室溫下用壓縮機(jī)將10瓶氨氣壓

試卷第8頁，共10頁

入到爐腔中.已知每瓶氧氣的容積為3.2xl(y2m3,使用前瓶中氣體壓強(qiáng)為i.5xl()7pa,

使用后瓶中剩余氣體壓強(qiáng)為20x106Pa；室溫溫度為27°C.氧氣可視為理想氣體.

(1)求壓入嬴氣后爐腔中氣體在室溫下的壓強(qiáng)；

(2)將壓入氯氣后的爐腔加熱到1227°C,求此時爐腔中氣體的壓強(qiáng).

22.(2018.全國.高考真題)在兩端封閉、粗細(xì)均勻的U形細(xì)玻璃管內(nèi)有一股水銀柱，

水銀柱的兩端各封閉有一段空氣.當(dāng)U形管兩端豎直朝上時，左、右兩邊空氣柱的長

度分別為//=18.0cm和/2=12.0cm,左邊氣體的壓強(qiáng)為12.0cmHg.現(xiàn)將U形管緩慢平

放在水平桌面上，沒有氣體從管的一邊通過水銀逸入另一邊，求U形管平放時兩邊空

氣柱的長度。在整個過程中，氣體溫度不變。

TFI口

23.(2018.全國?高考真題)如圖，容積為V的汽缸由導(dǎo)熱材料制成，面積為S的活塞將

汽缸分成容積相等的上下兩部分，汽缸上部通過細(xì)管與裝有某種液體的容器相連，細(xì)管

上有一閥門K。開始時，K關(guān)閉，汽缸內(nèi)上下兩部分氣體的壓強(qiáng)均為加現(xiàn)將K打開，

V

容器內(nèi)的液體緩慢地流入汽缸，當(dāng)流入的液體體積為工時，將K關(guān)閉，活塞平衡時其

O

V

下方氣體的體積減小了2。不計(jì)活塞的質(zhì)量和體積，外界溫度保持不變，重力加速度大

O

小為g。求流入汽缸內(nèi)液體的質(zhì)量。

24.(2019?全國?高考真題)如圖，一粗細(xì)均勻的細(xì)管開口向上豎直放置，管內(nèi)有一段高

度為2.0cm的水銀柱，水銀柱下密封了一定量的理想氣體，水銀柱上表面到管口的距離

為2.0cm。若將細(xì)管倒置，水銀柱下表面恰好位于管口處，且無水銀滴落，管內(nèi)氣體溫

度與環(huán)境溫度相同。已知大氣壓強(qiáng)為76cmHg,環(huán)境溫度為296K。

(1)求細(xì)管的長度；

（2）若在倒置前，緩慢加熱管內(nèi)被密封的氣體，直到水銀柱的上表面恰好與管口平齊

為止，求此時密封氣體的溫度。

2.0cm'2.0cm

T

T

25.（2019?海南?高考真題）如圖，一封閉的圓柱形容器豎直放置在水平地面上，一重量

不可忽略的光滑活塞將容器內(nèi)的理想氣體分為A、B兩部分，A體積為匕

壓強(qiáng)為PA=47cmHg；B體積為匕=6.0x10-30?,壓強(qiáng)為=52cmHg?，F(xiàn)將容器緩慢

轉(zhuǎn)至水平，氣體溫度保持不變，求此時A、8兩部分氣體的體積。

A

B—>B：A

試卷第10頁，共10頁

參考答案:

