高考物理計算題專題復習《熱學綜合計算題》（解析版）

第=page11頁，共=sectionpages11頁第=page22頁，共=sectionpages22頁《熱學綜合計算題》一、計算題如圖，容積均為V的汽缸A、B下端有細管(容積可忽略)連通，閥門K2位于細管的中部，A、B的頂部各有一閥門K1、K3，B中有一可自由滑動的活塞(質(zhì)量、體積均可忽略)。初始時，三個閥門均打開，活塞在B的底部；關(guān)閉K2、K3，通過K1給汽缸充氣，使A中氣體的壓強達到大氣壓p0的3倍后關(guān)閉K1.已知室溫為27℃，汽缸導熱。

(i)打開K2，求穩(wěn)定時活塞上方氣體的體積和壓強；

(ii)接著打開K3，求穩(wěn)定時活塞的位置；

(iii)再緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體使其溫度升高20℃一U形玻璃管豎直放置，左端開口，右端封閉，左端上部有一光滑的輕活塞。初始時，管內(nèi)汞柱及空氣柱長度如圖所示。用力向下緩慢推活塞，直至管內(nèi)兩邊汞柱高度相等時為止。求此時右側(cè)管內(nèi)氣體的壓強和活塞向下移動的距離。已知玻璃管的橫截面積處處相同；在活塞向下移動的過程中，沒有發(fā)生氣體泄漏；大氣壓強p0=75.0?cmHg.環(huán)境溫度不變。

如圖所示，透熱的氣缸內(nèi)封有一定質(zhì)量的理想氣體，缸體質(zhì)量M=200kg，活塞質(zhì)量m=10kg，活塞面積S=100cm2.活塞與氣缸壁無摩擦且不漏氣。此時，缸內(nèi)氣體的溫度為27℃，活塞正位于氣缸正中，整個裝置都靜止。已知大氣壓恒為p0=1.0×105Pa，重力加速度為g=10m/s2.求：

(a)缸內(nèi)氣體的壓強p1；

(b)缸內(nèi)氣體的溫度升高到多少℃如圖，一端封閉、粗細均勻的U形玻璃管開口向上豎直放置，管內(nèi)用水銀將一段氣體封閉在管中．當溫度為280K時，被封閉的氣柱長L=22cm，兩邊水銀柱高度差h=16cm，大氣壓強p0=76cm

Hg．

①為使左端水銀面下降3cm，封閉氣體溫度應變?yōu)槎嗌伲?/p>

②封閉氣體的溫度重新回到280K后為使封閉氣柱長度變?yōu)?0cm，需向開口端注入的水銀柱長度為多少？

一氧氣瓶的容積為0.08m3，開始時瓶中氧氣的壓強為20個大氣壓。某實驗室每天消耗1個大氣壓的氧氣0.36m3.當氧氣瓶中的壓強降低到2個大氣壓時，需重新充氣。若氧氣的溫度保持不變，求這瓶氧氣重新充氣前可供該實驗室使用多少天。

如圖所示，豎直放置，粗細均勻且足夠長的U形玻璃管與容積V0=8cm2的金屬球形容器連通，用U形玻璃管中的水銀柱封閉一定質(zhì)量的理想氣體，當環(huán)境溫度T1=300K時，U形玻璃管右側(cè)水銀面比左側(cè)水銀面高出h1=15cm，右管水銀柱上方空氣柱長h0=4cm，現(xiàn)在左管中加入水銀，保持溫度不變，使兩邊水銀柱在同一高度，大氣壓強p0=75cmHg，U形玻璃管的橫截面積S=0.5cm2．

(1)求需要加入的水銀柱的長度L；

如圖所示，一導熱性能良好開口向下的橫截面積為S的氣缸，氣缸固定不動，缸內(nèi)活塞質(zhì)量為m，可無摩擦地自由滑動且不漏氣，氣缸內(nèi)封有一定質(zhì)量的理想氣體．活塞下掛一個質(zhì)量不計的小沙桶，桶中裝滿質(zhì)量為M的沙子，活塞恰好靜止，與缸底距離為L，缸內(nèi)氣體熱力學溫度為T，外界大氣壓為P0．

