热学大题----2027届高中物理一轮复习常考题型合集习题专项训练含答案【通用版】

这是一份热学大题----2027届高中物理一轮复习常考题型合集习题专项训练含答案【通用版】，共45页。试卷主要包含了用热力学方法可测量重力加速度等内容，欢迎下载使用。
(1)注入水银后左端封闭气体的压强；
(2)注入水银柱的长度。
2．如图所示，导热良好、粗细均匀的足够长玻璃管开口向上竖直放置，管内用一段高度h=8cm的水银柱，封闭了长度L1=24cm的空气柱，已知大气压强p0=76cmHg，初始时环境温度T1=300K。
(1)缓慢加热玻璃管，使温度升至T2=350K，求此时空气柱的长度L2；
(2)保持温度T2不变，将玻璃管顺时针缓慢转动60°，稳定时求空气柱的长度L3。
3．一端封闭、粗细均匀、导热性能良好且足够长的玻璃管内，封闭着一定质量的理想气体，如图所示。已知水银柱的长度，玻璃管开口向上，倾角倾斜放置，稳定时被封闭的空气柱长，大气压强始终为，环境的热力学温度，取重力加速度大小，不计水银与玻璃管壁间的摩擦力。
(1)缓慢转动玻璃管，当玻璃管竖直且开口向上时，求管内空气柱的长度；
(2)缓慢转动玻璃管，并缓慢改变管内气体的温度，当玻璃管竖直且开口向下时，管内空气柱的长度仍为，求管内气体的热力学温度。
4．在一端开口、一端封闭、粗细均匀的导热玻璃管内，一段长的水银柱封闭着一定质量的理想气体，当玻璃管水平放置，环境的热力学温度时，管内封闭的气柱长度，如图甲所示；现将玻璃管缓慢地逆时针旋转，使它开口向上，并竖直浸入热水（图中未画出）中，稳定后玻璃管内气柱的长度仍为，如图乙所示。已知外界大气压强恒为，求：
(1)图乙中管内气体的压强；
(2)图乙中管内气体的热力学温度。
5．如图，竖直放置的封闭玻璃管由管径不同、长度均为的A、B两段细管组成，A管的内径是B管的2倍，B管在上方。管内空气被一段水银柱隔开。水银柱在两管中的长度均为。现将玻璃管倒置使A管在上方，平衡后，A管内的空气柱长度改变。求B管在上方时，玻璃管内两部分气体的压强。（气体温度保持不变，以为压强单位）
6．如图所示，竖直面内有一粗细均匀的U形玻璃管。初始时，U形管右管上端封有压强的理想气体A，左管上端封有长度的理想气体B，左右两侧水银面高度差，此时A、B气体的温度均为。
（1）求初始时理想气体B的压强；
（2）保持气体A温度不变，对气体B缓慢加热，求左侧液面下降4cm时气体B的温度。
7．如图所示的装置中，三支玻璃管A、B和C用细管连通，A、B两管上端等高，A管上端封闭，B管上端与大气相通，管内装有水银且A、B两管内的水银面等高，C管中的活塞可滑动且密封性良好。A、B和C竖直且整个装置平衡，A、B管中的空气柱长度均为，C管中的水银柱足够长。现将C管中的活塞缓慢向上推，直到B管中的水银上升到管口。已知大气压强，A、B的横截面积相等，C的横截面积为A横截面积的3倍，封闭气体可视为理想气体，活塞移动过程中整个装置的温度保持不变。求：
(1)B管中的水银上升到管口时，A管中气体的压强；
(2)C管中的活塞向上移动的距离d。
8．如图所示，在竖直平面内放置粗细均匀的U型玻璃管内装有水银，左侧管口封闭。左侧管内封闭一定质量的理想气体A，气体A的长度，右侧管内一轻质活塞封闭一定质量的理想气体B，气体B的长度，两侧管内水银液面的高度差，现对轻质活塞施加竖直向下的力F，使活塞缓慢下降直至两侧管内水银液面相平。已知大气压强，玻璃管导热性能良好，环境温度不变，不计活塞与玻璃管的摩擦，活塞不漏气。求：
(1)施加力F前，气体A的压强；
(2)施加力F后，活塞下降的距离。
9．如图所示，一根长度为L = 120 cm、横截面积为S、两端封闭、粗细均匀且导热良好的玻璃管竖直放置。在玻璃管顶部开一小孔。堵住小孔，管内有一段高h = 30 cm的水银柱，上方为真空，下方则封闭着长为a = 60 cm的空气柱。已知玻璃管所处地理位置的大气压强p0 = 60 cmHg，热力学温度T1 = 300 K，空气可视为理想气体。
(1)若只缓慢加热玻璃管，当水银刚到达玻璃管顶部时，求封闭气体的热力学温度T2；
(2)若松开孔，空气从外界进入，最终稳定时，水银柱下降距离Δh（整个过程外界温度为T1保持不变）。
10．用热力学方法可测量重力加速度。如图所示，粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内用液柱封闭了一段长度为的空气柱。液柱长为h，密度为。缓慢旋转细管至水平，封闭空气柱长度为，大气压强为。
(1)若整个过程中温度不变，求重力加速度g的大小；
(2)考虑到实验测量中存在各类误差，需要在不同实验参数下进行多次测量，如不同的液柱长度、空气柱长度、温度等。某次实验测量数据如下，液柱长，细管开口向上竖直放置时空气柱温度。水平放置时调控空气柱温度，当空气柱温度时，空气柱长度与竖直放置时相同。已知。根据该组实验数据，求重力加速度g的值。
