完整word高中物理选修33气体压强专项练习题附答案docx.docx
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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，TA＝300K，气体从C→A的过程中做功为100
J，同时吸热250J，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TC；
（ii）气体处于C状态时内能UC。
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
﹣4
2
m，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=100cm2.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=62.5kg，物块与平台间的动摩擦因数
μ=0.8.两物块间距为d=10cm.开始时活塞距缸
1
1
等于外界大气压强
0
5
1
2
）
底L=10cm，缸内气体压强
p
p=1×10
Pa，温度t
=27℃.现对汽缸内的气体缓慢加热，（g=10m/s
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
5
2
300K，大气压强P=1.0×10Pa．现将气缸竖直放置，如图所示，取
g=10m/s
0
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=5×103N/m的较
长的弹簧相连。
已知大气压p0=1×105Pa，平衡时两活塞之间的距离l0=0.6m，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=500N。
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L1=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L2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
p0，大活塞与大
圆筒底部相距
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。
2
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ml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m2：
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
T
：
2
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
T
不变，在砝码盘中添加质量为△
m的砝码时，
2
活塞返回到高度为
h处，求大气压强
p0．
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l10cm，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
l1=25.0cm
的空气柱，中间有一段长
为
l2=25.0cm
的水银柱，上部空气柱的长度
l3=40.0cm．已知大气压强为
P0=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
l1
20.0cm．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）
13、如图所示，在长为L=57cm的一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内，
想气体，管内外气体的温度均为33℃，大气压强p0=76cmHg．
①若缓慢对玻璃管加热，当水银柱上表面与管口刚好相平时，求管中气体的温度；
②若保持管内温度始终为33℃，现将水银缓慢注入管中，
用4cm高的水银柱封闭着
51cm长的理
直到水银柱上表面与管口相平，求此时管中气体的压强．
14、如图所示，两端开口、粗细均匀的足够长的玻璃管插在水银槽中，管的上部有一定长度的水银，两段空气柱被封
闭在左右两侧的竖直管中。
开启上部连通左右水银的阀门
A，当温度为
300K
平衡时水银的位置如图
（h1＝h2＝5cm，
L1＝50cm），大气压为75cmHg。
求：
（1）右管内空气柱的长度L2；
（2）关闭阀门A，当温度升至405K时，左侧竖直管内气柱的长度L3。
15、如图1所示，左端封闭、内径相同的
相平，水银柱足够长．已知大气压强为
U形细玻璃管竖直放置，左管中封闭有长为p0=75cmHg．
L=20cm的空气柱，两管水银面
（1）若将装置翻转180°，使U形细玻璃管竖直倒置（水银未溢出），如图所示．当管中水银静止时，求左管中空气柱的长度；
2
（2）若将图银面下降了
1中的阀门S打开，缓慢流出部分水银，然后关闭阀门H=35cm，求左管水银面下降的高度．
S，右管水
16、如图，在柱形容器中密闭有一定质量理想气体，一光滑导热活塞将容器分为A、B两部分，离气缸底部高为49cm
处开有一小孔，与装有水银的U形管相连，容器顶端有一阀门K．先将阀门打开与大气相通，外界大气压等于p0=75cmHg，室温t0=27℃，稳定后U形管两边水银面的高度差为△h=25cm，此时活塞离容器底部为L=50cm．闭合阀门，使容器内
温度降至﹣57℃，发现活塞下降，且U形管左管水银面比右管水银面高25cm．（U形管内径很小，活塞有一定质量，
但不考虑厚度）求：
（1）此时活塞离容器底部高度L′；
（2）整个柱形容器的高度H．
17、如图所示，U形管右管横截面积为左管2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76cmHg．现向右管缓慢补充水银．
①若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条件下，停止补充水银，若给左管的气体加热，
使管内气柱长度恢复到26cm，则左管内气体的温度为多少？
2
18、如图所示，一根两端开口、横截面积为S=2cm足够长的玻璃管竖直插入水银槽中并固定（插入水银槽中的部分
足够深）．管中有一个质量不计的光滑活塞，活塞下封闭着长
L=21cm的气柱，气体的温度为t1=7℃，外界大气压取
0
5
Pa（相当于75cm
高的汞柱的压强）．
P=1.0×10
（1
）若在活塞上放一个质量为
m=0.1kg的砝码，保持气体的温度
t1不变，则平衡后气柱为多长？
（
g=10m/s2）
（2
）若保持砝码的质量不变，对气体加热，使其温度升高到
t2=77℃，此时气柱为多长？
（3）若在
（2）过程中，气体吸收的热量为10J，则气体的内能增加多少？
19、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，右管内气体柱长为39cm，中管内水银面与管
口A之间气体柱长为40cm。
先将口B封闭，再将左管竖直插入水银槽中，设整个过程温度不变，稳定后右管内水银面比中管内水银面高2cm，求：
（1）稳定后右管内的气体压强p；
（2）左管A端插入水银槽的深度h。
（大气压强p0＝76cmHg）
20、如图，在柱形容器中密闭有一定质量气体，一具有质量的光滑导热活塞将容器分为
A、B两部分，离气缸底部高
为49cm处开有一小孔，与
U形水银管相连，容器顶端有一阀门
K。
先将阀门打开与大气相通，外界大气压等于
p0＝
75cmHg，室温
t
0＝27°C，稳定后U形管两边水银面的高度差为
＝25cm，此时活塞离容器底部为
L
＝50cm。
闭合阀
h
门，使容器内温度降至－
57°C，发现U形管左管水银面比右管水银面高25cm。
求：
（1）此时活塞离容器底部高度L′；
（2）整个柱形容器的高度H。
21、
（2013上海徐汇区期末）如图所示，竖直放置的均匀细
U型试管，左侧管长
OA＝30cm，右管足够长且管口开口，
L
初始时左管内被水银封闭的空气柱长20cm，气体温度为27°C，左右两管水银面等高。
已知大气压强为p0＝75cmHg.
