專(zhuān)題18氣體實(shí)驗(yàn)定律與理想氣體狀態(tài)方程的綜合應(yīng)用（原卷版）

專(zhuān)題18氣體實(shí)驗(yàn)定律與理想氣體狀態(tài)方程的綜合應(yīng)用目錄TOC\o"13"\h\u模型一平行玻璃磚、三棱鏡和圓柱體(球)對(duì)光路的控制 1模型二光的色散 1模型三光的折射定律和全反射規(guī)律的綜合應(yīng)用 2一．理想氣體狀態(tài)變化的三類(lèi)模型1．理想氣體狀態(tài)方程與氣體實(shí)驗(yàn)定律的關(guān)系eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(溫度不變：p1V1＝p2V2玻意耳定律,體積不變：\f(p1,T1)＝\f(p2,T2)查理定律,壓強(qiáng)不變：\f(V1,T1)＝\f(V2,T2)蓋-呂薩克定律))[注意]理想氣體狀態(tài)方程與氣體實(shí)驗(yàn)定律的適用條件：一定質(zhì)量的某種理想氣體。2．解決理想氣體狀態(tài)變化問(wèn)題的基本思路模型一“活塞＋汽缸”模型解決“活塞＋汽缸”類(lèi)問(wèn)題的一般思路(1)弄清題意，確定研究對(duì)象。一般研究對(duì)象分兩類(lèi)：一類(lèi)是熱學(xué)研究對(duì)象(一定質(zhì)量的理想氣體)；另一類(lèi)是力學(xué)研究對(duì)象(汽缸、活塞或某系統(tǒng))。(2)分析清楚題目所述的物理過(guò)程，對(duì)熱學(xué)研究對(duì)象分析清楚初、末狀態(tài)及狀態(tài)變化過(guò)程，依據(jù)氣體實(shí)驗(yàn)定律或理想氣體狀態(tài)方程列出方程；對(duì)力學(xué)研究對(duì)象要正確地進(jìn)行受力分析，依據(jù)力學(xué)規(guī)律列出方程。(3)注意挖掘題目中的隱含條件，如幾何關(guān)系、體積關(guān)系等，列出輔助方程。(4)多個(gè)方程聯(lián)立求解。對(duì)求解的結(jié)果注意分析它們的合理性。模型二?！耙褐堋蹦Ｐ徒獯稹耙褐堋鳖?lèi)問(wèn)題，關(guān)鍵是對(duì)液柱封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算，求液柱封閉的氣體壓強(qiáng)時(shí)，一般以液柱為研究對(duì)象分析受力、列平衡方程，且注意以下幾點(diǎn)：(1)液體因重力產(chǎn)生的壓強(qiáng)大小為p＝ρgh(其中h為液面的豎直高度)。(2)不要漏掉大氣壓強(qiáng)，同時(shí)又要盡可能平衡掉某些大氣的壓力。(3)有時(shí)可直接應(yīng)用連通器原理——連通器內(nèi)靜止的液體，同種液體在同一水平面上各處壓強(qiáng)相等。(4)當(dāng)液體為水銀時(shí)，可靈活應(yīng)用壓強(qiáng)單位“cmHg”等，使計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)捷。模型三?！皟蓤F(tuán)氣”模型處理“兩團(tuán)氣”問(wèn)題的技巧：(1)分析“兩團(tuán)氣”初狀態(tài)和末狀態(tài)的壓強(qiáng)關(guān)系。(2)分析“兩團(tuán)氣”的體積及其變化關(guān)系。(3)分析“兩團(tuán)氣”狀態(tài)參量的變化特點(diǎn)，選取理想氣體狀態(tài)方程或合適的實(shí)驗(yàn)定律列方程求解。二理想氣體的四類(lèi)變質(zhì)量問(wèn)題模型一充氣問(wèn)題在充氣時(shí)，將充進(jìn)容器內(nèi)的氣體和容器內(nèi)的原有氣體為研究對(duì)象時(shí)，這些氣體的總質(zhì)量是不變的。這樣，可將“變質(zhì)量”的問(wèn)題轉(zhuǎn)化成“定質(zhì)量”問(wèn)題。模型二抽氣問(wèn)題在對(duì)容器抽氣的過(guò)程中，對(duì)每一次抽氣而言，氣體質(zhì)量發(fā)生變化，解決該類(lèi)變質(zhì)量問(wèn)題的方法與充氣問(wèn)題類(lèi)似：假設(shè)把每次抽出的氣體包含在氣體變化的始末狀態(tài)中，即用等效法把“變質(zhì)量”問(wèn)題轉(zhuǎn)化為“定質(zhì)量”的問(wèn)題。