11．如图所示，粗细均匀的U形玻璃管竖直放置，右管口封闭，右管内封闭有长度为（单位为）、热力学温度为T0、压强为（为大气压强，是未知量）的理想气体，左、右两管的水银面高度差为，缓慢升高右管内气体的温度，使左管的水银面比右管的水银面高。
(1)求大气压强（以为压强单位）；
(2)求此时右管内气体的热力学温度；
(3)保持右管内气体的热力学温度为，从左端管口向玻璃管中缓慢注入适量水银，直至右管内气体的长度为，求注入的水银柱的长度x。
12．如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一段高度为2.0cm的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为2.0cm。若将细管倒置，水银柱下表面恰好位于管口处，且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同。已知大气压强为76cmHg，环境温度为296K。
（1）求细管的长度；
（2）若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止，求此时密封气体的温度。

训练二：活塞气缸模型
13．如图，竖直放置的汽缸内有一横截面积的活塞，活塞质量忽略不计，活塞与汽缸无摩擦且密封良好。若活塞保持静止，气缸内密封一定质量的理想气体，气体温度，气体体积。设大气压强，重力加速度 。
(1)若加热气体，使活塞缓慢上升，当气体体积变为，求气体温度；
(2)若往活塞上轻放质量为的重物，且活塞下降过程中气体温度T0不变，求稳定后的气体体积。
14．如图所示，用轻质活塞（厚度不计）在导热良好的汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间的摩擦忽略不计，开始时活塞距离汽缸底部高度，气体的温度；现给汽缸缓慢加热至，活塞缓慢上升到距离汽缸底部某一高度处，此过程中缸内气体增加的内能。已知该装置周围大气压强，活塞横截面积。求：
(1)活塞距离汽缸底部的高度；
(2)此过程中缸内气体吸收的热量。
15．如图所示，两端开口的导热汽缸竖直放置，用轻杆连接的A、B两活塞面积分别为、，质量分别为、1kg。用销钉P将A栓住，环境温度为300K，封闭气体压强为。已知大气压强，重力加速度大小g取，不计一切摩擦，缸内气体可视为理想气体。
(1)当环境温度变为285K时，求封闭气体的压强。
(2)当环境温度变为多少时，拔掉销钉后活塞还能保持静止？
16．某汽车的空气悬架可简化为竖直放置的气缸，气缸内封闭着一定质量的理想气体，活塞上方连接车身，如图所示。已知活塞的横截面积为，不计活塞重力和厚度及与气缸间的阻力。初始状态下，车身及负载对活塞产生的总压力为，外部大气压强，气缸内气体的温度，此时活塞距离缸底的高度。
(1)求初始状态下气缸内气体的压强。
(2)若环境温度缓慢升高，气缸内气体的温度从升至，求稳定后活塞距离缸底的高度。
17．横截面积为S的轻质活塞将一定质量的理想气体封闭在竖直放置、导热良好的圆柱形汽缸内，初始时外界的热力学温度为，活塞下表面距汽缸底部的高度为h。现将一小物块轻放在活塞上表面，如图所示，再次平衡时，活塞下表面距汽缸底部的高度为。大气压强恒为，重力加速度大小为g，活塞和汽缸间的摩擦可忽略。
(1)求小物块的质量m；
(2)若外界温度缓慢升高，当活塞恢复到初始位置时再次稳定，求此时外界的热力学温度T。
18．我国“天宫”空间站环控生保系统需精准控制气体状态。如图所示，地面上某储存舱简化成内壁光滑的汽缸，不计质量的活塞将一定质量的理想气体封闭在缸内。初始状态压强，体积，温度。用电热丝缓慢加热至温度，气体吸收热量。求：
(1)加热后气体的体积；
(2)气体内能的变化量。
19．如图，一竖直放置的汽缸内密封有一定量的气体，一不计厚度的轻质活塞可在汽缸内无摩擦滑动，移动范围被限制在卡销a、b之间，b与汽缸底部的距离，活塞的面积为。初始时，活塞在卡销a处，汽缸内气体的压强、温度与活塞外大气的压强、温度相同，分别为和。在活塞上施加竖直向下的外力，逐渐增大外力使活塞缓慢到达卡销b处（过程中气体温度视为不变），外力增加到并保持不变。
（1）求外力增加到时，卡销b对活塞支持力的大小；
（2）再将汽缸内气体加热使气体温度缓慢升高，求当活塞刚好能离开卡销b时气体的温度。