(1)現(xiàn)在沙桶的底部鉆一個小孔，使沙子緩慢流出，求沙子全部流出后活塞與缸底的距離；

(2)沙子全部流出后給氣缸加熱，使活塞回到初始位置，求此時缸內(nèi)氣體溫度．

如圖所示，一質(zhì)量為2m的氣缸，用質(zhì)量為m的活塞封有一定質(zhì)量的理想氣體，當氣缸開口向上且通過活塞懸掛靜止時，空氣柱長度為L1(如圖甲所示).現(xiàn)將氣缸旋轉(zhuǎn)180°懸掛缸底靜止(如圖乙所示)，已知大氣壓強為P0，活塞的橫截面積為S，氣缸與活塞之間不漏氣且無摩擦，整個過程封閉氣體溫度不變．求：

(i)圖乙中空氣柱的長度L2；

(ii)從圖甲到圖乙，氣體吸熱還是放熱，并說明理由．

在水下氣泡內(nèi)空氣的壓強大于氣泡表面外側(cè)水的壓強，兩壓強差△p與氣泡半徑r之間的關(guān)系為△p=2σr，其中σ=0.070N/m?，F(xiàn)讓水下10m處一半徑為0.50cm的氣泡緩慢上升，已知大氣壓強p0=1.0×105Pa，水的密度ρ=1.0×103kg/m3，重力加速度大小g=10m/s2。

(i)求在水下10如圖所示，開口向上的汽缸C靜置于水平桌面上，用一橫截面積S=50cm2的輕質(zhì)活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，一輕繩一端系在活塞上，另一端跨過兩個定滑輪連著一勁度系數(shù)k=2800N/m的豎直輕彈簧A，A下端系有一質(zhì)量m=14kg的物塊B.開始時，缸內(nèi)氣體的溫度t1=27℃，活塞到缸底的距離L1=120cm，彈簧恰好處于原長狀態(tài)。已知外界大氣壓強恒為p0=1.0×105Pa，取重力加速度g如圖所示，長為31cm、內(nèi)徑均勻的細玻璃管開口向上豎直放置，管內(nèi)水銀柱的上端正好與管口齊平，封閉氣體的長為10cm，溫度為27℃，外界大氣壓強不變.若把玻璃管在豎直平面內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)至開口豎直向下，這時留在管內(nèi)的水銀柱長為15cm，然后再緩慢轉(zhuǎn)回到開口豎直向上，求：

(1)大氣壓強p0的值；

(2)玻璃管重新回到開口豎直向上時空氣柱的長度；

(3)當管內(nèi)氣體溫度升高到多少時，水銀柱的上端恰好重新與管口齊平？

如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體在狀態(tài)A時壓強為2.0×105Pa，經(jīng)歷A→B→C→A的過程，整個過程中對外界放出61.4J熱量。求該氣體在A→B過程中對外界所做的功。

如圖所示，截面積分別為SA=1cm2、SB=0.5cm2的兩個上部開口的柱形氣A、B，底部通過體積可以忽略不計的細管連通，A、B兩個氣缸內(nèi)分別有兩個不計厚度的活塞，質(zhì)量分別為mA=1.4kg、mB=0.7kg。A氣缸內(nèi)壁粗糙，活塞與氣缸間的最大靜摩擦力為Ff=3N；B氣缸內(nèi)壁光滑，且離底部2h高處有一活塞銷。當氣缸內(nèi)充有某種理想氣體時，A、B中的活塞距底部均為h，此時氣體溫度為T0=300K，外界大氣壓為P0=1.0×105Pa.

