高中物理气体压强的微观意义计算题

(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（=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．．求活塞的质量和物体A的体积．

(9分)如图所示，在长为L＝57 cm的一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内，用4 cm高的水银柱封闭着51 cm长的理想气体，管内外气体的温度均为33 ℃。现将水银徐徐注入管中，直到水银面与管口相平，此时管中气体的压强为多少？接着缓慢对玻璃管加热升温至多少时，管中刚好只剩4 cm高的水银柱？(大气压强p₀＝76 cmHg)

如图所示，A气缸截面积为500 cm²，A.B两个气缸中装有体积均为10 L、压强均为1 atm、温度均为27 ℃的理想气体，中间用细管连接．细管中有一绝热活塞M，细管容积不计．现给左面的活塞N施加一个推力，使其缓慢向右移动，同时给B中气体加热，使此过程中A气缸中的气体温度保持不变，活塞M保持在原位置不动．不计活塞与器壁间的摩擦，周围大气压强为1 atm＝10⁵ Pa，当推力F＝×10³ N时，求：

①活塞N向右移动的距离是多少？
②B气缸中的气体升温到多少？

一定质量的理想气体被活塞封闭在气缸内，活塞质量为m、横截面积为S，可沿气缸壁无摩擦滑动并保持良好的气密性，整个装置与外界绝热，初始时封闭气体的温度为T₁，活塞距离气缸底部的高度为H，大气压强为P_o。现用一电热丝对气体缓慢加热，若此过程中电热丝传递给气体的热量为Q，活塞上升的高度为，求：

Ⅰ.此时气体的温度；
Ⅱ.气体内能的增加量。

拔火罐是一种中医疗法，为了探究火罐的吸力，某人设计了如下图实验，圆柱状气缸（横截面积为S）被固定在铁架台上，轻质活塞通过细线与重物m相连，将一团燃烧的轻质酒精棉球从缸底的开关K处扔到气缸内，酒精棉球熄灭时，（设此缸内温度为t℃）密封开光K，此时活塞下的细线刚好拉直且拉力为零，而这时活塞距缸底为L，由于气缸传热良好，重物被吸起，最后重物稳定在距地面处，已知环境温度为27℃不变，与大气压强相当，气缸内的气体可看做理想气体，求t值，

如图所示，内壁光滑的气缸竖直放置，在距气缸底部l=36cm处有一与气缸固定连接的卡环，活塞与气缸底部之间封闭了一定质量的气体。当气体的温度 T₁=300K、大气压强 P₀=1.0×10⁵Pa时，活塞与气缸底部之间的距离l₀=30cm，已知活塞面积为50cm²，不计活塞的质量和厚度。现对缸内气体加热，使活塞缓慢上升，当温度上升至T₂=540K时，求：

①封闭气体此时的压强；②该过程中气体对外做的功。

如图所示，静止的气缸内封闭了一定质量的气体，水平轻杆一端固定在墙壁上，另一端与气缸内的活塞相连。已知大气压强为1.0×10⁵Pa，气缸的质量为50kg，活塞质量不计，其横截面积为0.01m²，气缸与地面间的最大静摩擦力为气缸重力的0.4倍，活塞与气缸之间的摩擦可忽略。开始时被封闭气体压强为1.0×10⁵Pa、温度为27℃，试求：

（1）缓慢升高气体温度，气缸恰好开始向左运动时气体的压强P和温度t；
（2）某同学认为封闭气体的温度只有在27C到（1）问中t之间，才能保证气缸静止不动，你是否同意他的观点？若同意，请说明理由；若不同意，计算出正确的结果。

一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形气缸内，汽缸壁导热良好，活塞可沿气缸壁无摩擦地滑动。开始时气体压强为p，活塞下表面相对于气缸底部的高度为h，外界温度为T₀。现取质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完时，活塞下降了h/4.若此后外界的温度变为T，求重新到达平衡后气体的体积。已知外界大气的压强始终保持不变，重力加速度大小为g。

如图所示，一密闭的截面积为S的圆筒形汽缸，高为H，中间有一薄活塞，用一劲度系数为k的轻弹簧吊着，活塞重为G，与汽缸紧密接触，不导热且气体是同种气体，且质量、温度、压强都相同时，活塞恰好位于汽缸的正中央，设活塞与汽缸壁间的摩擦可不计，汽缸内初始压强为，温度为。求：

(1)弹簧原长
(2)如果将汽缸倒置，保持汽缸Ⅱ部分的温度不变，使汽缸Ⅰ部分升温，使得活塞在汽缸内的位置不变，则汽缸Ⅰ部分气体的温度升高多少?

如图（a）所示，内壁光滑、粗细均匀、左端封闭的玻璃管水平放置。横截面积S＝2.0×10^-5m²的活塞封闭一定质量的气体，气柱长度l₀＝20cm，压强与大气压强相同。缓慢推动活塞，当气柱长度变为l＝5cm时，求：（大气压强p₀＝1.0×10⁵Pa，环境温度保持不变）

（1）玻璃管内气体的压强p
（2）作用在活塞上的推力大小F
（3）在图（b）中画出推动活塞过程中，气体经历的状态变化过程

倾角为的无限长光滑斜面固定在水平面上，一密闭容器封闭一定质量的气体静止放置在斜面上，质量为的活塞把气体分成体积相等的A、B两部分，若活塞与容器接触良好，且活塞的截面积为s，重力加速度为g，P_A为活塞静止时的A部分气体的压强。现释放容器，当活塞相对容器静止时，求A、B两部分气体的体积之比。

如图，长L=100cm，粗细均匀的玻璃管一端封闭。水平放置时，长L₀=50cm的空气柱被水银封住，水银柱长h=30cm。将玻璃管缓慢地转到开口向下的竖直位置，然后竖直插入水银槽，插入后有Δh=15cm的水银柱进入玻璃管。设整个过程中温度始终保持不变，大气压强p₀=75cmHg。求：

(1)插入水银槽后管内气体的压强p；
(2)管口距水银槽液面的距离H。

如图所示，两端开口的U形玻璃管两边粗细不同，粗管B的横截面积是细管A的3倍.两管中水银面与管口距离均为8cm，大气压强为P₀=75cmHg．现将两管口均封闭，保持B内气体温度不变，使A内封闭气体的温度从t=27℃开始缓慢升高，直至两管中水银面高度差为8 cm，求使A内气体应升高到的温度。

如图所示，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体，活塞与容器壁间能无摩擦滑动，容器的横截面积为S。开始时气体的温度为T₀，活塞与容器底的距离为h₀。现将整个装置放在大气压恒为p₀的空气中，当气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后再次平衡，求：

①外界空气的温度是多少？
②在此过程中的密闭气体的内能增加了多少？

如图所示，气缸放置在水平平台上，活塞质量为10 kg，横截面积为50 cm²，厚度为1 cm，气缸全长为21 cm，大气压强为1×10⁵ Pa，当温度为7 ℃时，活塞封闭的气柱长10 cm，若将气缸倒过来放置时，活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通．(g取10 m/s²，不计活塞与气缸之间的摩擦，计算结果保留三位有效数字)

①将气缸倒过来放置，若温度上升到27 ℃，求此时气柱的长度．
②汽缸倒过来放置后，若逐渐升高温度，发现活塞刚好接触平台，求此时气体的温度．