20．如图，一竖直放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体，两活塞用一轻质弹簧连接，汽缸连接处有小卡销，活塞Ⅱ不能通过连接处。活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为、m，面积分别为、S，弹簧原长为l。初始时系统处于平衡状态，此时弹簧的伸长量为，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等，两活塞间气体的温度为。已知活塞外大气压强为，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，不计弹簧的体积。（重力加速度常量g）
（1）求弹簧的劲度系数；
（2）缓慢加热两活塞间的气体，求当活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，活塞间气体的压强和温度。
21．如图所示，在竖直放置、开口向上的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分理想气体，活塞横截面积为S，能无摩擦地滑动。初始时容器内气体的温度为，气柱的高度为h。当容器内气体从外界吸收一定热量后，活塞缓慢上升再次平衡。已知容器内气体内能变化量ΔU与温度变化量ΔT的关系式为，C为已知常数，大气压强恒为，重力加速度大小为g，所有温度为热力学温度。求
（1）再次平衡时容器内气体的温度。
（2）此过程中容器内气体吸收的热量。
22．如图所示，一竖直放置的绝热圆柱形汽缸上端开口，其顶端有一卡环，导热活塞M、绝热活塞N将两部分理想气体A、B封闭在汽缸内。初始时，A、B两部分气体的温度均为，活塞距卡环的距离为0.5L，两活塞的间距为，活塞距汽缸底的距离为3L；现用加热装置（体积忽略不计）缓慢加热气体B，使其温度升高。已知外界大气压为，环境温度为且保持不变，汽缸的横截面积为，两活塞的厚度、质量及活塞与汽缸之间的摩擦均忽略不计。求：
(1)活塞M刚好到达卡环处时，气体B的温度；
(2)当气体B温度达到时，卡环对活塞的作用力大小。
23．某充气式座椅简化模型如图所示，导热性能良好的两个汽缸通过活塞分别封闭质量相等的两部分同种理想气体，活塞通过轻弹簧相连，整个装置竖直静置在水平地面上。已知两个汽缸的质量均为（汽缸壁的厚度不计），活塞的横截面积均为S，活塞的质量和厚度不计。初始环境温度为，封闭气体的初始长度均为，在环境温度缓慢升至过程中，气体总内能增加了。已知轻弹簧的劲度系数为、原长为，弹簧形变始终在弹性限度内，大气压强为，重力加速度为，活塞始终未脱离汽缸，不计活塞与汽缸之间的摩擦。求：
(1)环境温度为时，活塞离水平地面的高度；
(2)升温过程A气体从外界吸收的热量。
24．如图所示，竖直放置在水平桌面上的左、右两汽缸粗细均匀，内壁光滑，横截面积分别为、，由体积可忽略的细管在底部连通。两汽缸中各有一轻质活塞将一定质量的理想气体封闭，左侧汽缸底部与活塞用轻质细弹簧相连。初始时，两汽缸内封闭气柱的高度均为，弹簧长度恰好为原长。现往右侧活塞上表面缓慢添加一定质量的沙子，直至右侧活塞下降，左侧活塞上升。已知大气压强为，重力加速度大小为，汽缸足够长，汽缸内气体温度始终不变，弹簧始终在弹性限度内。求：
(1)最终汽缸内气体的压强；
(2)添加的沙子质量。
25．如图所示，一根劲度系数的轻质弹簧上端固定，下端与一质量为的绝热活塞连接并悬挂一绝热气缸。活塞与气缸内封闭着一定质量的理想气体。气缸内部带有加热装置，顶部开口且有卡扣，以保证活塞不会脱离。气缸内部高为H、底面积为S。初始时缸内气体温度为，活塞到气缸底部的距离为0.5H，弹簧被拉伸了0.5H。现缓慢加热气体使气缸下降到活塞恰好到达气缸顶部。已知大气压强恒为，重力加速度为g，忽略活塞和气缸壁的厚度及加热装置的体积，不计一切摩擦。求：
(1)绝热气缸的总质量M；
(2)已知在整个加热过程中，气体吸收的热量为Q，求气体内能的变化量。
26．电梯轿厢内有一质量为、横截面积为的汽缸，汽缸内用质量为的活塞封闭一定质量的理想气体。初始时，汽缸静止在轿厢底部，气柱高度（如图甲）；用轻绳将活塞与轿厢顶部连接，当电梯以加速度匀加速上升至稳定状态时，气柱高度变为（如图乙）。已知大气压强，轿厢内温度恒定，汽缸导热良好，不计活塞与汽缸壁间的摩擦，重力加速度。求：
(1)图甲所示状态下，汽缸内气体压强的大小；
(2)图乙所示状态下，电梯的加速度的大小。
训练三：变质量问题、关联气体问题
27．已知某型号汽车轮胎的容积为，初始时车胎内气体压强为、温度为。由于寒潮突至，轮胎内温度降至。轮胎容积始终保持不变。求降温后
(1)车胎内气体压强；
(2)为使车胎压强达到，需要从外界缓慢充入温度为、压强为的气体体积多大？
28．一篮球内的标准气压值，容积，某次比赛前测得所用篮球内气压，现用容积为的打气筒给篮球打气，设每次打气都能将气筒内气体全部压进篮球内，打气过程气体温度及篮球的容积均不变，大气压强。求：