（1）现对左侧封闭气体加热，直至两侧水银面形成10cm长的高度差.则此时气体的温度为多少摄氏度？
（2）保持此时温度不变，从右侧管口缓慢加入水银，则至少加入多少长度的水银，可以使得左侧管内气体恢复最初的长度？
22、如图，竖直平面内有一直角形内径相同的细玻璃管，A端封闭，C端开口，AB=BC=l0，且此时A、C端等高。
平街
时，管内水银总长度为
l0，玻璃管AB内封闭有长为
l0的空气柱。
已知大气压强为
l0汞柱高。
如果使玻璃管绕
B点在
2
竖直平面内顺时针缓慢地转动至
BC管水平，求此时
AB管内气体的压强为多少汞柱高
?
管内封入的气体可视为理想气
体且温度不变。
23、如图所示，装有水银的细U形管与巨大的密封气罐A相连，导热性能均良好，左端封闭有一段空气柱，气温为－
23℃时，空气柱长为62cm，右端水银面比左端低40cm．当气温升到27℃时，U形管两边高度差增加了4cm，则气罐
内气体在－23℃时的压强为是多少cmHg？
24、如图所示，截面均匀的U形玻璃细管两端都开口，玻璃管足够长，管内有两段水银柱封闭着一段空气柱，若气柱
温度是270C时，空气柱在U形管的左侧，A、B两点之间封闭着的空气柱长为15cm，U形管底边长CD=10cm，AC高为
5cm。
已知此时的大气压强为75cmHg。
（1）若保持气体的温度不变，从U形管左侧管口处缓慢地再注入25cm长的水银柱，
则管内空气柱长度为多少？
某同学是这样解的：
对AB部分气体，初态p1=100cmHg，V1=15Scm3，末态p2=125cmHg，V2=LScm3，
则由玻意耳定律p1V1=p2V2解得管内空气柱长度L=12cm。
以上解法是否正确，请作出判断并说明理由，如不正确则还须求出此时管内空气柱的实际长度为多少？
（3）为了使这段空气柱长度恢复到15cm，且回到A、B两点之间，可以向U形管中再注入一些水银，且改变气体的温度。
问：
应从哪一侧管口注入多长的水银柱？
气体的温度变为多少？
25、如图所示，两水平放置的导热气缸其底部由管道连通，轻质活塞
a、b用钢性轻杆相连，可在气缸内无摩擦地移
动，两活塞横截面积分别为
Sa和Sb，且
Sb=2Sa。
缸内封有一定质量的气体，系统平衡时，活塞
a、b到缸底的距离均
为L，已知大气压强为p0，环境温度为T0，忽略管道中的气体体积。
求：
（1）缸中密闭气体的压强；
（2
）若活塞在外力作用下向左移动
1L，稳定后密闭气体的压强；
4
（3
）若环境温度升高到
7T0，活塞移动的距离。
6
26、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
=500cm2。
开始时，甲、乙两部分气体的压强均为
1atm（标准大气压）、温度均为
27℃，甲的体积为1=20L，
V
乙的体积为V2=10L。
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?
27、一内壁光滑体积为V的绝热气缸固定在水平地面上，
塞两侧封闭相同质量的相同理想气体．初始状态两侧温度
绝热光滑活塞厚度不计，刚开始时处于气缸的中间位置，活
T0=300K，压强为P0．若活塞左侧气缸内电热丝通电，温度
升高到
T=600K，试求左侧气缸的压强与体积．
27、如图，两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同汽缸直立放置，汽缸底部和顶部均有细管连通，顶部的细管带有
阀门K.两汽缸的容积均为V0，汽缸中各有一个绝热活塞
（质量不同，厚度可忽略）．开始时K关闭，两活塞下方和右
活塞上方充有气体（可视为理想气体），压强分别为
p0
和p0；左活塞在汽缸正中间，其上方为真空；
右活塞上方气
3
体体积为V0.现使汽缸底与一恒温热源接触，平衡后左活塞升至汽缸顶部，且与顶部刚好没有接触；然后打开
K，
4
经过一段时间，重新达到平衡．已知外界温度为
T0，不计活塞与汽缸壁间的摩擦．
求：
（1）恒温热源的温度T；
（2）重新达到平衡后左汽缸中活塞上方气体的体积
Vx.