模型三灌氣問(wèn)題將一個(gè)大容器里的氣體分裝到多個(gè)小容器中的問(wèn)題也是變質(zhì)量問(wèn)題，分析這類(lèi)問(wèn)題時(shí)，可以把大容器中的氣體和多個(gè)小容器中的氣體作為一個(gè)整體來(lái)進(jìn)行研究，即可將“變質(zhì)量”問(wèn)題轉(zhuǎn)化為“定質(zhì)量”問(wèn)題。模型四漏氣問(wèn)題容器漏氣過(guò)程中氣體的質(zhì)量不斷發(fā)生變化，屬于變質(zhì)量問(wèn)題，如果選容器內(nèi)剩余氣體和漏掉的氣體為研究對(duì)象，便可使“變質(zhì)量”轉(zhuǎn)化成“定質(zhì)量”問(wèn)題?！灸Ｐ脱菥?】如圖，一豎直放置的汽缸由兩個(gè)粗細(xì)不同的圓柱形筒組成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之間封閉有一定量的理想氣體，兩活塞用一輕質(zhì)彈簧連接，汽缸連接處有小卡銷(xiāo)，活塞Ⅱ不能通過(guò)連接處?；钊瘛ⅱ虻馁|(zhì)量分別為、m，面積分別為、S，彈簧原長(zhǎng)為l。初始時(shí)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，此時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量為，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸連接處的距離相等，兩活塞間氣體的溫度為。已知活塞外大氣壓強(qiáng)為，忽略活塞與缸壁間的摩擦，汽缸無(wú)漏氣，不計(jì)彈簧的體積。（重力加速度常量g）（1）求彈簧的勁度系數(shù)；（2）緩慢加熱兩活塞間的氣體，求當(dāng)活塞Ⅱ剛運(yùn)動(dòng)到汽缸連接處時(shí)，活塞間氣體的壓強(qiáng)和溫度。【模型演練2】如圖，一玻璃裝置放在水平桌面上，豎直玻璃管A、B、C粗細(xì)均勻，A、B兩管的上端封閉，C管上端開(kāi)口，三管的下端在同一水平面內(nèi)且相互連通。A、B兩管的長(zhǎng)度分別為，。將水銀從C管緩慢注入，直至B、C兩管內(nèi)水銀柱的高度差。已知外界大氣壓為。求A、B兩管內(nèi)水銀柱的高度差?！灸Ｐ脱菥?】水平放置的氣體阻尼器模型截面如圖所示，汽缸中間有一固定隔板，將汽缸內(nèi)一定質(zhì)量的某種理想氣體分為兩部分，“H”型連桿活塞的剛性連桿從隔板中央圓孔穿過(guò)，連桿與隔板之間密封良好。設(shè)汽缸內(nèi)、外壓強(qiáng)均為大氣壓強(qiáng)。活塞面積為S，隔板兩側(cè)氣體體積均為，各接觸面光滑。連桿的截面積忽略不計(jì)?，F(xiàn)將整個(gè)裝置緩慢旋轉(zhuǎn)至豎直方向，穩(wěn)定后，上部氣體的體積為原來(lái)的，設(shè)整個(gè)過(guò)程溫度保持不變，求：（i）此時(shí)上、下部分氣體的壓強(qiáng)；（ii）“H”型連桿活塞的質(zhì)量（重力加速度大小為g）。【模型演練4】如圖，容積均為、缸壁可導(dǎo)熱的A、B兩汽缸放置在壓強(qiáng)為、溫度為的環(huán)境中；兩汽缸的底部通過(guò)細(xì)管連通，A汽缸的頂部通過(guò)開(kāi)口C與外界相通：汽缸內(nèi)的兩活塞將缸內(nèi)氣體分成I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四部分，其中第II、Ⅲ部分的體積分別為和、環(huán)境壓強(qiáng)保持不變，不計(jì)活塞的質(zhì)量和體積，忽略摩擦。（1）將環(huán)境溫度緩慢升高，求B汽缸中的活塞剛到達(dá)汽缸底部時(shí)的溫度；（2）將環(huán)境溫度緩慢改變至，然后用氣泵從開(kāi)口C向汽缸內(nèi)緩慢注入氣體，求A汽缸中的活塞到達(dá)汽缸底部后，B汽缸內(nèi)第Ⅳ部分氣體的壓強(qiáng)?！