1.D

【詳解】根據(jù)玻意耳定律可知

p(y+5p,K=Rx5y

已知

3

p0=750mmHg,Vo=60cm,p、=750mmHg+150mmHg=900mmHg

代入數(shù)據(jù)整理得

V=60cm3

故選D。

2.B

【詳解】A.隨著水向外噴出，氣體的體積增大，由于溫度不變，根據(jù)

pV=恒量

可知?dú)怏w壓強(qiáng)減小，A錯誤；

BC.由于氣體體積膨脹，對外界做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律

\U=W+Q

氣體溫度不變，內(nèi)能不變，一定從外界吸收熱量，B正確，C錯誤；

D.溫度是分子平均動能的標(biāo)志，由于溫度不變，分子的平均動能不變，D錯誤。

故選Bo

3.BDE

【詳解】A.根據(jù)做功的兩個必要因素有力和在力的方向上有位移，由于活塞S?沒有移動,

可知整個過程，外力F做功等于0,A錯誤；

BC.根據(jù)氣缸導(dǎo)熱且環(huán)境溫度沒有變，可知?dú)飧變?nèi)的溫度也保持不變，則整個過程，理想

氣體的分子平均動能保持不變，內(nèi)能不變，B正確，C錯誤；

D.由內(nèi)能不變可知理想氣體向外界釋放的熱量等于外界對理想氣體做的功：

Q=W<p0Sth+mgh

D正確；

E.左端活塞到達(dá)B位置時，根據(jù)壓強(qiáng)平衡可得：

即:

答案第1頁，共14頁

F

5.

E正確。

故選BDE?

4i匕

'V,

【詳解】［1］根據(jù)蓋呂薩克定律有

工人

/+273

整理得

V=kt+213k

由于體積-溫度（丫“）圖像可知，直線I為等壓線，則。、。兩點(diǎn)壓強(qiáng)相等，則有

乙=1

Ph

⑵設(shè)，=（rc時，當(dāng)氣體體積為乂其壓強(qiáng)為Pi,當(dāng)氣體體積為匕其壓強(qiáng)為生，根據(jù)等溫

變化，則有

。乂=2匕

由于直線I和n各為兩條等壓線，則有

Pl=Pl,，Pi=Pe

聯(lián)立解得

P1L=PL=YL

PeP2乂

5.小于不變

【詳解】［1］機(jī)場地面溫度與高空客艙溫度相同，由題意知瓶內(nèi)氣體體積變小，以瓶內(nèi)氣體

為研究對象，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程

2C

T

故可知高空客艙內(nèi)的氣體壓強(qiáng)小于機(jī)場地面大氣壓強(qiáng)；

⑵由于溫度是平均動能的標(biāo)志，氣體的平均動能只與溫度有關(guān)，機(jī)場地面溫度與高空客艙

溫度相同，故從高空客艙到機(jī)場地面，瓶內(nèi)氣體的分子平均動能不變。

6.大于等于大于

【詳解】（1）1、2等體積，2、3等壓強(qiáng)

答案第2頁，共14頁

由pV二〃RT得：=,Vi=V2,故，■二華，可得：T/=2乃，即丁/>72,由于氣體分子

，2，1A

的密度相同，溫度高，碰撞次數(shù)多，故NI>N2；

由于pM=P3%;故T/=7j；

則乃〉乃，又P2=P3,2狀態(tài)氣體分子的密度大，分子運(yùn)動緩慢，單個分子平均作用力小，3

狀態(tài)氣體分子的密度小，分子運(yùn)動劇烈，單個分子平均作用力大.故3狀態(tài)碰撞容器壁分子

較少，即N2>N3；

MmapgH.+Po

7.(1)Am=；(2)叫=-￡~~

vpgPgH+p0

【詳解】（1）由題知開始時魚靜止在H處，設(shè)此時魚的體積為％,有

且此時B室內(nèi)氣體體積為匕質(zhì)量為機(jī)，則

m=p.y

魚通過增加B室體積獲得大小為。的加速度，則有

pg（匕+AV）-Mg=Ma

聯(lián)立解得需從A室充入B室的氣體質(zhì)量

（2）B室內(nèi)氣體壓強(qiáng)與魚體外壓強(qiáng)相等，則魚靜止在”處和水面下4處時，B室內(nèi)的壓強(qiáng)