如圖所示，用銷釘固定的活塞把導熱氣缸分隔成兩部分，A部分氣體壓強PA=6.0×105Pa，體積VA=1L；B部分氣體壓強PB=2.0×105Pa，體積如圖所示，用細管連接A、B兩個絕熱的氣缸，細管中有一可以自由移動的絕熱活塞M，細管容積不計。A、B中分別裝有完全相同的理想氣體，初態(tài)的體積均為V1=1.0×10?2m3，壓強均為p1=1.0×105Pa，溫度和環(huán)境溫度相同且均為t1=27℃，A中導熱活塞N的橫截面積SA=500cm2.現(xiàn)緩緩加熱B中氣體，保持A氣體的溫度不變，同時給N施加水平向右的推力，使活塞M

如圖，一固定的水平氣缸有一大一小兩個同軸圓筒組成，兩圓筒中各有一個活塞，已知大活塞的橫截面積為s，小活塞的橫截面積為s2；兩活塞用剛性輕桿連接，間距保持為l，氣缸外大氣壓強為P0，溫度為T，初始時大活塞與大圓筒底部相距l(xiāng)2，兩活塞間封閉氣體的溫度為2T，活塞在水平向右的拉力作用下處于靜止狀態(tài)，拉力的大小為F且保持不變．現(xiàn)氣缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降，活塞緩慢向右移動，忽略兩活塞與氣缸壁之間的摩擦，則：

(1)請列式說明，在大活塞到達兩圓筒銜接處前，缸內(nèi)氣體的壓強如何變化？

(2)在大活塞到達兩圓筒銜接處前的瞬間，缸內(nèi)封閉氣體的溫度是多少？

(3)缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達到熱平衡時，缸內(nèi)封閉氣體的壓強是多少？

如圖所示，兩端開口、粗細均勻的足夠長玻璃管插在大水銀槽中，管的上部有一定長度的水銀，兩段空氣柱被封閉在左右兩側(cè)的豎直管中。開啟上部連通左右水銀的閥門A，當溫度為300K平衡時水銀的位置如圖，其中左側(cè)空氣柱長度L1=50cm，左側(cè)空氣柱底部的水銀面與水銀槽液面高度差為h2=5cm，左右兩側(cè)頂部的水銀面的高度差為h1=5cm，大氣壓為75cmHg.求：

①右管內(nèi)氣柱的長度L2，

②關(guān)閉閥門A，當溫度升至405K時，左側(cè)豎直管內(nèi)氣柱的長度L3

如圖，一導熱性能良好、內(nèi)壁光滑的氣缸水平放置，橫截面積S=1.0×10?3m2、質(zhì)量m=2kg、厚度不計的活塞與氣缸底部之間封閉了一部分理想氣體，此時活塞與氣缸底部之間的距離l=36cm，在活塞的右側(cè)距離其d=14cm處有一對與氣缸固定連接的卡環(huán)．氣體的溫度t=27℃，外界大氣壓強p0=1.0×105Pa。現(xiàn)將氣缸開口向上豎直放置

(g取10m/s2)

(1)求此時活塞與氣缸底部之間的距離

如圖所示，總長度為15cm的氣缸放置在水平桌面上?；钊馁|(zhì)量m=20kg，橫截面積S=100cm2，活塞可沿氣缸壁無摩擦地滑動但不漏氣，開始時活塞與氣缸底的距離12cm。外界氣溫為27℃，大氣壓強為1.0×105Pa.將氣缸緩慢地轉(zhuǎn)到開口向上的豎直位置，待穩(wěn)定后對缸內(nèi)氣體逐漸加熱，使活塞上表面剛好與氣缸口相平，取g=10m/s2，求：

①活塞上表面剛好與氣缸口相平時氣體的溫度為多少？

如圖，一底面積為S、內(nèi)壁光滑的圓柱形容器豎直放置在水平地面上，開口向上，內(nèi)有兩個質(zhì)量均為m的相同活塞A和B；在A與B之間、B與容器底面之間分別封有一定量的同樣的理想氣體，平衡時體積均為V.已知容器內(nèi)氣體溫度始終不變，重力加速度大小為g，外界大氣壓強為P0，現(xiàn)假設(shè)活塞B發(fā)生緩慢漏氣，致使B最終與容器底面接觸。求活塞A移動的距離。

