1.(2024·江蘇南京市開學(xué)考)如圖，容器P和容器Q通過閥門K連接，P的容積是Q的2倍。P中盛有氧氣，氣壓為4p0，Q中為真空，打開閥門，氧氣進(jìn)入容器Q，設(shè)整個(gè)過程中氣體溫度不變，氧氣視為理想氣體，穩(wěn)定后，檢測(cè)容器P的氣壓表示數(shù)為( )
A.eq \f(4,3)p0 B.eq \f(8,3)p0 C．3p0 D.eq \f(14,3)p0
2．(2023·遼寧卷·5)“空氣充電寶”是一種通過壓縮空氣實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能的裝置，可在用電低谷時(shí)儲(chǔ)存能量、用電高峰時(shí)釋放能量。“空氣充電寶”某個(gè)工作過程中，一定質(zhì)量理想氣體的p－T圖像如圖所示。該過程對(duì)應(yīng)的p－V圖像可能是( )
3．(2023·湖北武漢市模擬)某實(shí)驗(yàn)小組用圖甲所示裝置研究燒瓶?jī)?nèi)封閉氣體的體積一定時(shí)壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系，初始時(shí)封閉氣體的攝氏溫度為t0，往容器內(nèi)加熱水，可以改變封閉氣體的溫度t，用Δt(Δt＝t－t0)表示封閉氣體升高的攝氏溫度，p表示溫度為t時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)，則圖乙中可能正確的圖線是( )
A．① B．② C．③ D．④
4．(多選)某科學(xué)小組利用一根粗細(xì)均勻、長(zhǎng)度為1 m的玻璃管，和一個(gè)導(dǎo)熱的柱形金屬容器連接在一起，做成了一個(gè)簡(jiǎn)易溫度計(jì)，如圖所示。玻璃管水平固定在木板上，管內(nèi)放入一可自由滑動(dòng)的圓柱體蠟塊(長(zhǎng)度可以忽略)，摩擦不計(jì)。玻璃管左端A開口，玻璃管右端B處用細(xì)軟管與金屬容器連接，接口處均密封良好，當(dāng)溫度為27 ℃時(shí)，蠟塊剛好在玻璃管的正中間。以下說法正確的是( )
A．該溫度計(jì)的刻度是不均勻的
B．如果測(cè)量時(shí)外界壓強(qiáng)增大則對(duì)應(yīng)的溫度測(cè)量值偏低
C．該溫度計(jì)的測(cè)溫范圍與金屬容器的體積無關(guān)
D．該溫度計(jì)的測(cè)溫范圍隨金屬容器的體積增大而減小
5．(2023·江蘇南京市二模)如圖甲所示，一個(gè)導(dǎo)熱汽缸水平放置，內(nèi)部封閉著熱力學(xué)溫度為T0的理想氣體，活塞橫截面積為S，活塞與汽缸底部距離為L(zhǎng)，大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度為g，活塞與汽缸之間摩擦忽略不計(jì)。先保持溫度不變，將汽缸緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)90°(如圖乙)，活塞與汽缸底部距離變?yōu)?.9L。再對(duì)氣體緩慢加熱，活塞離汽缸底部距離變?yōu)?.2L(如圖丙)，求：
(1)活塞的質(zhì)量m；
(2)氣體加熱后的熱力學(xué)溫度T。
6．(2023·河北張家口市三模)校園運(yùn)動(dòng)會(huì)開幕式上釋放了一組氦氣球，氦氣球緩慢上升，到達(dá)一定高度后膨脹破裂。若剛釋放時(shí)氦氣球內(nèi)外的壓強(qiáng)差為25 mmHg，即將破裂時(shí)氦氣球的體積為剛釋放時(shí)的1.2倍，內(nèi)外的壓強(qiáng)差為30 mmHg。大氣壓強(qiáng)p隨離地高度h的變化如圖甲所示，大氣溫度t隨離地高度h的變化如圖乙所示，氦氣球?qū)崃己?。則氦氣球破裂時(shí)的離地高度約為( )
A．2 000 m B．1 800 m
C．1 600 m D．1 400 m
7.(2023·廣東深圳市期末)工人澆筑混凝土墻壁時(shí)，內(nèi)部形成了一塊氣密性良好充滿空氣的空腔(空腔體積不變)，墻壁導(dǎo)熱性能良好。
(1)空腔內(nèi)氣體的溫度變化范圍為－33 ℃～47 ℃，求空腔內(nèi)氣體的最小壓強(qiáng)與最大壓強(qiáng)之比；