分別為

Pi=PgH+Po,p2=pgHt+p0

由于魚靜止時，浮力等于重力，則魚的體積不變，由于題可知，魚體積的變化與B室氣體

體積的變化相等，則魚在水下靜止時，B室內(nèi)氣體體積不變，由題知開始時魚靜止在4處

時，B室內(nèi)氣體體積為匕質(zhì)量為機(jī)，由于魚膘內(nèi)氣體溫度不變，若HRH,則在，處時，

B室內(nèi)氣體需要增加，設(shè)吸入的氣體體積為AV,根據(jù)玻意耳定律有

Pl（V+AV）=p2V

則此時B室內(nèi)氣體質(zhì)量

明=P，,（V+AV）=.m

人I）pgH+Pa

若d<”，則在，處時，B室內(nèi)氣體需要減少，設(shè)釋放的氣體體積為AY,根據(jù)玻意耳定律

答案第3頁，共14頁

有

pQ3)=p2V

則此時B室內(nèi)氣體質(zhì)量

“(.-AM)ppgH/Po

rrU——m2—Hi

VPiPgH+p<)

8.p=2.OxlO5Pa,10m

【詳解】對瓶中所封的氣體，由玻意耳定律可知

PM=PV

即

1.0xl0sx(380-80)=px(380-230)

解得

p=2.0x10sPa

根據(jù)

P=PU+Pgh

解得

A=10m

9.（1）A=10'Pa；（2）F=1N

【詳解】（1）將活塞與金屬絲視為一整體，因平衡則有

P<>S=P|S+("?[+m2)g

代入數(shù)據(jù)解得

p,=105Pa

（2）當(dāng)活塞在8位置時，汽缸內(nèi)壓強(qiáng)為P2,則有

PM=。2（匕+助）

代入數(shù)據(jù)解得

4

p2=9.9xlOPa

將活塞與金屬絲視為一整體，因平衡則有

答案第4頁，共14頁

p0S=p2S+（???!+叫）g+F

聯(lián)立解得

F=1N

c24Pos

10.(1)2po，-p0；(2)

【詳解】(1)旋轉(zhuǎn)前后，上部分氣體發(fā)生等溫變化，根據(jù)玻意爾定律可知

Po-SJ=Pl"TSLg

解得旋轉(zhuǎn)后上部分氣體壓強(qiáng)為

Pi=2p。

13

旋轉(zhuǎn)前后，下部分氣體發(fā)生等溫變化，下部分氣體體積增大為5s4+5。=5S",則

3

P°-S4=P25s%

解得旋轉(zhuǎn)后下部分氣體壓強(qiáng)為

2

P2=”0

(2)對“H”型連桿活塞整體受力分析，活塞的重力血g豎直向下，上部分氣體對活塞的作用

力豎直向上，下部分氣體對活塞的作用力豎直向下，大氣壓力上下部分抵消，根據(jù)平衡條件

可知

p]S=mg+p2S

解得活塞的質(zhì)量為

4Pos

m----

3g

11.Ah=lcm

【詳解】對B管中的氣體，水銀還未上升產(chǎn)生高度差時，初態(tài)為壓強(qiáng)體積為

V|s=/2S,末態(tài)壓強(qiáng)為小,設(shè)水銀柱離下端同一水平面的高度為生，體積為匕B=G-a)S，

由水銀柱的平衡條件有

P?B=Po+Pgh

8管氣體發(fā)生等溫壓縮，有

PlBKB=Pza匕&

答案第5頁，共14頁

聯(lián)立解得

%=2cm

對A管中的氣體，初態(tài)為壓強(qiáng)化八=%,體積為匕4=3,末態(tài)壓強(qiáng)為P?”設(shè)水銀柱離下端

同一水平面的高度為九，則氣體體積為匕人=(4-4)5,由水銀柱的平衡條件有

P2A=A>+0g(>+%--)

A管氣體發(fā)生等溫壓縮，有

=P2MA

聯(lián)立可得

26一191九+189=0

解得

12Q

4=1cm或％=~ycm>4(舍去)