答案和解析1.【答案】解：(i)打開K2之前，A缸內(nèi)氣體pA=3p0，B缸內(nèi)氣體pB=p0，體積均為V，溫度均為T=(273+27)K=300K，打開K2后，B缸內(nèi)氣體(活塞上方)等溫壓縮，壓縮后體積為V1，A缸內(nèi)氣體(活塞下方)等溫膨脹，膨脹后體積為2V?V1，活塞上下方壓強相等均為p1，

則：對A缸內(nèi)(活塞下方)氣體：3p0V=p1(2V?V1)，

對B缸內(nèi)(活塞上方)氣體：p0V=p1V1，

聯(lián)立以上兩式得：p1=2p0，V1=12V；

即穩(wěn)定時活塞上方體積為12V，壓強為2p0；

(ⅱ)打開K3，活塞上方與大氣相連通，壓強變?yōu)閜0，則活塞下方氣體等溫膨脹，假設(shè)活塞下方氣體壓強可降為p0，則降為p0時活塞下方氣體體積為V2，則3p0【解析】(i)分析打開K2之前和打開K2后，A、B缸內(nèi)氣體的壓強、體積和溫度，根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程列方程求解；

(ⅱ)打開K3，分析活塞下方氣體壓強會不會降至p0，確定活塞所處位置；

(ⅲ)緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體使其溫度升高，等容升溫過程，由p2T=p3T3求解此時活塞下方氣體的壓強。

本題主要是考查了理想氣體的狀態(tài)方程；解答此類問題的方法是：找出不同狀態(tài)下的三個狀態(tài)參量，分析理想氣體發(fā)生的是何種變化，利用理想氣體的狀態(tài)方程列方程求解；本題要能用靜力學觀點分析各處壓強的關(guān)系，要注意研究過程中哪些量不變，哪些量變化，選擇合適的氣體實驗定律解決問題。

2.【答案】解：設(shè)初始時，右管中空氣柱的壓強為p1，長度為l1；左管中空氣柱的壓強為p2=p0，長度為l2.該活塞被下推h后，右管中空氣柱的壓強為p1′，長度為l1′.；左管中空氣柱的壓強為p2′，長度為l2′.以cmHg為壓強單位。由題給條件得：

p【解析】由題意知兩部分封閉氣體的溫度與環(huán)境溫度保持相等，氣體都作等溫變化。先對左端氣體研究，根據(jù)玻意耳定律求出活塞下移后的壓強。水銀面相平時，兩部分氣體的壓強相等，再研究右端氣體，求出活塞下移后的長度和氣體壓強，根據(jù)幾何關(guān)系求解活塞向下移動的距離。

本題考查了玻意耳定律，關(guān)鍵要抓住兩部分氣體之間相關(guān)聯(lián)的條件，運用玻意耳定律解答。

3.【答案】解：(a)以氣缸為對象(不包括活塞)列氣缸受力平衡方程：

p1S=Mg+p0S

解之得：p1=3×105Pa

(b)當活塞恰好靜止在氣缸缸口AB處時，缸內(nèi)氣體溫度為T2，壓強為p2

此時仍有p2S=Mg+p0S，

由題意知缸內(nèi)氣體為等壓變化，對這一過程研究缸內(nèi)氣體，由狀態(tài)方程得：

S×0.5l【解析】(a)選汽缸為研究對象，列受力平衡方程可解封閉氣體壓強

(b)即缸內(nèi)氣體為等壓變化，由等壓變化方程可得溫度值

巧選研究對象，注意變化過程的不變量，同時注意攝氏溫度與熱力學溫度的換算關(guān)系

4.【答案】解：(1)初態(tài)壓強P1=76?16cmHg

末態(tài)時左右水銀面的高度差為：16?2×3cm=10cm

末狀態(tài)壓強為：P2=76?10cmHg=66cmHg

由理想氣體狀態(tài)方程得：P1V1T1=P【解析】利用理想氣體狀態(tài)方程解題，關(guān)鍵是正確選取狀態(tài)，明確狀態(tài)參量，尤其是正確求解被封閉氣體的壓強，這是熱學中的重點知識，要加強訓練，加深理解．本題的一大難點在于高度差的計算。