(1)打气筒需要打气几次能使篮球内气体达到标准值；
(2)打入篮球的气体质量m与篮球内原有气体的质量之比。
29．为方便抽取密封药瓶里的药液，护士一般先用注射器注入少量气体到药瓶里后再抽取药液，如图所示，某种药瓶的容积为0.9mL，内装有0.5mL的药液，瓶内气体压强为，护士把注射器内横截面积为、长度为0.4cm、压强为的气体注入药瓶，若瓶内外温度相同且保持不变，气体视为理想气体，求此时药瓶内气体的压强。
30．如图所示，底部带有阀门K的导热汽缸静置在水平地面上，质量为m、横截面积为S的活塞将汽缸内的空气分为高度均为h的上、下两部分，初始时上面封闭空气的压强恰好等于外界大气压强。现用打气筒从阀门K处缓慢充入空气，使活塞缓慢上升。已知重力加速度大小为g，大气压强恒为，活塞可在汽缸内无摩擦滑动且汽缸不漏气，空气可视为理想气体，不考虑空气温度的变化，当活塞上升时，求：
（1）活塞上方封闭空气的压强p；
（2）活塞下方原来封闭的空气与充入空气的质量之比k。
31．“自嗨锅”是一种自热火锅，其原理类似于体积不变的密闭加热容器。假设该锅内含有气体（视为理想气体）的体积为，密度为，加热前，气体的温度为，初始压强为（为外界大气压），使用加热包后，气体的温度达到，该锅会导热。
（ⅰ）求此时封闭气体的压强；
（ⅱ）经过一段时间的冷却后，气体的温度降低了，此时打开排气口，让气体排出，锅内气压和外界气压一致，求排出气体的质量m。
32．如图所示为喷洒农药用的某种喷雾器、其药液桶的总容积为，装入药液后，封闭在药液上方的空气体积为，打气筒活塞每次可以打进的空气，忽略打气和喷药过程气体温度的变化。求：
(1)若要使气体压强增大到，应打气多少次？
(2)如果压强达到时停止打气，并开始向外喷药，那么当喷雾器不能再向外喷药时，桶内剩下的药液还有多少升？
33．差压阀可控制气体进行单向流动，广泛应用于减震系统。如图所示，A、B两个导热良好的汽缸通过差压阀连接，A内轻质活塞的上方与大气连通，B内气体体积不变。当A内气体压强减去B内气体压强大于时差压阀打开，A内气体缓慢进入B中；当该差值小于或等于时差压阀关闭。当环境温度时，A内气体体积，B内气体压强等于大气压强，已知活塞的横截面积，，，重力加速度大小取，A、B内的气体可视为理想气体，忽略活塞与汽缸间的摩擦、差压阀与连接管内的气体体积不计。当环境温度降到时：
（1）求B内气体压强；
（2）求A内气体体积；
（3）在活塞上缓慢倒入铁砂，若B内气体压强回到并保持不变，求已倒入铁砂的质量。
34．如图，刚性容器内壁光滑、盛有一定量的气体，被隔板分成A、B两部分，隔板与容器右侧用一根轻质弹簧相连（忽略隔板厚度和弹簧体积）。容器横截面积为S、长为2l。开始时系统处于平衡态，A、B体积均为Sl，压强均为，弹簧为原长。现将B中气体抽出一半，B的体积变为原来的。整个过程系统温度保持不变，气体视为理想气体。求：
（1）抽气之后A、B的压强。
（2）弹簧的劲度系数k。
35．汽车刹车助力装置能有效为驾驶员踩刹车省力．如图，刹车助力装置可简化为助力气室和抽气气室等部分构成，连杆与助力活塞固定为一体，驾驶员踩刹车时，在连杆上施加水平力推动液压泵实现刹车．助力气室与抽气气室用细管连接，通过抽气降低助力气室压强，利用大气压与助力气室的压强差实现刹车助力．每次抽气时，打开，闭合，抽气活塞在外力作用下从抽气气室最下端向上运动，助力气室中的气体充满抽气气室，达到两气室压强相等；然后，闭合，打开，抽气活塞向下运动，抽气气室中的全部气体从排出，完成一次抽气过程．已知助力气室容积为，初始压强等于外部大气压强，助力活塞横截面积为，抽气气室的容积为。假设抽气过程中，助力活塞保持不动，气体可视为理想气体，温度保持不变。
（1）求第1次抽气之后助力气室内的压强；
（2）第次抽气后，求该刹车助力装置为驾驶员省力的大小。
36．某些鱼类通过调节体内鱼鳔的体积实现浮沉。如图所示，鱼鳔结构可简化为通过阀门相连的A、B两个密闭气室，A室壁厚、可认为体积恒定，B室壁薄，体积可变；两室内气体视为理想气体，可通过阀门进行交换。质量为M的鱼静止在水面下H处。B室内气体体积为V，质量为m；设B室内气体压强与鱼体外压强相等、鱼体积的变化与B室气体体积的变化相等，鱼的质量不变，鱼鳔内气体温度不变。水的密度为ρ，重力加速度为g。大气压强为p0，求：
（1）鱼通过增加B室体积获得大小为a的加速度、需从A室充入B室的气体质量m；
（2）鱼静止于水面下H1处时，B室内气体质量m1。
训练四：功、热和内能的关系
37．池塘水面温度为，一个体积为的气泡从深度为的池塘底部缓慢上升至水面，其压强随体积的变化图像如图所示，气泡由状态1变化到状态2。水的密度为，水面大气压强，气泡内气体看作是理想气体，重力加速度大小为。求：