灸Ｐ脱菥?】負(fù)壓救護(hù)車(chē)，又被稱(chēng)為“最強(qiáng)口罩”，是救護(hù)車(chē)的一種，主要用于危重感染患者的轉(zhuǎn)運(yùn)與搶救，利用技術(shù)手段，使車(chē)內(nèi)氣壓低于外界大氣壓，所以帶病毒的空氣只能由車(chē)外流向車(chē)內(nèi)，經(jīng)過(guò)無(wú)害化處理后再排出，從而限制病毒傳播，最大程度減少交叉感染。一般負(fù)壓值（車(chē)外與車(chē)內(nèi)氣壓差）為時(shí)效果比較理想。假設(shè)有一負(fù)壓救護(hù)車(chē)，開(kāi)放狀態(tài)時(shí)，車(chē)內(nèi)外的氣壓均為，溫度均為；正常工作時(shí)，車(chē)內(nèi)溫度為，負(fù)壓值為大氣壓的萬(wàn)分之四?？諝饪梢暈槔硐霘怏w，車(chē)外環(huán)境溫度保持不變。求：（1）若車(chē)在處于開(kāi)放狀態(tài)時(shí)，使車(chē)內(nèi)密閉，將車(chē)內(nèi)溫度升高到時(shí)，求此時(shí)車(chē)內(nèi)氣體的壓強(qiáng)；（2）車(chē)內(nèi)由開(kāi)放狀態(tài)變?yōu)檎９ぷ鳡顟B(tài)，需抽取出的氣體質(zhì)量與原來(lái)氣體質(zhì)量的百分比為多少？（保留三位有效數(shù)字）【模型演練6】甲、乙兩個(gè)儲(chǔ)氣罐儲(chǔ)存有同種氣體（可視為理想氣體）。甲罐的容積為V，罐中氣體的壓強(qiáng)為p；乙罐的容積為2V，罐中氣體的壓強(qiáng)為。現(xiàn)通過(guò)連接兩罐的細(xì)管把甲罐中的部分氣體調(diào)配到乙罐中去，兩罐中氣體溫度相同且在調(diào)配過(guò)程中保持不變，調(diào)配后兩罐中氣體的壓強(qiáng)相等。求調(diào)配后：（i）兩罐中氣體的壓強(qiáng)；（ii）甲罐中氣體的質(zhì)量與甲罐中原有氣體的質(zhì)量之比?！灸Ｐ脱菥?】容器內(nèi)裝有1kg的氧氣，開(kāi)始時(shí)，氧氣壓強(qiáng)為Pa，溫度為,因?yàn)槁猓?jīng)過(guò)一段時(shí)間后，容器內(nèi)氧氣壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的，溫度降為，求漏掉多少千克氧氣？1．（2024·湖南長(zhǎng)沙·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）某同學(xué)自制了一個(gè)氣溫計(jì)，他將一根透明玻璃管插入一個(gè)薄玻璃瓶，接口處密封。將加熱后的玻璃瓶倒置，再把玻璃管插入裝有紅墨水的水槽中，固定好整個(gè)裝置，如圖所示。當(dāng)瓶?jī)?nèi)氣體溫度降至室溫時(shí)，管內(nèi)外水面的高度差為。設(shè)紅墨水的密度為，重力加速度為，管內(nèi)氣體的體積與瓶的容積相比可忽略不計(jì)，室內(nèi)氣壓保持不變，以下操作過(guò)程中，玻璃管內(nèi)水面一直在水槽水面之上。下列說(shuō)法正確的是（）A．若室溫降低，玻璃瓶中的氣體將發(fā)生等壓變化B．若室溫升高，管內(nèi)外水面的高度差將增大C．當(dāng)管內(nèi)外水面的高度差為時(shí)，室溫為D．將裝置帶至溫度恒定的低壓艙，艙內(nèi)氣壓越低，管內(nèi)外水面的高度差越大2．（2024上·湖南·高三校聯(lián)考階段練習(xí)）如圖所示，豎直放置的玻璃管由管徑不同的A、B兩段管組成，A管的橫截面積是B管的一半，管內(nèi)空氣被一段水銀柱隔開(kāi)。水銀柱在兩管中的長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)1=10cm、L2=5cm。B管中封閉氣柱的長(zhǎng)為10cm，A管水銀液面到管口的距離為20cm，環(huán)境溫度為300K，大氣壓為75cmHg。