(1)對封閉氣體來講，由理想氣體狀態(tài)方程求解；

(2)找到初末狀態(tài)的物理量，由等溫變化列方程求解。

5.【答案】解：方法一：設(shè)氧氣開始時的壓強為p1?，體積為V1?，壓強變?yōu)閜2?(2個大氣壓)時，體積為V2?．

根據(jù)玻意耳定律得p1?V1?=p2?V2?①

重新充氣前，用去的氧氣在p2?壓強下的體積為V3?=V2??V1?②

設(shè)用去的氧氣在p【解析】根據(jù)玻意耳定律列式，將用去的氧氣轉(zhuǎn)化為1個大氣壓下的體積，再除以每天消耗1個大氣壓的氧氣體積量，即得天數(shù)．

要學會將儲氣筒中的氣體狀態(tài)進行轉(zhuǎn)化，根據(jù)玻意耳定律列方程求解，兩邊單位相同可以約掉，壓強可以用大氣壓作單位．

6.【答案】解：(1)氣體的狀態(tài)參量：p1=p0?ph=75?15cmHg=60cmHg，V1=V0+h0S=8+4×0.5cm3=10cm3，p2=75cmHg，

氣體溫度不變，氣體發(fā)生等溫變化，由玻意耳定律得：p1V1=p2V2，即：60×10=75×V2，解得：V2=8cm3，

即水銀正好到球的底部，加入的水銀為：h1【解析】(1)根據(jù)玻璃管兩邊的液面差，求出兩個狀態(tài)下氣體的壓強和體積，根據(jù)氣態(tài)方程即可求解．

(2)使右管水銀面恢復到原來的位置，氣體發(fā)生等容變化，求出氣體的狀態(tài)參量，應用查理定律可以求出溫度．

利用理想氣體狀態(tài)方程解題，關(guān)鍵是正確選取狀態(tài)，明確狀態(tài)參量，尤其是正確求解被封閉氣體的壓強，這是熱學中的重點知識，要加強訓練，加深理解．

7.【答案】解：(1)狀態(tài)1缸內(nèi)氣體壓強為P1=P0?Mg+mgS

狀態(tài)2缸內(nèi)氣體壓強為P2=P0?mgS，缸內(nèi)氣體等溫變化：P1V1=P2V2，所以：P1(LS)=P2【解析】(1)分析狀態(tài)1和狀態(tài)2時的壓強，根據(jù)等溫變化規(guī)律可求得沙子全部流出后活塞與缸底的距離；

(2)由狀態(tài)2到狀態(tài)3，氣體做等壓變化，根據(jù)查理定律可求得缸內(nèi)氣體溫度．

本題考查理想氣體狀態(tài)方程的應用，要注意正確分析物理過程，明確所符合的實驗定律，從而列式求解即可．

8.【答案】解：(i)對汽缸內(nèi)氣體處于甲狀態(tài)時，壓強p1?=p0??2mgS

處于乙狀態(tài)時，氣體的壓強為p2?=p0??mgS

由玻意耳定律可得：p1?【解析】把熱力學第一定律和氣體實驗定律綜合考查是一種覆蓋知識點的常規(guī)題型，關(guān)鍵是確定氣體的狀態(tài)參量，同時注意熱力學第一定律的的應用。

(i)求出汽缸內(nèi)的氣體處于甲、乙兩狀態(tài)氣體的壓強，根據(jù)玻意耳定律求出圖乙中空氣柱的長度；

(ii)根據(jù)熱力學第一定律分析氣體的吸放熱情況。

9.【答案】解：(i)當氣泡在水下h=10m處時，設(shè)其半徑為r1?，氣泡內(nèi)外壓強差為△p1?，則

△p1?=2σr1?①

代入題給數(shù)據(jù)得△p1?=28pa?②

(ii)設(shè)氣泡在水下10m處時，氣泡內(nèi)空氣的壓強為p1?，氣泡體積為V1?；氣泡到達水面附近時，氣泡內(nèi)空氣的壓強為p2?，內(nèi)外壓強差為△p2?，其體積為V2?，半徑為r2?．

