-
7
.
（
2014
海南卷）
（
2
）一竖直放置、缸壁光滑且导热的柱形气缸内盛有一定量的氮气，
被活塞分隔成Ⅰ、Ⅱ两部分；
达到平衡时，这两部分气体的体积相等，上部气体的压强为
P
Ⅰ
0
，如图
（
a
）所示，若将气缸缓慢倒置，再次达到平衡
时，上下两部分气体的体积之比为
3
:
1
，如图（
b
）所示。设外界
温度不变，已知活塞面积为
S
，重力加速度大小为
g
，
求活塞的质量。
m
?
4
p
10
S
5
g
12<
/p>
.
（
2014
年
全国卷
2
）
(
2
) (
10
分）如图，两气缸
A
、
B
粗细均匀、等高且内壁光滑。其下部由体积可忽略的细管
连通；
A
的直径是
B
的
2
倍，
A
上端封闭，
B
上端与大气连通；两气缸除
A
顶部导热外，其余部分均绝热。两气缸
中各有
一厚度可忽略的绝热轻活塞
a
、
b
，活塞下方充由氮气，活塞
a
上方充有氧气
。当大气压为
P
0
，外界和气缸
内气体温度均为
7
℃且平衡时，活塞
a
离气缸顶的距离是气缸高度的
1
，活塞
b
在气缸正中间。
4
1
时，求氧气的压强。
16
（
i
）现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞
b
恰好升至顶部时，求氮气的温度；
<
/p>
（
ii
）继续缓慢加热，使活塞
a
上升，当活塞
a
上升
的距离是气缸高度的
a
b
A
B
【答案】
（
i
）
320K
（
ii
）
4
P
0
/
3
21.
（
2014
上海卷）
30
．
（
10
分）如图，一端封闭、粗细均匀的
U
形玻璃管开口向上竖直放置，管内用水银将一段气体
封闭在管中。当温度为
280K
时，被封闭的气柱长
L
=22cm
，两边水银柱高度差
h
=16cm
，大气压强
p
o
=76cmHg
。
(1)
为使左端水银面下降
3cm
，封闭气体温度应变为多少
?
(2)
封闭气体的温度重新回到
280K
后，为使封闭气柱长度变为
20cm,
需向开口端注入的水银
柱长度为多少
?
【答案】
（
1
）
350K
；
（
2
）
10cm
2013
海南卷（
< br>2
）
（
8
分）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<
/p>
，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
3
< br>l
/8
。现使活塞缓慢向上移动
11
l
/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
cm
Hg
为单位）
l
3
l
/8
1
<
/p>
11
（
9
分）<
/p>
（
2013
天星调研卷）如图所示，气缸
放置在水平平台上，活塞质量为
10kg
，横截面积
50cm
2
，厚度
1cm
，气缸全长
21cm
，大气压强为
1×
10
5
Pa<
/p>
，当温度为
7
℃时，活塞封闭的气柱长<
/p>
10cm
，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
10m/s<
/p>
2
，
不计活塞与气缸之间的摩擦，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气缸倒过来放置后，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。
L
2
=16.1cm
T
3
=373K.
22.(2015
?
怀化三模
?
33
）
（
2
）
（
9
分）如图所示，为厚度和质量不计，横截面积为
S=10cm
2
的绝热气缸倒扣在水平桌面
上，
气
缸内有一绝热的
“
T
”
型活塞固定在桌面上，
活塞与气缸封闭一定质量的理想气体，
< br>开始时，
气体的温度为
T
0
=300K
，
5
压
强为
p
1
?
0
.5
?
10
Pa
，活塞与气缸底的距离为
h=10cm
，活塞与气缸可无摩擦
滑动且不漏气，
5
大气压强为
p
0
?
1.0
?
10
Pa
。求：①此时桌面对气缸的作用力<
/p>
F
N
；
h
②现通过电热丝给气体缓慢加热到
T
，此过程中气体吸收热量为
Q=7J
，内能增加了
Δ
U=5J
，整
过程活塞都在气缸内，求
T
的值。
22.