則兩水銀柱的高度差為

△〃="-〃]=1cm

12.(i)匕=0.W,PB=2P°；(ii)匕=(6-1)V,PgPo

【詳解】(i)對B氣體分析，等溫變化，根據(jù)波意耳定律有

POV=PB^V

解得

PB=2P<)

對A氣體分析，根據(jù)波意耳定律有

V

pty=PAA

PA=PB+Q5P°

聯(lián)立解得

V,=0.4V

3

(ii)再使活塞向左緩慢回到初始位置，假設(shè)隔板不動，則A的體積為由波意耳定律

可得

答案第6頁，共14頁

3

，x

p<y=p-v0

則A此情況下的壓強(qiáng)為

2

P、=]PU〈PB-。5Po

則隔板一定會向左運(yùn)動，設(shè)穩(wěn)定后氣體A的體積為匕'、壓強(qiáng)為p；,氣體B的體積為與'、

壓強(qiáng)為p；,根據(jù)等溫變化有

Pov=PAVA'Pov=PB'VB

%'+%'=2V,PA=PB?5Po

聯(lián)立解得

?3-4r全土\3+小

PB=-^—Po(舍去)，PB=Po

VA=(^5-1)V

13.1.3xlO5Pa

【詳解】以注入后的所有氣體為研究對象，由題意可知瓶內(nèi)氣體發(fā)生等溫變化，設(shè)瓶內(nèi)氣體

體積為匕，有

K=0.9mL-0.5mL=0.4mL=0.4cm3

注射器內(nèi)氣體體積為有

11

V2=0.3x0.4cm=0.12cm

根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有

島(■+%)=PM

代入數(shù)據(jù)解得

P1=1.3xl05Pa

【點(diǎn)睛】

/%5+感為59

14.(1)1

Pf,S-mg(PoS+，〃g)K

【詳解】(1)圖(a)狀態(tài)下，對氣缸受力分析，如圖1所示，則封閉氣體的壓強(qiáng)為

答案第7頁，共14頁

當(dāng)氣缸按圖(b)方式懸掛時，對氣缸受力分析，如圖2所示，則封閉氣體的壓強(qiáng)為

mg

Pi=P。---

對封閉氣體由玻意耳定律得

PM=P也

解得

K_P?S+mgy

1

2puS-mg

"P'S|P°S

■仆

"p°s、，p2s

《mg▼mg

圖1圖2

(2)當(dāng)氣缸按圖(c)的方式水平放置時，封閉氣體的壓強(qiáng)為

PJ=P0

由理想氣體狀態(tài)方程得

PMP3匕

解得

丁二也

3(p(>s+,"g)x

22

15.(i)-p；(ii)I

【詳解】(i)氣體發(fā)生等溫變化，對甲乙中的氣體，可認(rèn)為甲中原氣體有體積V變成3匕

乙中原氣體體積有21/變成3匕則根據(jù)玻意爾定律分別有

pV=Pi-3V,1p-2V-p2-3V

則

pV+gp-2V=(P1+p2)x3V

則甲乙中氣體最終壓強(qiáng)

答案第8頁，共14頁

,2

P=P|+P2=§P

(ii)若調(diào)配后將甲氣體再等溫壓縮到氣體原來的壓強(qiáng)為〃，則

p'V^pV'

計(jì)算可得

V'=-V

3

由密度定律可得，質(zhì)量之比等于

tnm_V'_2

“原V§

16.(i)12.9cm；(ii)363K

【詳解】(i)設(shè)密封氣體初始體積為壓強(qiáng)為0,左、右管的截面積均為S,密封氣體先

經(jīng)等溫壓縮過程體積變?yōu)槲牵瑝簭?qiáng)變?yōu)镻2。由玻意耳定律有

PM=P1V2

設(shè)注入水銀后水銀柱高度為小水銀的密度為p,按題設(shè)條件有

Pt=Po+Pg*,p2=p0+pgh

K=s(2”_/_4),V2=SH

聯(lián)立以上式子并代入題中數(shù)據(jù)得

〃=12.9cm

(ii)密封氣體再經(jīng)等壓膨脹過程體積變?yōu)橛?溫度變?yōu)?2，由蓋一呂薩克定律有

匕=匕

1T2

按題設(shè)條件有

匕=5(2"-/?)