氣泡上升過程中溫度不變，根據(jù)玻意耳定律有

p1?V1?=p2?V2?【解析】(1)根據(jù)題給公式△p=2σr算在水下10m處氣泡內(nèi)外的壓強差；

(2)先確定初末狀態(tài)的p、V，根據(jù)玻意耳定律列方程，忽略很小量，求出氣泡的半徑與其原來半徑之比的近似值

本題題型新穎，有創(chuàng)意，考查了考生獲取新知的能力，對玻意耳定律考查有了創(chuàng)新，平時復習要注重多訓練，在高考中才能靈活應用．

10.【答案】解：(1)B剛要離開桌面時彈簧拉力為kx1=mg，

解得x1=mgk=0.05m

由活塞受力平衡得p2S=p0S?kx1，

解得：p2=p0?mgS=1.0×10?5?14050×10??4=7.2×104Pa

根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有p0L1ST1=p2(L1?x1)ST2【解析】(1)B剛要離開地面時，對B根據(jù)平衡條件求出彈簧的伸長量，對活塞根據(jù)平衡條件求出B剛要離開桌面時汽缸內(nèi)氣體的壓強，根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程即可求解B剛要離開桌面時汽缸內(nèi)封閉氣體的溫度；

(2)氣體冷卻過程中，氣缸內(nèi)封閉氣體發(fā)生的是等壓變化，根據(jù)蓋?呂薩克定律列式即可求解；

本題關(guān)鍵是確定封閉氣體初末狀態(tài)的各個狀態(tài)參量，確定狀態(tài)變化的過程，然后根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程或氣體實驗定律列式求解即可。

11.【答案】解：(1)初態(tài)：P1=P0+21cmHg

V1=10S

末態(tài)：P2=P0?15cmHg

V2=(31?15)S=16S

由玻意耳定律，得

P1V1=P2V2

P0=75cmHg

(2)P3=75+15=90cmHg

V3=LS

P1V1=P3V3

L=10.67cm

【解析】(1)玻璃管在豎直平面內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)至開口豎直向下，封閉氣體發(fā)生等溫變化，根據(jù)玻意耳定律求解大氣壓強p0的值．

(2)玻璃管重新回到開口豎直向上時，求出封閉氣體的壓強，再根據(jù)玻意耳定律求解空氣柱的長度．

(3)當管內(nèi)氣體溫度升高時封閉氣體發(fā)生等壓變化，由呂薩克定律求出水銀柱的上端恰好重新與管口齊平時氣體的溫度．

氣體的狀態(tài)變化問題關(guān)鍵是分析氣體發(fā)生的是何種變化，要挖掘隱含的條件，比如玻璃管在空氣中緩慢轉(zhuǎn)動，往往溫度不變，封閉氣體發(fā)生等溫變化．

12.【答案】解：整個過程中，外界對氣體做功W=WAB+WCA。

CA段發(fā)生等壓變化，有WCA=pA(VC?VA)

整個過程，由熱力學第一定律得△U=Q+W=0，得WAB=?(Q+WCA)

將p【解析】整個過程中，外界對氣體做功等于AB段和CA段做功之和，BC段氣體發(fā)生等容變化，不做功。再對整個過程，運用熱力學第一定律列式，即可求解。

本題考查了氣體的等壓變化和熱力學第一定律，解決氣體問題的關(guān)鍵是挖掘出隱含條件，知道BC段氣體發(fā)生等容變化，外界對氣體做功公式為WCA=pA(VC?VA)。在運用熱力學第一定律時要注意各個量的符號。