(1)池底的温度；
(2)若该过程气泡中气体内能增加，气体所吸收的热量。
38．如图，一定质量的理想气体经历从的变化过程，在此过程中气体从外界吸收了的热量，气体对外界做了的功。已知状态A时气体压强为、气体内能，求：
(1)状态B时气体的压强；
(2)状态C时气体的内能。
39．如图，一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C。状态A的体积、温度、压强，状态B的温度，状态C的压强。求气体
(1)在状态B的体积；
(2)在状态C的温度；
(3)在整个过程中与外界之间传递的热量，并判断气体吸热还是放热？
40．气撑杆是利用气体的压缩和膨胀辅助开关柜门的装置，简化原理图如图所示，某时刻活塞与导热缸筒密封压强为p、体积为V的高压气体。缓缓打开柜门，缸筒内气体体积变成1.5V；快速关闭柜门，缸筒内气体压强立即变成1.6p，体积恢复为V。已知环境温度为T0，缸内气体可视作理想气体，其内能与热力学温度成正比，即U=CT，C为已知常数。求：
(1)柜门打开时缸内气体的压强；
(2)快速关闭柜门后瞬间缸内气体的温度；
(3)快速关闭柜门过程中活塞对气体所做的功。
41．“拔火罐”是我国传统医学的一种疗法。治疗时，医生将开口面积为S的玻璃罐加热，使罐内空气温度升至，然后迅速将玻璃罐倒扣在患者皮肤上（状态1）。待罐内空气自然冷却至室温，玻璃罐便紧贴在皮肤上（状态2）。从状态1到状态2过程中罐内气体向外界放出热量。已知，，。忽略皮肤的形变，大气压强。求：
(1)状态2时罐内气体的压强；
(2)状态1到状态2罐内气体内能的变化；
(3)状态2时皮肤受到的吸力大小。
42．一定质量的理想气体经历如图所示的循环过程，已知气体初始状态参数如下：状态a的压强，体积，温度；为等压过程，状态b的体积；为绝热过程，气体对外做功；为等温过程。
(1)求过程中，气体从外界吸收的热量；
(2)现将该理想气体充入容积为的储气罐中，储气罐初始温度为、压强为，充入后储气罐内气体温度降至，压强变为。求充入储气罐的气体在状态a下的体积（不计充气过程气体泄漏，充气后储气罐内气体可视为理想气体）。
43．在如图所示的V-T图像中，一定质量的理想气体从状态a出发，经历（a→b→c→d→a的循环过程回到状态a。已知气体在状态d下的压强为 求：
(1)气体在状态c下的压强；
(2)整个过程气体吸收或放出的热量。
44．在温度为的车间给容积为40L的氧气瓶充好氧气，测得瓶内压强，该瓶氧气内能与温度间的关系为（k为常数且已知），把氧气瓶运送到温度为工地上分装给氧气袋，分装多个氧气袋后测得瓶内的压强为。若忽略氧气瓶因热胀冷缩造成的容积偏差，取为0K。试求：
(1)氧气瓶从车间运送到工地，分装前向外界释放的热量；
(2)分装后剩余的氧气质量与分装前氧气总质量的比值；
(3)设分装前的氧气袋内无气体，分装后每个氧气袋的容积为10L，压强为，则分装了多少个氧气袋？
45．一定质量的某种理想气体，沿p-T图像中箭头所示方向，从状态A开始先后变化到状态B、C、D，其中状态A和状态D温度相同，BA、CD的延长线经过坐标原点。已知气体在状态A时的体积为1.0L。求：
(1)气体在状态C时的体积；
(2)气体在A→B→C→D过程中吸收的总热量Q。
46．如图所示，一定质量的理想气体可经过程从A状态变化到C状态。已知、及气体处于A状态时温度为。求：
(1)气体处于B状态时的温度；
(2)过程外界对气体做的功；
(3)过程气体放出的热量。
《热学大题》参考答案
1．(1)100cmHg
(2)35cm
【详解】（1）对U型管左端空气柱，根据
解得注入水银后左端封闭气体的压强为
（2）当时，根据压强关系U型管左右两端水银面的高度差为
则此过程中注入水银柱的长度为
2．(1)
(2)
【详解】（1）温度从升高到的过程，封闭气体做等压变化，设玻璃管的横截面积为，则
代入数据，解得
（2）保持温度不变，将玻璃管顺时针旋转，管内气体的压强为
初始状态，管内气体的压强为
根据理想气体状态方程
代入数据，解得
3．(1)
(2)
【详解】（1）由题意可知，初始时封闭气体的压强为
当玻璃管竖直且开口向上时，封闭气体的压强为
设玻璃管的横截面积为，根据玻意耳定律可得
解得
（2）当玻璃管竖直且开口向下时，封闭气体的压强为
由题意可知，封闭气体的体积不变，根据查理定律可得
代入数据，解得
4．(1)
(2)360K
【详解】（1）根据平衡条件有
解得
（2）根据理想气体状态方程，体积不变，有
解得
5．，
【详解】设B管在上方时上部分气压为pB，则此时下方气压为pA，此时有
倒置后A管气体压强变小，即空气柱长度增加1cm，A管中水银柱减小1cm，A管的内径是B管的2倍，则