【答案】①
50N
；②
720K
25.(2015
?
大庆实验中学三模
?
33)
（
2
）
（
10
分）一根两端开口、粗细均匀的长直玻璃管横截面积为
S
＝
2×
10
－
3m2
，竖
直插入水
面足够宽广的水中。管中有一个质量
m
＝
0.6kg
的活塞，封闭一段长度
L0
＝
66cm
的气体，如图。开始时，活
塞处于静止状态，不计活塞与管壁间的摩擦。已知外界大气压强
po
< br>＝
1.0×
105Pa
，水的密
度
ρ
＝
1.0×
103kg/m3
，重力加
速度
g=
10m/s2
。求：
（
1
）开始时封闭气体的压强；
（
2
）现保持管内封闭气体温度不变，用竖直向上
的力
F
缓慢地拉动活塞。
当活塞上升到某一位置时
停止移动，此时
F
＝
8N
，则这时管内外水面高
度差为多少；
（
3
）在第（
2
）小问情况下
管内的气柱长度。
25.
【答案】<
/p>
（
1
）
1.03
?
10
5
Pa
；
（
2
）
10
cm
；
（
3
）
68.67
c
m
<
/p>
(2)(10
分
)
如图
2
所示，均匀薄壁
U
形管竖直放置，左管上端封闭，右管上端开口且足够长，用两段水银封闭了
A
、
B
两部分理想气体，下方水银的左
、右液面高度相差
Δ
L
＝
10 cm
，右管上方的水银柱高
h
＝
14
cm
，初状态环境温度为
27
℃，<
/p>
A
气体长度
l
1
＝
30 cm
，外界大气压强
p
0
＝
76
cmHg
。现保持温度不变，在右管中缓慢注入水银，使下方水
银
左、右液面等高。然后给
A
部分气体缓慢升温，使
A
中气柱长度回到
30 cm
。求：
①右管中注入的水银高度是多少？②升温后的温度是多少？
Δh
＝
30 cm
。
t
＝
117
℃
2
1.
【
2014
·贵州省六盘水市六校联合
统考高三
12
月月考】如图所示，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
< br>，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：
21
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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
p
0
=76cmHg)
78 cmHg)
7cm
2.
【
2014·
辽宁省抚顺市六校联
合体高三上期期中考试】如图所示，一竖直放置的、长为
L
的细
管下端封闭，上端与大
气（视为理想气体）相通，初始时管内气体温度为
T
1
。现用一段水银柱从管口开始注入管内将气柱封闭
，该过程
中气体温度保持不变且没有气体漏出，
平衡后管内上下
两部分气柱长度比为
l
∶
3
。
若将管内下部气体温度降至
T
< br>2
，
在保持温度不变的条件下将管倒置，平衡后水银柱下
端与管下端刚好平齐（没有水银漏出）
。已知
T
1
?
压强为
p
0
，重力加速度为
g
。求水银
柱的长度
h
和水银的密度
?
。
解得
h
?
5
T
2
，大气
2
105
p
0
2
L
< br>，
?
?
26
gL
15
6.
< br>【
2014·
贵州省六校联盟高三第一次联（
9
分）如图所示，竖直放置的气缸，活塞横截面积为
S=
0.01m
2
，可在气缸内
无摩擦滑动。气缸侧壁有一个小孔与装有水银的
U
< br>形玻璃管相通，气缸内封闭了一段高为
80cm
的气柱（
U
形管内的
气体体积不计）
。此时缸内气体温度为
7
℃，
U
形管内水银面高度差
h
1
=5cm
。已知大气压强
p
< br>0
=1.0×
10
5
Pa
，水银的密度
?
?<
/p>
13
.
6
?
10
3
kg/m
3
，重力加速度
g
取
10m/s
2
①求活塞的质量
m<
/p>
；②若对气缸缓慢加热的同时，在活塞上缓慢添加沙
粒，可保持活
塞的高度不变。当缸内气体温度升高到
37
℃时，求
U
形管内水银面的高度差为多少？
m
=6.8 kg 13.4c
来源
3