（1）若將環(huán)境溫度緩慢升高，使B管中水銀全部進(jìn)入A管中，環(huán)境溫度至少要升高到多少；（2）若將管口封閉，用抽氣機(jī)將A管中氣體緩慢抽出，當(dāng)B管中水銀剛好全部進(jìn)入A管中時(shí)，A中抽出氣體質(zhì)量占原來(lái)A中氣體質(zhì)量的百分比為多少。3．（2024·吉林·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）如圖甲所示，一個(gè)質(zhì)量不計(jì)的活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在上端開(kāi)口的直立圓筒形導(dǎo)熱氣缸內(nèi)，氣體溫度T1=400K，氣柱的高度為h=24cm，在氣缸內(nèi)壁有固定的小卡環(huán)，卡環(huán)到氣缸底的高度差為10cm?，F(xiàn)在活塞上方緩慢堆放細(xì)沙，直至氣柱長(zhǎng)度減為h1=16cm時(shí)停止堆放細(xì)沙，如圖乙所示。之后對(duì)氣體緩慢降溫至T2=100K。已知大氣壓強(qiáng)為p0=1×105Pa，氣缸的橫截面積為S=1×10?4m2，重力加速度g取10m/s2。求：（1）堆放細(xì)沙的質(zhì)量m；（2）溫度降為T(mén)2時(shí)氣體的壓強(qiáng)。4．（2024·全國(guó)·高三專(zhuān)題練習(xí)）如圖所示，兩端開(kāi)口、粗細(xì)均勻的長(zhǎng)直U形玻璃管內(nèi)由兩段水銀柱封閉著長(zhǎng)度為15cm的空氣柱，氣體溫度為300K時(shí)，空氣柱在U形管的左側(cè)。已知大氣壓強(qiáng)。①若保持氣體的溫度不變，從左側(cè)開(kāi)口處緩慢地注入長(zhǎng)的水銀柱，管內(nèi)的空氣柱長(zhǎng)為多少？②為了使空氣柱的長(zhǎng)度恢復(fù)到15cm，且回到原位置，可以向U形管內(nèi)再注入一些水銀，并改變氣體的溫度，應(yīng)從哪一側(cè)注入長(zhǎng)度為多少的水銀柱？氣體的溫度變?yōu)槎嗌伲?．（2024·山西晉城·統(tǒng)考一模）如圖所示，圓柱形導(dǎo)熱汽缸開(kāi)口向上并豎直固定在桌面上，用質(zhì)量m=10kg、截面積S=20cm2的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無(wú)摩擦。測(cè)得環(huán)境的熱力學(xué)溫度T=300K。外界大氣壓強(qiáng)恒為p0=1.0×105Pa，取重力加速度大小g=10m/s2。（1）求汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p1；（2）現(xiàn)用一輕繩懸掛該活塞，初始時(shí)，輕繩恰好伸直，且不受拉力，現(xiàn)逐漸降低環(huán)境溫度，已知輕繩能承受的最大拉力F=200N，求輕繩不被拉斷時(shí)，環(huán)境的最低熱力學(xué)溫度T2。【答案】（1）1.5×105Pa；（2）100K【詳解】（1）對(duì)活塞進(jìn)行分析，根據(jù)平衡條件有解得p1=1.5×105Pa（2）輕繩上的拉力最大時(shí)，環(huán)境溫度最低，此時(shí)對(duì)活塞進(jìn)行分析，根據(jù)平衡條件有缸內(nèi)氣體做等容變化，根據(jù)查理定律有解得T2=100K6．（2024上·內(nèi)蒙古包頭·高三統(tǒng)考期末）如圖，絕熱氣缸A與導(dǎo)熱氣缸B均固定于地面，由剛性桿連接的橫截面積相同的絕熱活塞與兩氣缸間均無(wú)摩擦。兩氣缸內(nèi)裝有處于平衡狀態(tài)的理想氣體，開(kāi)始時(shí)體積均為、溫度均為。緩慢加熱A中氣體，停止加熱達(dá)到穩(wěn)定后，A中氣體壓強(qiáng)為原來(lái)的1.6倍。設(shè)環(huán)境溫度始終保持不變，求：（1）氣缸B中氣體的體積；（2）氣缸A中氣體溫度。7．