可知B管水银柱增加4cm，空气柱减小4cm；设此时两管的压强分别为、，所以有
倒置前后温度不变，根据玻意耳定律对A管有
对B管有
其中
联立以上各式解得
6．（1）；（2）
【详解】（1）根据题意，设初始时理想气体B的压强为，则有
解得
（2）左侧液面下降4cm时，右侧液面上升4cm，初状态理想气体A的长度为
压强为，末状态理想气体A的长度为
压强为，则有
解得
则末状态理想气体B的压强为
对气体B有
解得
7．(1)
(2)
【详解】（1）设B管中的水银上升到管口时，A管中空气柱的长度为，则有
根据
解得
（2）设A管中水银柱上升的高度为，则有，
解得
8．(1)80cmHg
(2)3.5cm
【详解】（1）对轻活塞受力分析可知，施加F前，气体B的压强
根据两侧管内水银液面的高低，可得
（2）当两侧液面相平时，左侧管内液面升高
右侧管内液面降低
此时气体A的长度
对气体A，根据玻意耳定律有
解得
两侧是水银液面相平，有
对气体B，根据玻意尔定律有
解得气体B的长度
故活塞下降的距离为
9．(1)
(2)
【详解】（1）题意可知水银刚到达玻璃管顶部时，空气柱的长度为
由等压过程规律知
代入数据得
（2）据题意，原封闭空气柱压强
稳定后空气柱压强
代入数据得
由等温过程规律知
代入数据解得
10．(1)
(2)
【详解】（1）竖直放置时里面气体的压强为
水平放置时里面气体的压强
由等温过程可得
解得
（2）由定容过程
代入数据可得
11．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）由平衡条件有
解得
（2）当左管的水银面比右管的水银面高时，右管内气体的长度为，气体的压强
由理想气体状态方程有
解得
（3）气体的压强
由等容变化有
结合，解得
12．（1）41cm；（2）312K
【分析】以“液柱”为模型，通过对气体压强分析，利用玻意耳定律和盖-吕萨克定律求得细管长度和温度，找准初末状态、分析封闭气体经历的变化时关键。易错点：误把气体长度当成细管长度。
【详解】（1）设细管的长度为L，横截面的面积为S，水银柱高度为h；初始时，设水银柱上表面到管口的距离为h，被密封气体的体积为V，压强为p；细管倒置时，气体体积为V1，压强为p1。由玻意耳定律有
pV=p1V1
由力的平衡条件可得，细管倒置前后后，管内气体压强有
p=p0+ρgh=78cmHg，p1S=p0S–ρghS=74cmHg
式中，ρ、g分别为水银的密度和重力加速度的大小，p0为大气压强。由题意有
V=S（L–h1–h），V1=S（L–h）
联立解得
L=41cm
（2）设气体被加热前后的温度分别为T0和T，由盖–吕萨克定律有
则
T=312K
13．(1)
(2)
【详解】（1）活塞缓慢上升过程中，气体做等压变化，根据盖-吕萨克定律
代入数值解得
（2）设稳定后气体的压强为，根据平衡条件有
分析可知初始状态时气体压强与大气压相等为，整个过程根据玻意耳定律
联立解得
14．(1)1.0m
(2)500J
【详解】（1）由题意知，气体做等压变化，根据盖-吕萨克定律得
其中体积，体积
联立解得
（2）在缓慢加热过程中，气体膨胀对外做功为
根据热力学第一定律可得气体内能的变化量为
解得
15．(1)
(2)
【详解】（1）气体发生等容变化，由查理定律
解得
（2）活塞静止时，分析 A、B受力
气体发生等容变化，由查理定律
解得
16．(1)
(2)10.5cm
【详解】（1）活塞处于平衡状态，由平衡条件可得
解得
（2）缸内气体的压强始终保持不变，气体做等压变化，根据盖吕萨克定律有
联立解得活塞距缸底高度为
17．(1)；
(2)
【详解】（1）设小物块轻放在活塞上表面，再次平衡后封闭气体的压强为，对活塞受力分析有
根据玻意耳定律有
解得
（2）根据查理定律有
解得
18．(1)
(2)
【详解】（1）气体发生等压变化，由盖—吕萨克定律，得
解得
（2）等压过程，气体对外做功为
由热力学第一定律，得
解得
19．（1）100N；（2）327K
【详解】（1）活塞从位置到过程中，气体做等温变化，初态
、
末态
、
根据
解得
此时对活塞根据平衡条件
解得卡销b对活塞支持力的大小
（2）将汽缸内气体加热使气体温度缓慢升高，当活塞刚好能离开卡销b时，气体做等容变化，初态
，
末态，对活塞根据平衡条件
解得
设此时温度为，根据
解得
20．（1）；（2），
【详解】（1）设封闭气体的压强为，对两活塞和弹簧的整体受力分析，由平衡条件有
解得
对活塞Ⅰ由平衡条件有
解得弹簧的劲度系数为
（2）缓慢加热两活塞间的气体使得活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，对两活塞和弹簧的整体由平衡条件可知，气体的压强不变依然为