代入題中數(shù)據(jù)得

72=363K

17.⑴/=⑵丫=壁型

Po+PgHp0

【詳解】(1)設(shè)潛水鐘在水面上方時和放入水下后筒內(nèi)氣體的體積分別為V。和匕，放入水

下后筒內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為P/，由玻意耳定律和題給條件有

p/Vi=poVo①

答案第9頁，共14頁

V(f=hS②

V/=(/?-/)s③

pi-po+pg(H-l)④

聯(lián)立以上各式并考慮到h>l,解得

(2)設(shè)水全部排出后筒內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為P2；此時筒內(nèi)氣體的體積為力,這些氣體在其壓強(qiáng)

為P。時的體積為g,由玻意耳定律有

P2Vo^poV3@

其中

P2=Po+pgH⑦

設(shè)需壓入筒內(nèi)的氣體體積為匕依題意

V=Vj-Vo?

聯(lián)立②⑥⑦⑧式得

⑨

Po

18.2xlO5J

【詳解】根據(jù)圖像可知狀態(tài)A和狀態(tài)C溫度相同，內(nèi)能相同；故從A經(jīng)B到C過程

中氣體吸收的熱量等于氣體對外所做的功。根據(jù)圖像可知狀態(tài)A到狀態(tài)8為等壓過程，氣

體對外做功為

叫=?！餮?2倉4()5(2-1)J=2?105J

狀態(tài)B到狀態(tài)C為等容變化，氣體不做功；故A經(jīng)8到C過程中氣體吸收的熱量為

。=叱=2?105J

19.(l)0.4m；(2)450K

【詳解】(1)設(shè)氣缸橫截面積為S；。剛好被觸發(fā)時，到缸底的距離為根據(jù)玻意耳定律

得

PQSL。=pSL

帶入數(shù)據(jù)解得

L=-La=?<x0.6m=0.4m

p1.5xl05

答案第10頁，共14頁

(2)此過程為等容變化，根據(jù)查理定律得

Tn~T

帶入數(shù)據(jù)解得

1-5x1

T=ET0=；X(27+273)K=450K

p()1x10

1/\114(〃0+p)%

20.(l)5(〃o+〃)；(2)-p0+-p,―2

2Z4乙Po十〃

【詳解】(i)設(shè)抽氣前氨氣的壓強(qiáng)為mo,根據(jù)力的平衡條件得

Piox2S=px2S+7，PQS=pS+T

得

1/、

Pio=e(Po+p)

⑵設(shè)抽氣后氫氣的壓強(qiáng)和體積分別為p/和匕，氮?dú)獾膲簭?qiáng)和體積分別為P2和v2,根據(jù)力的

平衡條件有

xS=P]x25

由玻意耳定律得

piVi=pio-2Vo,p2V2=po-Vo

由于兩活塞用剛性桿連接，故

V/-2Vo=2(V0-V2)

聯(lián)立解得

11”_4(Po+P)玲

32pzp

21.(1)3.2xlO7Pa(2)1.6xlOsPa

【詳解】(1)設(shè)初始時每瓶氣體的體積為％,壓強(qiáng)為為:使用后氣瓶中剩余氣體的壓強(qiáng)為Pi,

假設(shè)體積為匕，壓強(qiáng)為P。的氣體壓強(qiáng)變?yōu)镻i時，其體積膨脹為K，由玻意耳定律得：

Povo=PM

被壓入進(jìn)爐腔的氣體在室溫和Pi條件下的體積為：-匕

設(shè)10瓶氣體壓入完成后爐腔中氣體的壓強(qiáng)為外，體積為匕，由玻意耳定律得：生匕=10。1'

7

聯(lián)立方程并代入數(shù)據(jù)得：