（2024上·湖南張家界·高三統(tǒng)考期末）一直立的汽缸內(nèi)用截面積分別為、的活塞、封閉一定質(zhì)量的理想氣體，兩活塞之間用原長(zhǎng)的輕質(zhì)彈簧連接，起初封閉氣體的壓強(qiáng)等于外部大氣壓，熱力學(xué)溫度，彈簧的長(zhǎng)度，如圖甲所示；現(xiàn)對(duì)封閉氣體緩慢加熱，活塞先向下運(yùn)動(dòng)，后向上運(yùn)動(dòng)，最后回到原來(lái)位置，如圖乙所示，此時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)。已知彈簧的勁度系數(shù)，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，汽缸內(nèi)壁光滑。取重力加速度大小，求：（1）活塞的質(zhì)量；（2）圖乙中封閉氣體的熱力學(xué)溫度。8．（2024上·河北滄州·高三泊頭市第一中學(xué)校聯(lián)考期末）生活中常見(jiàn)到這樣的現(xiàn)象：給熱水瓶灌上開(kāi)水并用軟木塞將瓶口蓋緊，過(guò)一會(huì)兒，軟木塞會(huì)蹦起來(lái)，再塞緊軟木塞，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，要拔出軟木塞又會(huì)變得很吃力。如圖所示，一熱水瓶的容積為，現(xiàn)倒入溫度為的熱水，蓋緊瓶塞，設(shè)塞住瓶口瞬間封閉空氣的溫度為，壓強(qiáng)等于外界大氣壓。已知大氣壓強(qiáng)，瓶口的截面積，瓶塞與熱水瓶間的最大靜摩擦力為。瓶塞密封良好不漏氣且重力忽略不計(jì)，瓶中氣體可視為理想氣體，不考慮瓶?jī)?nèi)水蒸氣的影響。（1）若熱水溫度保持不變，通過(guò)計(jì)算判斷瓶塞會(huì)不會(huì)蹦起來(lái)？（2）當(dāng)瓶?jī)?nèi)氣體的溫度降至?xí)r，至少要用多大的力才能將瓶塞拔出？9．（2023上·貴州黔南·高三貴州省甕安中學(xué)校考階段練習(xí)）空氣懸掛減震（氣體彈簧）正在廣泛應(yīng)用于各類(lèi)車(chē)輛懸掛減震，不斷提升汽車(chē)乘坐舒適性。某新型國(guó)產(chǎn)轎車(chē)上的氣體彈簧減震裝置簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)如圖所示，導(dǎo)熱良好的直立圓筒形汽缸內(nèi)用橫截面積s=20cm2的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞能無(wú)摩擦滑動(dòng)，并通過(guò)連桿與車(chē)輪軸連接。封閉氣體初始溫度T=297K，長(zhǎng)度L1=0.12m、壓強(qiáng)當(dāng)車(chē)輛載重時(shí)，相當(dāng)于在汽缸頂部加一物體A，汽缸下降，穩(wěn)定后封閉氣體長(zhǎng)度L2=0.08m，此過(guò)程中氣體溫度保持不變，求：（1）穩(wěn)定后封閉氣體的壓強(qiáng)P2；（2）物體A的質(zhì)量m。10．（2024·甘肅·統(tǒng)考一模）如圖，一個(gè)盛有氣體的容器內(nèi)壁光滑，被隔板分成A、B兩部分，隔板絕熱。開(kāi)始時(shí)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，A和B體積均為、壓強(qiáng)均為大氣壓、溫度均為環(huán)境溫度?，F(xiàn)將A接一個(gè)打氣筒，打氣筒每次打氣都把壓強(qiáng)為、溫度為、體積為的氣體打入A中。緩慢打氣若干次后，B的體積變?yōu)?。（所有氣體均視為理想氣體）（1）假設(shè)打氣過(guò)程中整個(gè)系統(tǒng)溫度保持不變，求打氣的次數(shù)；（2）保持A中氣體溫度不變，加熱B中氣體使B的體積恢復(fù)為，求B中氣體的溫度。11．（2024上·山西陽(yáng)泉·高三統(tǒng)考期末）如圖是一種由氣缸、活塞柱、彈簧和上下支座構(gòu)成的汽車(chē)氮?dú)鉁p震裝置，氣缸內(nèi)的氣體可視為理想氣體。該裝置未安裝到汽車(chē)上時(shí)，彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)。封閉氣體和活塞柱長(zhǎng)度均為0.20m，氣體壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)P0=1.0×105Pa。