即封闭气体发生等压过程，初末状态的体积分别为
，
由气体的压强不变，则弹簧的弹力也不变，故有
有等压方程可知
解得
21．（1）；（2）
【详解】（1）气体进行等压变化，则由盖吕萨克定律得
即
解得
（2）此过程中气体内能增加
气体对外做功大小为
由热力学第一定律可得此过程中容器内气体吸收的热量
22．(1)
(2)
【详解】（1）在活塞到达卡环前，活塞质量忽略不计，受力平衡，所以气体的压强始终为
活塞导热，环境温度保持为，因此气体始终满足等温变化，即
对气体由理想气体状态方程知，因其压强和温度都不变，所以体积不变。故两活塞间距始终为，即活塞、一起上升。初态时气体的高度为，当活塞恰好到达卡环时，活塞上升了，因此活塞也上升了，于是气体的高度变为
又由于活塞质量忽略不计，始终受力平衡，所以在这一阶段
即气体做等压膨胀。由盖吕萨克定律，
代入，得。
（2）从活塞刚好顶到卡环开始继续加热，活塞位置固定不动。设此时两活塞间距离为，则气体的体积为
由于气体始终与环境通过导热活塞保持热平衡，所以它做等温变化。以活塞刚碰到卡环时为初态，有
故
而活塞受力平衡，所以
此时气体的高度为
所以体积为
对气体，取活塞刚碰到卡环时为初态，彼时，，
末态时
由理想气体状态方程，有
代入，得
解得
因此末态气体的压强为
再对活塞受力分析：下方气体对它向上的压力为，上方大气对它向下的压力为，卡环对它向下的作用力为。由平衡条件
所以
因此。
23．(1)
(2)
【详解】（1）B气体的压强不变，由盖-吕萨克定律得
解得
对气体A所在汽缸与活塞整体受力分析，设弹簧的形变量为，则
稳定时活塞离地的高度
所以
（2）A气体的压强也保持不变，同理由盖一吕萨克定律知气体A末状态的长度
对汽缸C受力分析得
解得
由于质量相等的同种理想气体，状态变化相同，所以
对气体A由热力学第一定律得
其中
解得
24．(1)
(2)
【详解】（1）对左右汽缸内所封的气体，初态压强
体积
末态体积
设末态压强，根据玻意耳定律可得
解得
（2）对右边活塞受力分析可知
解得
25．(1)
(2)
【详解】（1）温度为时，对活塞分析，根据平衡条件，有
解得。
对气缸分析，根据平衡条件，有
解得
（2）活塞恰好到达气缸顶部的过程中，气体做等压变化
解得
当气体温度为时，体积为；当活塞恰好到达气缸顶部时，气体温度为，所以气体温度由加热到的过程中，气体作等压变化，故气体对外做功为
根据热力学第一定律可得
26．(1)
(2)
【详解】（1）对活塞受力分析，由平衡条件
解得
（2）气体做等温变化，由玻意耳定律
其中，
联立解得
对汽缸受力分析，由牛顿第二定律有
联立解得
27．(1)
(2)
【详解】（1）对理想气体，由查理定律可得
其中，
解得
（2）为使车胎压强达到，设从外界缓慢充入温度为、压强为的气体体积为，由理想气体状态方程可得
解得
28．(1)9次
(2)
【详解】（1）因为打气过程中气体温度不变，根据玻意耳定律可知
代入数据解得
次
（2）由玻意耳定律可知
解得
29．
【详解】以注入后的所有气体为研究对象，由题意可知瓶内气体发生等温变化，设瓶内气体体积为V1,有
注射器内气体体积为V2，有
根据理想气体状态方程有
代入数据解得
【点睛】
30．（1）；（2）
【详解】（1）根据题意，由玻意耳定律，对活塞上方封闭空气有
其中
解得
（2）根据题意，设活塞下方封闭空气初状态的压强为，活塞下方封闭空气末状态的压强为，假设末状态活塞下方封闭空气等温膨胀到时的体积为V，则有
由玻意耳定律有
塞下方原来封闭的空气与充入空气的质量之比为
解得
31．（ⅰ）；（ⅱ）
【详解】（ⅰ）加热锅时，锅内气体的体积不变，有
解得
（ⅱ）设排气后气体最终的体积（包括排出部分）为，则根据气体状态方程有
解得
体积的变化量为
又有
排出气体的质量
32．(1)20次
(2)10L
【详解】（1）设应打气n次，初态为，
末态为
根据玻意耳定律得
解得
（2）由题意可知
根据玻意耳定律得
代入数据解得
剩下的药液为
33．（1）；（2）；（3）
【详解】（1、2）假设温度降低到时，差压阀没有打开，A、B两个汽缸导热良好，B内气体做等容变化，初态
，
末态
根据
代入数据可得
A内气体做等压变化，压强保持不变，初态
，
末态
根据
代入数据可得
由于
假设成立，即
（3）恰好稳定时，A内气体压强为
B内气体压强
此时差压阀恰好关闭，所以有
代入数据联立解得
34．（1），；（2）
【详解】（1）设抽气前两体积为，对气体A分析：抽气后
根据玻意耳定律得
解得
对气体B分析，若体积不变的情况下抽去一半的气体，则压强变为原来的一半即，则根据玻意耳定律得
解得
（2）由题意可知，弹簧的压缩量为，对活塞受力分析有
根据胡克定律得
联立得
35．（1）；（2）
