(完整版)高中物理选修3-3气体压强专项练习题(附答案)

选修3-3 气体压强计算专项练习

一、计算题

1、一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，其状态变化过程的p﹣V图象如图所示．已知该气体在状态A时的温度为27℃．则：

①该气体在状态B和C时的温度分别为多少℃？

②该气体从状态A经B再到C的全过程中是吸热还是放热？传递的热量是多少？

2、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100 J，同时吸热250 J，已知气体的内能与温度成正比。求：

（i）气体处于C状态时的温度T C；

（i i）气体处于C状态时内能U C。

3、如图所示，一个内壁光滑的导热气缸竖直放置，内部封闭一定质量的理想气体，环境温度为27℃，现将一个质量为m=2kg的活塞缓慢放置在气缸口，活塞与气缸紧密接触且不漏气．已知活塞的横截面积为S=4.0×10﹣4m2，大气压强为P0=1.0×105Pa，重力加速度g取10m/s2，气缸高为h=0.3m，忽略活塞及气缸壁的厚度．

（i）求活塞静止时气缸内封闭气体的体积．

（ii）现在活塞上放置一个2kg的砝码，再让周围环境温度缓慢升高，

要使活塞再次回到气缸顶端，则环境温度应升高到多少摄氏度？

4、【2017·开封市高三第一次模拟】如图所示，一汽缸固定在水平地面上，通过活塞封闭有一定质量的理想气体，活塞与缸壁的摩擦可忽略不计，活塞的截面积S=100 cm2.活塞与水平平台上的物块A用水平轻杆连接，在平台上有另一物块B，A、B的质量均为m=62.5 kg，物块与平台间的动摩擦因数μ=0.8.两物块间距为d=10 cm.开始时活塞距缸底L1=10 cm，缸内气体压强p1等于外界大气压强p0=1×105Pa，温度t1=27 ℃.现对汽缸内的气体缓慢加热，(g=10 m/s2)求：

①物块A开始移动时，汽缸内的温度；

②物块B开始移动时，汽缸内的温度.

5、如图所示，一导热性能良好、内壁光滑的气缸水平放置，横截面积为S=2×10﹣3m2质量为m=4kg厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与气缸底部之间的距离为24cm，在活塞的右侧12cm处有一对与气缸固定连接的卡环，气体的温度为300K，大气压强P0=1.0×105Pa．现将气缸竖直放置，如图所示，取g=10m/s2

求：（1）活塞与气缸底部之间的距离；

（2）加热到675K时封闭气体的压强．

6、一个上下都与大气相通的直圆筒，内部横截面积为S = 0.01m2，中间用两个活塞A和B封住一定质量的气体。A、B都可沿圆筒无摩擦地上下滑动，且不漏气。A的质量不计，B的质量为M，并与一劲度系数为k = 5×103 N/m的较长的弹簧相连。已知大气压p0 = 1×105 Pa，平衡时两活塞之间的距离l0 = 0.6 m，现用力压A，使之缓慢向下移动一段距离后，保持平衡。此时用于压A的力F = 500 N。求活塞A下移的距离。

7、如图所示，可沿气缸壁自由活动的活塞将密封的圆筒形气缸分隔成A 、B 两部分。活塞与气缸顶部有一弹簧相连。当活塞位于气缸底部时弹簧恰好无形变。开始时B 内充有一定量的气体，A 内是真空。B 部分高度为L 1=0.10米、此时活塞受到的弹簧作用力与重力的大小相等。现将整个装置倒置，达到新的平衡后B 部分的高度L 2等于多少?设温度不变。

8、如图，上端开口的竖直气缸由大、小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞，两活塞用刚性轻杆连接，两活塞间充有氧气，小活塞下方充有氮气。已知：大活塞的质量为2m ，横截面积为2S ，小活塞的质量为m ，横截面积为S ；两活塞间距为L ；大活塞导热性能良好，气缸及小活塞绝热。初始时氮气和气缸外大气的匀强均为0p ，大活塞与大圆筒底部相距2

L ，两活塞与气缸壁之间的摩擦不计，重力加速度为g 。现通过电阻丝缓慢加热氮气。 求：当小活塞缓慢上升至上表面与大圆筒底部平齐时，氮气的压强。

9、如图所示，导热的圆柱形气缸放置在水平桌而上，横截面积为S 、质量为m l 的活塞封闭着一定质量的气体（可视为理想气体），活塞与气缸间无摩擦且不漏气．总质量为m 2：的砝码盘（含砝码）通过左侧竖直的细绳与活塞相连．当环境温度为T 时，活塞离缸底的高度为h ．现使环境温度缓慢降为2

T ： ①当活塞再次平衡时，活塞离缸底的高度是多少？ ②保持环境温度为2

T 不变，在砝码盘中添加质量为△m 的砝码时， 活塞返回到高度为h 处，求大气压强p 0．

9、一定质量的理想气体被活塞封闭在圆筒形的金属气缸内，如题10（2）图所示，活塞的质量为m=30Kg ，横截面积为S=100cm2，活塞与气缸底之间用一轻弹簧连接，活塞可沿气缸壁无摩擦滑动且不漏气。开始时使气缸水平放置，连接活塞和气缸底的弹簧处于自然长度l0=50cm 。经测量大气压强p0=1．0×105Pa ，将气缸从水平位置缓慢地竖直立起，稳定后活塞下移cm l 10=∆，整个过程外界温度不变。

求：气缸竖直放置时的压强，并判断能否求解弹簧的劲度系数。

11、如图，上粗下细且上端开口的薄壁玻璃管内有一部分水银封住密闭气体，横截面积分别为S1＝1cm2、S2＝2cm2，细管内水银长度为h1＝4cm ，封闭气体长度为L ＝6cm 。大气压强为p0＝76cmHg ，气体初始温度为T1＝280K ，上管足够长。

（1）缓慢升高气体温度，求水银刚好全部进入粗管内时的温度T2；

（2）气体温度保持T2不变，为使封闭气体长度变为8cm ，需向开口端注入的水银柱的体积为多少？

12、如图，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置．玻璃管的下部封有长l 1=25.0cm 的空气柱，中间有一段长为l 2=25.0cm 的水银柱，上部空气柱的长度l 3=40.0cm ．已知大气压强为P 0=75.0cmHg ．现将一活塞（图中未画出）从

玻璃管开口处缓缓往下推，使管下部空气柱长度变为cm l 0.201

='．假设活塞下推过程中没有漏气，试求： （1）最后管下部空气的压强为多少cmHg ？

（2）活塞下推的距离（cm ）