气体定律总习题

计算题5．若一条鱼儿正在水下10m处戏水，吐出的一个体积为1cm3的气泡．气泡内的气体视为理想气体，且气体质量保持不变，大气压强为P0=1.0×105Pa，g=10m/s2，湖水温度保持不变．气泡到达湖面时的体积多大？6．（12分）如图所示，长为1m，开口竖直向上的玻璃管内，封闭着长为15cm的水银柱，封闭气体的长度为20cm，已知大气压强为75cmHg。现缓慢旋转玻璃管，求：（1）当玻璃管水平放置时，封闭气体的长度为多少（2）当玻璃管开口竖直向下时，封闭气体的长度为多少7．如图，两端封闭的U型细玻璃管竖直放置，管内水银封闭了两段空气柱。初始时空气柱长度分别为l1＝10cm、l2＝16cm，两管液面高度差为h＝6cm，气体温度均为27℃，右管气体压强为P2＝76cmHg。（1）若保持两管气体温度不变，将装置以底边AB为轴缓慢转动90度，求右管内空气柱的最终长度；（2）若保持右管气体温度不变，缓慢升高左管气体温度，求两边气体体积相同时，左管气体的温度。8．如图所示，两端开口、粗细均匀的长直U形玻璃管内由两段水银柱封闭着长度为15cm的空气柱，气体温度为300K时，空气柱在U形管的左侧。（i）若保持气体的温度不变，从左侧开口处缓慢地注入25cm长的水银柱，管内的空气柱长为多少？（ii）为了使空气柱的长度恢复到15cm，且回到原位置，可以向U形管内再注入一些水银，并改变气体的温度，应从哪一侧注入长度为多少的水银柱？气体的温度变为多少？（大气压强P0=75cmHg，图中标注的长度单位均为cm）9．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，中管内水银面与管口A之间气体柱长为lA=40cm，右管内气体柱长为lB=39cm。先将口B封闭，再将左管竖直插入水银槽中，设被封闭的气体为理想气体，整个过程温度不变，若稳定后进入左管的水银面比水银槽水银面低4cm，已知大气压强p0=76cmHg，求。①A端上方气柱长度；②稳定后右管内的气体压强．10．如图所示，长为31cm、内径均匀的细玻璃管开口向上竖直放置，管内水银柱的上端正好与管口齐平，封闭气体的长为10cm，温度为27℃，外界大气压强不变。若把玻璃管在竖直平面内缓慢转至开口竖直向下，这时留在管内的水银柱长为15cm，然后再缓慢转回到开口竖直向上，求：（1）大气压强0p的值；（2）玻璃管重新回到开口竖直向上时空气柱的长度；（3）当管内气体温度缓慢升高到多少℃时，水银柱的上端恰好重新与管口齐平？11．如图所示，密闭气缸直立于水平面上，活塞将气缸分成两部分，上部为真空，下部封有一定量的气体，活塞和缸的顶部连有一轻弹簧，如果活塞处于气缸底部，弹簧刚好处于原长。在图示位置气体的长L1=0.2m，此时弹簧的弹力等于活塞重力的0.8倍。忽略活塞与缸壁间的摩擦。求：将气缸水平放在水平面上时气体的长度L2。12．有一导热气缸，气缸内用质量为m的活塞密封一定质量的理想气体，活塞的横截面积为S，大气压强为0P。如图所示，气缸水平放置时，活塞距离气缸底部的距离为L，现将气缸竖立起来，活塞将缓慢下降，不计活塞与气缸间的摩擦，不计气缸周围环境温度的变化，求活塞静止时到气缸底部的距离。13．如图所示，一粗细均匀的玻璃瓶水平放置，瓶口处有阀门K，瓶内有A、B两部分用一活塞分开的理想气体．开始时，活塞处于静止状态，A、B两部分气体长度分别为2L和L，压强均为P．若因阀门封闭不严，B中气体向外缓慢漏气，活塞将缓慢移动，整个过程中气体温度不变，瓶口处气体体积可以忽略．当活塞向右缓慢移动的距离为0.5L时，（忽略摩擦阻力）求此时：①A中气体的压强；②B中剩余气体与漏气前B中气体的质量比．14．如图所示，竖直放置的圆柱形气缸内有一质量为m的活塞，可在气缸内作无摩擦滑动，活塞下方封闭一定质量的气体。