(2)填充空腔前，需要測(cè)出空腔的容積。在墻上鉆一個(gè)小孔，用細(xì)管將空腔和一個(gè)帶有氣壓傳感器的汽缸連通，形成密閉空間。當(dāng)汽缸內(nèi)氣體體積為1 L時(shí)，傳感器的示數(shù)為1.0 atm。將活塞緩慢下壓，汽缸內(nèi)氣體體積為0.7 L時(shí)，傳感器的示數(shù)為1.2 atm。求該空腔的容積。
8.(2023·安徽安慶市聯(lián)考)粗細(xì)均勻的“U”形玻璃管豎直放置，左端封閉右端開口，右側(cè)足夠長(zhǎng)，左端用水銀封閉一定質(zhì)量的理想氣體，如圖所示。封閉空氣柱的長(zhǎng)度L1＝15 cm，兩管水銀面高度差h＝5 cm，環(huán)境溫度t＝27 ℃，大氣壓強(qiáng)p0＝75 cmHg。
(1)將左右兩玻璃管緩慢平放在水平桌面后，求封閉空氣柱的長(zhǎng)度L2；
(2)若環(huán)境溫度緩慢下降，當(dāng)玻璃管兩側(cè)水銀面相平時(shí)，求環(huán)境溫度。(計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后一位)
9．(2023·湖北卷·13)如圖所示，豎直放置在水平桌面上的左右兩汽缸粗細(xì)均勻，內(nèi)壁光滑，橫截面積分別為S、2S，由體積可忽略的細(xì)管在底部連通。兩汽缸中各有一輕質(zhì)活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉，左側(cè)汽缸底部與活塞用輕質(zhì)細(xì)彈簧相連。初始時(shí)，兩汽缸內(nèi)封閉氣柱的高度均為H，彈簧長(zhǎng)度恰好為原長(zhǎng)?，F(xiàn)往右側(cè)活塞上表面緩慢添加一定質(zhì)量的沙子，直至右側(cè)活塞下降eq \f(1,3)H，左側(cè)活塞上升eq \f(1,2)H。已知大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度大小為g，汽缸足夠長(zhǎng)，汽缸內(nèi)氣體溫度始終不變，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。求：
(1)最終汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)；
(2)彈簧的勁度系數(shù)和添加的沙子質(zhì)量。
第3練 氣體的性質(zhì)
1．B [對(duì)容器中的所有氧氣，根據(jù)玻意耳定律有4p0V＝p(V＋eq \f(V,2))，
解得p＝eq \f(8,3)p0，故選B。]
2．B [根據(jù)eq \f(pV,T)＝C，可得p＝eq \f(C,V)T，從a到b，氣體壓強(qiáng)不變，溫度升高，則體積變大；從b到c，氣體壓強(qiáng)減小，溫度降低，因c點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率小于b點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率，c狀態(tài)的體積大于b狀態(tài)的體積，故選B。]
3．A [燒瓶?jī)?nèi)封閉氣體的體積一定，由查理定律有eq \f(p0,T0)＝eq \f(p,T)＝eq \f(Δp,ΔT)，又ΔT＝Δt
所以有Δp＝eq \f(p0,T0)Δt＝p－p0
整理得p＝eq \f(p0,T0)Δt＋p0，可見p－Δt圖像為一次函數(shù)，斜率為eq \f(p0,T0)，截距為p0，均為正值，故正確的圖線是①，故選A。]
4．BD [因溫度變化時(shí)被封的氣體進(jìn)行等壓變化，設(shè)溫度為27 ℃時(shí)封閉氣體的體積為V1，由題意可知eq \f(V1,T1)＝eq \f(V2,T2)＝eq \f(ΔV,ΔT)，則ΔT＝eq \f(T1,V1)ΔV，可知ΔT∝ΔV＝S·Δl，玻璃管粗細(xì)均勻，所以溫度計(jì)的刻度是均勻的，故A錯(cuò)誤；從熱脹冷縮的原理我們知道，溫度計(jì)的刻度左側(cè)高右側(cè)低，在某壓強(qiáng)下完成刻度后，如果外界壓強(qiáng)增大，蠟塊將右移，所以對(duì)應(yīng)測(cè)量溫度偏低，故B正確；根據(jù)ΔV＝eq \f(ΔT,T1)V1可以看出金屬容器的體積越大，變化相同溫度管中氣體體積變化量也越大，由于玻璃管長(zhǎng)度一定，所以該溫度計(jì)的測(cè)溫范圍隨金屬容器的體積增大而減小，故C錯(cuò)誤，D正確。]