29、喷雾器内有10L水，上部封闭有latm的空气2L。
关闭喷雾阀门，用打气筒向喷雾器内再充入1atm的空气3L（设
外界环境温度一定，空气可看作理想气体）。
（1）当水面上方气体温度与外界沮度相等时，求气体压强，并从徽观上解释气体压强变化的原因。
（2）打开喷雾阀门，喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀，此过程气体是吸热还是放热？
简要说明理由。
30、如图所示，在以加速度a做加速运动的小车上，用质量为m的活塞将气体封闭在气缸内，外界大气压强为p0，
活塞截面积为S，不计活塞与气缸间的摩擦，则气缸内气体的压强是多少？
31、容积为2L的烧瓶，在压强为1.0×105Pa时，用塞子塞住，此时温度为27℃，当把它加热到开了，稍过一会儿，重新把盖子塞好，停止加热并使它逐渐降温到27℃，求：
127℃时，塞子被打
（1）塞子打开前的最大压强（
2）27℃时剩余空气的压强．
32、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3，温度降为27℃，求漏掉多少千克氧气？
5
33、某压缩式喷雾器储液桶的容量为
﹣3
3
﹣3
3
的药液后开始打气，打气过程中药液不会
5.7×10
m往桶内倒入4.2×10
m
向外喷出，如图所示．如果每次能打进
2.5×10﹣4
m3的空气，要使喷雾器内空气的压强达
4atm，应打气几次？
这个
压强能否使喷雾器内的药液全部喷完？
（设大气压强为
1atm）
33、用易拉罐盛装碳酸饮料非常卫生和方便，
V＝355mL。
假设在室温（17℃）罐内装有0.9
压强为1.2atm，则保存温度不能超过多少？
但如果剧烈碰撞或严重受热会导致爆炸。
我们通常用的可乐易拉罐容积
V的饮料，剩余空间充满CO2气体，气体压强为1atm。
若易拉罐承受的
34、有一块防水仪表，密封性能良好，表内外压强差超过
6.0x10
4Pa
时表盘玻璃将爆裂。
某运动员携带此表攀登
珠峰，山下温度为27℃，表内气压为l.0x105Pa；登上珠峰时，表盘玻璃发生爆裂，此时山上气温为－内气体体积的变化可忽略不计。
分析说明表盘玻璃是向外还是向内爆裂，并求山顶大气压强是多少？
23℃。
表（结果保留两位
有效数字）
36、为适应太空环境，去太空旅行的航天员都要穿航天服．航天服有一套生命系统，为航天员提供合适温度、氧气和
气压，让航天员在太空中如同在地面上一样．假如在地面上航天服内气压为1.0×105Pa，气体体积为2L，到达太空后由于外部气压低，航天服急剧膨胀，内部气体体积变为4L，使航天服达到最大体积．若航天服内气体的温度不变，将航天服视为封闭系统．
①求此时航天服内的气体压强；
②若开启航天服封闭系统向航天服内充气，使航天服内的气压恢复到
9.0×104Pa，则需补充
1.0×105Pa的等温气体
多少升？
参考答案
一、计算题
1、答案：
①B、C时的温度分别为177℃，27℃
②A到状态C的过程中放热．
2、解析：
（i）C状态的温度TC＝150K（ii）UC＝150J
3、答案：
（i）活塞静止时气缸内封闭气体的体积为
（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327摄氏度
4、①②
5、答：
（1）活塞与气缸底部之间的距离为20cm；
（2）加热到675K时封闭气体的压强1.5×105pa．
6、
l=0.3m
（2分）
7、
L2＝2L1＝0.2米、
⑥
8、
9、答：
①当活塞再次平衡时，活塞离缸底的高度是；
②大气压强p0为
10、设竖直位置缸内气体的压强为P，由波意耳定律有
（Pa）
11、解：
（1）T2＝455K
（2）此时水银柱的液面高度差h3＝97.5－76＝21.5cm
注入的水银柱体积V注＝（21.5－3）×2＝37cm3
12、答：
（1）最后管下部空气的压强为125cmHg；
（2）活塞下推的距离为15cm．
13、答：
①若缓慢对玻璃管加热，当水银柱上表面与管口刚好相平时，管中气体的温度是318K；
②若保持管内温度始终为33℃，现将水银缓慢注入管中，直到水银柱上表面与管口相平，此时管中气体的压强是
85cmHg．
14、答案：
（1）50cm
（2）60cm
15、答：
（1）左管中空气柱的长度为20cm或37.5cm
（2）左管水银面下降的高度为10cm
16、答：
（1）此时活塞离容器底部高度L′=48cm；
（2）整个柱形容器的高度H=75cm
17、答：
①当左管空气柱长度变为20cm时，左管内气体的压强为52c
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