【详解】（1）以助力气室内的气体为研究对象，则初态压强p0，体积V0，第一次抽气后，气体体积
根据玻意耳定律
解得
（2）同理第二次抽气
解得
以此类推……
则当n次抽气后助力气室内的气体压强
则刹车助力系统为驾驶员省力大小为
【点睛】
36．（1）；（2）
【详解】（1）由题知开始时鱼静止在H处，设此时鱼的体积为，有
且此时B室内气体体积为V，质量为m，则
鱼通过增加B室体积获得大小为a的加速度，则有
联立解得需从A室充入B室的气体质量
（2）B室内气体压强与鱼体外压强相等，则鱼静止在H处和水面下H1处时，B室内的压强分别为
，
由于鱼静止时，浮力等于重力，则鱼的体积不变，由于题可知，鱼体积的变化与B室气体体积的变化相等，则鱼在水下静止时，B室内气体体积不变，由题知开始时鱼静止在H处时，B室内气体体积为V，质量为m，由于鱼鳔内气体温度不变，若，则在H处时，B室内气体需要增加，设吸入的气体体积为ΔV，根据玻意耳定律有
则此时B室内气体质量
若，则在H处时，B室内气体需要减少，设释放的气体体积为ΔV，根据玻意耳定律有
则此时B室内气体质量
37．(1)282K
(2)0.55J
【详解】（1）气泡在池底时压强
由理想气体状态方程得
解得
（2）由图可知，气泡在上升过程中平均压强
由得气体做的功大小为
解得
由热力学第一定律得气体吸收的热量
38．(1)
(2)
【详解】（1）状态A→B为等容过程，由查理定律得
解得
（2）由热力学第一定律得
解得
39．(1)
(2)
(3)吸热
【详解】（1）由图可知，由状态A到状态B为等压变化，根据盖-吕萨克定律可得
代入数据解得：
（2）由题可知B到C为等容变化，根据查理定律可得
代入数据解得：
（3）根据上述分析可知，状态A的温度与状态C的温度相同，因此整个过程中，气体的内能不变，气体对外做功，根据热力学第一定律可知，气体需要从外界吸收热量。
40．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）初始状态下缸筒密封气体的压强为p，体积为V；缓缓打开柜门，气体温度不变，体积变成1.5V，设柜门打开时缸内气体的压强变为，由玻意耳定律可得
解得
（2）柜门打开时缸内气体的压强为，体积为，温度为；快速关闭柜门时缸筒内气体压强变成1.6p，体积恢复为V，设此时温度为，根据理想气体状态方程有
解得
（3）因为快速关闭柜门可视为绝热过程，即
所以根据热力学第一定律
可得
已知气体内能与热力学温度成正比，即
则内能变化
所以快速关闭柜门过程中活塞对气体所做的功为
41．(1)
(2)减少
(3)
【详解】（1）状态1气体的温度
压强
状态2气体的温度
气体做等容变化，根据
可得
（2）气体做等容变化，外界对气体不做功，气体吸收热量为
根据热力学第一定律
可得状态1到状态2罐内气体内能的变化
即气体内能减少。
（3）罐内外的压强差
状态2皮肤受到的吸力大小
42．(1)
(2)
【详解】（1）状态的热力学温度为
为等压过程，由盖—吕萨克定律得
解得
循环过程中，理想气体回到初始状态，总内能变化。由总内能变化
为绝热过程，气体对外做功，则有
为等温过程，则有
可得
等压过程，气体对外做功
对过程应用热力学第一定律
解得
（2）设充入的气体在状态下的体积为。由题意可得
其中，，，，代入数据解得
43．(1)
(2)放热，
【详解】（1）气体从状态d到状态a，从状态b到状态c均为等压变化，则，
气体从状态a到状态b是等容变化，由查理定律有
联立各式解得气体在状态c下的压强
（2）a状态到b状态，c状态到d状态气体做等容变化,气体不做功，b状态到c状态外界对气体做功，则有
d状态到a状态气体对外界做功,
整个过程的总功为
根据热力学第一定律有
解得
则整个过程气体放热，放出的热量为
44．(1)30k
(2)
(3)5
【详解】（1）根据ΔU=W+Q可知，因气体体积不变，则W=0，则Q=ΔU
而
分装前向外界释放的热量30k。
（2）根据
可得
分装后剩余的氧气质量与分装前氧气总质量的比值
（3）根据玻意耳定律可知
解得n=5
45．(1)
(2)440J
【详解】（1）气体从到经历等容变化过程，从到经历等压变化过程，由盖-吕萨克定律得
解得
（2）气体从到及从到经历等容变化过程，外界对气体不做功从到过程。由查理定律得
解得
从到过程，外界对气体做功为：
解得。由于，气体内能不变，故。气体经历过程，根据热力学第一定律得：
解得
46．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）从A状态到B状态，由等容变化
解得气体处于B状态时的温度
（2）过程外界对气体做的功
（3）从A状态变化到C状态由气体方程
得
即从A状态变化到C状态气体内能不变，由热力学第一定律
解得
即过程气体放出的热量