將四臺(tái)減震裝置安裝在汽車(chē)上，穩(wěn)定時(shí)車(chē)重由四臺(tái)減震裝置支撐，且封閉氣體被壓縮了0.12m。已知活塞柱橫截面積，彈簧的勁度系數(shù)k=1.0×104N/m。該裝置的質(zhì)量、活塞柱與氣缸摩擦均可忽略不計(jì)，氣缸導(dǎo)熱性和氣密性良好，環(huán)境溫度不變，g=10m/s2求：（1）壓縮后氣缸內(nèi)氮?dú)獾膲簭?qiáng)；（2）汽車(chē)的質(zhì)量M。12．（2024上·陜西西安·高三西安一中校考期末）某款可加熱的密閉玻璃容器內(nèi)盛有一定量的水，水面上方有體積為1L、壓強(qiáng)為的氣體，該氣體可視為理想氣體，此時(shí)氣體溫度和環(huán)境溫度都是27℃?，F(xiàn)給密封容器內(nèi)的水加熱，使水溫緩緩升高（該過(guò)程不考慮水分子的蒸發(fā)）。已知大氣壓為。（ⅰ）求水溫達(dá)到87℃時(shí)氣體的壓強(qiáng)；（ⅱ）若將容器上方氣體與外界連通，繼續(xù)把水燒開(kāi)，容器內(nèi)水和氣體的溫度均視為100℃，求此時(shí)容器內(nèi)水面上方的氣體與燒水前水面上方氣體的質(zhì)量之比。13．（2024·湖南邵陽(yáng)·統(tǒng)考一模）目前邵陽(yáng)市正在如火如荼的進(jìn)行“創(chuàng)國(guó)衛(wèi)”行動(dòng)，提倡文明出行，綠色出行，自行車(chē)是綠色出行的主要工具。某同學(xué)在出行前，發(fā)現(xiàn)自行車(chē)胎氣壓不足，他拿打氣筒給自行車(chē)充氣，充氣前車(chē)胎氣壓為，車(chē)胎容積V為2L。每次打氣筒充入車(chē)胎的氣體壓強(qiáng)為，體積，打10次后（不考慮氣體溫度和車(chē)胎容積的變化）。（1）此時(shí)車(chē)胎內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為多少？（2）充入的氣體與原來(lái)氣體質(zhì)量之比k為多少？14．（2024·四川南充·統(tǒng)考一模）如圖，內(nèi)壁光滑的導(dǎo)熱汽缸內(nèi)用質(zhì)量為m，橫截面積為S的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，初始時(shí)汽缸開(kāi)口向上放置，活塞在距缸底的距離為H處保持靜止，己知大氣壓強(qiáng)，重力加速度g，環(huán)境溫度保持不變?，F(xiàn)將汽缸緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)放平，求：（1）活塞向外移動(dòng)的距離d；（2）為使放平后活塞與缸底的距離仍為H，需在轉(zhuǎn)動(dòng)前通過(guò)氣門(mén)緩慢放出一定質(zhì)量的氣體，求放出氣體占原有氣體質(zhì)量的比例。15．（2024上·山東德州·高三統(tǒng)考期末）在公園經(jīng)?？吹叫∨笥咽掷餇恐溆泻獾臍馇蛟谕嫠?。有個(gè)容積為、壓強(qiáng)為的氦氣罐給氣球充氣，充氣后每個(gè)氣球的體積均為，當(dāng)充滿(mǎn)個(gè)同樣的氣球時(shí)，氦氣罐內(nèi)部壓強(qiáng)降為。地面附近的溫度為27℃，大氣壓強(qiáng)。假設(shè)充氣前后氣球內(nèi)和氦氣罐內(nèi)的氣體溫度不發(fā)生變化，且充氣過(guò)程沒(méi)有漏氣。求：（1）小朋友手里的氣球內(nèi)的壓強(qiáng)；（2）脫手飛走的氣球上升至高度時(shí)發(fā)生爆炸，爆炸時(shí)氣球內(nèi)氣體的體積。（已知高度每增加，氣溫下降6℃，氣球爆炸時(shí)，球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)，氣球上升過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生漏氣現(xiàn)象）16．（2024·全國(guó)·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）車(chē)載氣墊床體積小、重量輕、便于攜帶?