5．(1)eq \f(p0S,9g) (2)eq \f(4,3)T0
解析 (1)根據(jù)題意，由平衡條件可知，汽缸水平放置時(shí)，內(nèi)部氣體壓強(qiáng)為p1＝p0，體積為V1＝SL
汽缸豎直時(shí)，內(nèi)部氣體壓強(qiáng)為p2＝p0＋eq \f(mg,S)，體積為V2＝0.9SL
由玻意耳定律有p1V1＝p2V2
解得m＝eq \f(p0S,9g)
(2)根據(jù)題意可知，氣體加熱過程經(jīng)歷等壓變化，由蓋—呂薩克定律有eq \f(0.9SL,T0)＝eq \f(1.2SL,T)，解得T＝eq \f(4,3)T0。
6．A [在地面時(shí)，氣體的壓強(qiáng)
p1＝760 mmHg＋25 mmHg
＝785 mmHg
溫度為T1＝300 K
設(shè)在地面時(shí)，氦氣球體積為V，則在高度h時(shí)，
氣體的壓強(qiáng)p2＝(760－eq \f(h,12))mmHg＋30 mmHg＝(790－eq \f(h,12)) mmHg
溫度為T2＝(300－eq \f(7h,1 000))K，體積為V2＝1.2V，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可得eq \f(p1V,T1)＝eq \f(p2V2,T2)
聯(lián)立解得h≈2 000 m，故選A。]
7．(1)eq \f(3,4) (2)0.8 L
解析 (1)以空腔內(nèi)的氣體為研究對(duì)象，最低溫度時(shí)，壓強(qiáng)為p1，T1＝240 K；最高溫度時(shí)，壓強(qiáng)為p2，T2＝320 K；根據(jù)查理定律可知eq \f(p1,p2)＝eq \f(T1,T2)，解得eq \f(p1,p2)＝eq \f(3,4)
(2)設(shè)空腔的容積為V0，汽缸的容積為V，以整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的氣體為研究對(duì)象，則未下壓活塞時(shí)氣體的壓強(qiáng)p3＝1.0 atm，體積V1＝V0＋V，V＝1 L
活塞下壓后氣體的壓強(qiáng)p4＝1.2 atm，
體積V2＝V0＋V′，V′＝0.7 L
根據(jù)玻意耳定律p3V1＝p4V2，
解得V0＝0.8 L。
8．(1)16 cm (2)234.4 K或－38.6 ℃
解析 (1)設(shè)玻璃管的橫截面積為S，根據(jù)題意可知，玻璃管豎直放置時(shí)有
p1＝p0＋h＝80 cmHg，
V1＝L1S＝15S
玻璃管平放在水平桌面時(shí)有p2＝p0＝75 cmHg，V2＝L2S，由玻意耳定律有p1V1＝p2V2，解得L2＝16 cm。
(2)根據(jù)題意可知，兩液面相平時(shí)有p3＝75 cmHg，V3＝12.5S，由理想氣體狀態(tài)方程有eq \f(p1V1,T1)＝eq \f(p3V3,T3)
解得T3≈234.4 K，即t3＝－38.6 ℃。
9．(1)eq \f(18,17)p0 (2)eq \f(2p0S,17H) eq \f(2p0S,17g)
解析 (1)對(duì)左右汽缸內(nèi)所封的氣體，
初態(tài)壓強(qiáng)p1＝p0
體積V1＝SH＋2SH＝3SH
末態(tài)壓強(qiáng)p2，體積
V2＝S·eq \f(3,2)H＋eq \f(2,3)H·2S＝eq \f(17,6)SH
根據(jù)玻意耳定律可得p1V1＝p2V2
解得p2＝eq \f(18,17)p0
(2)對(duì)右邊活塞受力分析可知
mg＋p0·2S＝p2·2S，
解得m＝eq \f(2p0S,17g)
對(duì)左側(cè)活塞受力分析可知
p0S＋k·eq \f(1,2)H＝p2S，解得k＝eq \f(2p0S,17H)。

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