已知活塞截面积为S，大气压强为p0，气缸内气体的热力学温度为T0，重力加速度为g。求：（1）若保持温度不变，在活塞上放一重物，使气缸内气体的体积减小1/3，这时气体的压强和所加重物的质量M。（2）在加压重物的情况下，要使气缸内的气体恢复到原来体积，应对气体加热，使气体温度升高到多少摄氏度？15．如图所示蹦蹦球是一种儿童健身玩具，小明同学在17℃的室内对蹦蹦球充气，已知两球的体积约为2L，充气前的气压为latm，充气筒每次充入0.2L的气体，忽略蹦蹦球体积变化及充气过程中气体温度的变化，求：①充气多少次可以让气体压强增大至3atm；②室外温度达到了-13℃，蹦蹦球拿到室外后，压强将变为多少?16．如图，一带有活塞的气缸通过底部的水平细管与一个上端开口的竖直管相连，气缸与竖直管的横截面面积之比为3：1，初始时，该装置的底部盛有水银；活塞与水银面之间有一定量的气体，气柱高度为l（以cm为单位）；竖直管内的水银面比气缸内的水银面高出3l/8。现使活塞缓慢向上移动11l/32，这时气缸和竖直管内的水银面位于同一水平面上，求初始时气缸内气体的压强（以cmHg为单位）17．(10分)如图，一导热性能良好、内壁光滑的气缸水平放置，横截面积S=1.0×l0-3m2、质量m=2kg、厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一部分理想气体，此时活塞与气缸底部之间的距离l=36cm，在活塞的右侧距离其d=14cm处有一对与气缸固定连接的卡环。气体的温度t=27℃，外界大气压强p0＝l.0×105Pa。现将气缸开口向上竖直放置(g取10m/s2)(1)求此时活塞与气缸底部之间的距离h；(2)如果将缸内气体加热到600K，求此时气体的压强p。1．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，用4cm高的水银柱封闭着51cm长的理想气体，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，直到水银柱上表面与管口相平，求此时管中气体的压强．2．如图所示，一根粗细均匀的细玻璃管开口朝上竖直放置，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，求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?3．(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0p（0p=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．2m/s10g．求活塞的质量和物体A的体积．lhd4．如图所示，一根粗细均匀、内壁光滑、竖直放置的玻璃管下端密封，上端封闭但留有一抽气孔．管内下部被活塞封住一定量的气体（可视为理想气体），气体温度为T1．开始时，将活塞上方的气体缓慢抽出，当活塞上方的压强达到p0时，活塞下方气体的体积为V1，活塞上方玻璃管的容积为3.8V1．活塞因重力而产生的压强为0.5p0．继续将活塞上方抽成真空并密封．整个抽气过程中管内气体温度始终保持不变．然后将密封的气体缓慢加热．求：（1）活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度；（2）当气体温度达到3.2T1时气体的压强．5．如图所示，玻璃管A上端封闭，B上端开口且足够长，两管下端用橡皮管连接起来，A管上端被一段水银柱封闭了一段长为6cm的空气柱，左右两水银面高度差为5cm，已知外界大气压为75cmHg，温度为1t=27℃。热力学温度与摄氏温度的关系为T=t+273k，空气可视为理想气体。现在上下缓慢移动B管，使A管中气柱长度变为5cm，求：①上述操作中B管是向上还是向下移动的？