13.【答案】解：①此過程為等壓過程，由蓋?呂薩克定律得：

V0T0=V1T1…①

V0=SAh+SBh=1.5h…②

V1=SAh+2SBh=2h…③

聯(lián)立①②③得：1.5h300=2hT1

解得：T1=400K

②氣體做等容變化，由查理定律得：

【解析】①此過程為等壓過程，分別求出初末狀態(tài)的體積，再根據(jù)V0T0=V1T1列式求解即可；

②從B活塞到達底部，到A活塞開始運動，氣體發(fā)生等容變化，根據(jù)平衡條件求出初末位置的壓強，帶入p1T1=p2T2求解溫度即可。

本題關(guān)鍵明確封閉氣體的初末狀態(tài)，然后結(jié)合氣體實驗定律列式求解；同時要對活塞受力分析并結(jié)合平衡條件求解壓強。

14.【答案】解：拔去銷釘，待活塞穩(wěn)定后，P′A=P′B【解析】根據(jù)平衡條件可知最后兩部分氣體壓強相等，再分別對兩部分氣體根據(jù)玻意耳定律列式，聯(lián)立即可求得穩(wěn)定后的壓強。

本題考查氣體實驗定律的應用，要注意正確分析題意，找出兩部分氣體之間的關(guān)系，聯(lián)立方程才能求解。

15.【答案】解：(1)給N施加水平向右的推力穩(wěn)定后，設(shè)A中氣體的壓強為p2，對活塞N受力分析得

F+p0S=p2S

解得A中氣體的壓強為：

p2=p0+FS=(1.0×105+53×103500×10?4)Pa=1.33×105Pa

(2)因為整個過程中保持A氣體溫度不變，則對A氣體由玻意耳定律得：p1V1=p2V2，

解得：V2=p1V1p【解析】(1)根據(jù)受力平衡計算A中氣體的壓強的大小。

(2)由題意知，A中氣體發(fā)生等溫變化，B中發(fā)生等容變化，活塞M保持在原位置不動，A、B兩部分氣體的壓強相等，根據(jù)玻意耳定律列式，即可求得穩(wěn)定時A氣體的體積，得到A氣體的長度，從而求出活塞N向右移動的距離。

(3)對B中氣體研究，根據(jù)查理定理求解B氣缸中的氣體溫度。

對于兩部分氣體問題，既要分別研究各自的變化過程，同時要抓住之間的聯(lián)系，本題壓強相等是重要關(guān)系。

16.【答案】解：(1)在活塞緩慢右移的過程中，用P1表示缸內(nèi)氣體的壓強，

由力的平衡條件得：P0s+P1×12s+F?P1s?P0×12s=0，解得：P1=2Fs+P0，

在大活塞到達兩圓筒銜接處前，缸內(nèi)封閉氣體的壓強：P1=2Fs+P0且保持不變；

(2)在大活塞到達兩圓筒銜接處前，氣體做等壓變化，

設(shè)氣體的末態(tài)溫度為T1，由蓋?呂薩克定律有：V2T=V1【解析】(1)活塞靜止處于平衡狀態(tài)，由平衡條件可以求出氣體的壓強，然后分析答題．

(2)氣體發(fā)生等壓變化，求出氣體的狀態(tài)參量，應用蓋呂薩克定律可以求出氣體的溫度．

(3)缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達到熱平衡時氣體的體積不變，應用理想氣體狀態(tài)方程可以求出氣體壓強．

本題是一道力學與熱學相結(jié)合的綜合題，本題考查了求氣體的溫度與壓強問題，分析清楚氣體狀態(tài)變化過程是解題的關(guān)鍵，應用平衡條件、蓋呂薩克定律、理想氣體狀態(tài)方程可以解題．

17.【答案】解：(1)左管內(nèi)氣體壓強：p1=p0+h2=80cmHg，

右管內(nèi)氣體壓強：p2=p左+h1=85cmHg，

p2=p0+h3，解得右管內(nèi)外液面高度差為：h3=10cm，

右管內(nèi)氣柱長度為：L2=L1?h1?h2+【解析】(1)分別以兩部分氣體為研究對象，求出兩部分氣體壓強，然后由幾何關(guān)系求出右管內(nèi)氣柱的長度。

(2)以左管內(nèi)氣體為研究對象，由理想氣體狀態(tài)方程可以求出空氣柱的長度。

求出各氣體壓強是正確解題的關(guān)鍵，熟練應用理想氣體狀態(tài)方程即可正確解題。

18.【答案】解：(1)氣缸水平放置時：

封閉氣體的壓強p1=p0=1.0×10