稳定后的气体压强为多大？②A管中气柱长度变为5cm后，保持B管不动而升高气体温度，为使A管中气柱长度恢复到6cm，则温度应升高到多少？6．两端开口、内表面光滑的U形管处于竖直平面内，如图所示，质量均为m＝10kg的活塞A、B在外力作用下静止于左右管中同一高度h处，将管内空气封闭，此时管内外空气的压强均为p0＝1.0×105Pa.左管和水平管横截面积S1＝10cm2，右管横截面积S2＝20cm2，水平管长为3h.现撤去外力让活塞在管中下降，求两活塞稳定后所处的高度．(活塞厚度均大于水平管直径，管内气体初末状态同温，g取10m/s2)7．如图示，光滑水平地面上放有一质量为m的导热气缸，用活塞封闭了一部分气体．活塞质量为，截面积为S，可无摩擦滑动，气缸静止时与缸底距离为L0．现用水平恒力F向右推气缸，最后气缸与活塞达到相对静止状态．已知大气压强为P0．求：（1）稳定时封闭气体的压强（2）稳定时活塞与缸底部的距离？8．如图，上端开口的竖直汽缸由大、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，汽缸及小活塞绝热；初始时氮气和汽缸外大气的压强均为p0，大活塞与大圆筒底部相距，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，有一圆柱形汽缸，上部有一中央开有小圆孔的固定挡板，汽缸内壁的高度是2L，一个很薄且质量不计的活塞封闭一定质量的理想气体．开始时活塞处在离底部L高处，外界大气压为1.0×105Pa，温度为27℃，现对气体加热．（不计活塞与汽缸壁的摩擦）求：（1）当加热到127℃时活塞离底部的高度；（2）当加热到627℃时，气体的压强．2L10．如图所示，内径粗细均匀的U形管，右侧B管上端封闭，左侧A管上端开口，管内注入水银，并在A管内装配有光滑的、质量可以不计的活塞，使两管中均封入L=25cm的空气柱，活塞上方的大气压强为P0=76cmHg，这时两管内水银面高度差h=6cm．今用外力竖直向上缓慢地拉活塞，直至使两管中水银面相平．设温度保持不变，则：A管中活塞向上移动距离是多少？12．如图所示，一水平放置的气缸，由截面积不同的两圆筒联接而成．活塞A、B用一长为l3的刚性细杆连接，B与两圆筒联接处相距ml0.1，它们可以在筒内无摩擦地沿左右滑动．A、B的截面积分别为230cmSA、215cmSB．A、B之间封闭着一定质量的理想气体．两活塞外侧（A的左方和B的右方）都是大气，大气压强始终保持为PaP50100.1．活塞B的中心连一不能伸长的细线，细线的另一端固定在墙上．当气缸内气体温度为KT5401，活塞A、B的平衡位置如图所示，此时细线中的张力为NF301．（i）现使气缸内气体温度由初始的540K缓慢下降，温度降为多少时活塞开始向右移动？（ii）继续使气缸内气体温度缓慢下降，温度降为多少时活塞A刚刚右移到两圆筒联接处？13．如图所示，粗细均匀的管子，竖直部分长为l=50cm，水平部分足够长．当温度为15℃时，竖直管中有一段长h=20cm的水银柱，封闭着一段长l1=20cm的空气柱．设外界大气压强始终保持在76cmHg．求：①被封空气柱长度为l2=40cm时的温度②温度升高至327℃时，被封空气柱的长度l3．14．如图乙所示，两端开口、粗细均匀的足够长玻璃管插在大水银槽中，管的上部有一定长度的水银柱，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，平衡时水银柱的位置如图（h1=h2=5cm，L1=50cm），大气压为75cmHg.求：（i）右管内气柱的长度L2．（ii）关闭阀门A，当温度升至405K时，左侧竖直管内气柱的长度L3（大气压强保持不变）.15．如图，导热性能极好的气缸，高为L=lm，开口向上固定在水平面上，气缸中有横截面积为S=10