，F(xiàn)有一氣墊床，充氣前氣墊床內(nèi)有部分氣體，使用充氣筒往內(nèi)部充氣。充好氣后，氣墊床內(nèi)氣體體積為8V，壓強(qiáng)為，此充氣過(guò)程中環(huán)境的熱力學(xué)溫度為并保持不變，氣墊床導(dǎo)熱性能良好，氣墊床內(nèi)氣體可視為理想氣體。（1）該氣墊床充氣前內(nèi)部氣體的壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)，體積為V，充氣筒每次充入壓強(qiáng)為、體積為的氣體，要充好床墊，求充氣筒需要打氣的次數(shù)；（1）若夜間環(huán)境的熱力學(xué)溫度降為，氣墊床體積減小到充好氣后的，求此時(shí)氣墊床內(nèi)氣體的壓強(qiáng)。17．（2023上·遼寧朝陽(yáng)·高三校聯(lián)考階段練習(xí)）如圖所示，一上粗下細(xì)薄壁玻璃管，其上端開(kāi)口、下端封閉。一段水銀將管內(nèi)氣體分為兩部分。圖中粗管和細(xì)管的長(zhǎng)度均為，粗管的橫截面積是細(xì)管的橫截面積的兩倍，大氣壓強(qiáng)。初始時(shí)，粗管和細(xì)管內(nèi)水銀的長(zhǎng)度均為，氣體的熱力學(xué)溫度均為。（1）求初始時(shí)細(xì)管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)；（2）若將粗管的管口封閉（不漏氣），對(duì)細(xì)管內(nèi)氣體緩慢加熱，直至細(xì)管內(nèi)水銀剛好全部進(jìn)入粗管，粗管內(nèi)氣體的溫度不變，兩管內(nèi)的氣體均可視為理想氣體，求此時(shí)細(xì)管內(nèi)氣體的熱力學(xué)溫度?！敬鸢浮浚?）；（2）【詳解】（1）設(shè)水銀的密度為，初始時(shí)細(xì)管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為解得（2）細(xì)管內(nèi)水銀剛好全部進(jìn)入粗管，設(shè)粗、細(xì)管的橫截面積分別為，則粗管內(nèi)氣體的體積為設(shè)粗管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為，有細(xì)管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為由理想氣體狀態(tài)方程，有解得18．（2023上·四川綿陽(yáng)·高三綿陽(yáng)中學(xué)?？茧A段練習(xí)）2023年10月26日17時(shí)46分，神舟十七號(hào)載人飛船成功對(duì)接于空間站天和核心艙前向端口。神舟十七號(hào)載人飛行的主要任務(wù)包括實(shí)施航天員出艙活動(dòng)和艙外科學(xué)任務(wù)。如圖所示，氣閘艙有兩個(gè)氣閘門(mén)，與核心艙連接的是閘門(mén)A，與外太空連接的是閘門(mén)B。核心艙氣體容積，氣閘艙氣體容積為。核心艙和氣閘艙的氣壓都為（地球表面標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）。核心艙內(nèi)航天員的要到艙外太空行走，先進(jìn)入氣閘艙，用一臺(tái)抽氣機(jī)抽取氣閘艙中氣體，每次抽取氣體體積為，當(dāng)氣閘艙氣壓降到后才能打開(kāi)氣閘門(mén)B，且每次從氣閘艙抽取的氣體都立刻充入到核心艙內(nèi)。抽氣送氣過(guò)程中兩艙溫度保持不變，不考慮漏氣、新氣體產(chǎn)生、航天員進(jìn)出艙對(duì)氣體的影響。（可能需要的數(shù)學(xué)關(guān)系式：）求：（1）設(shè)閘門(mén)A在兩艙中的橫截表面積都是S，第一次抽氣充氣完成后，閘門(mén)A受到的壓力差ΔF大小是多少？（2）至少抽氣多少次，才能打開(kāi)閘門(mén)B。19．（2023上·浙江·高三校聯(lián)考階段練習(xí)）如圖所示，內(nèi)徑相同，導(dǎo)熱良好的“T”形細(xì)玻璃管上端開(kāi)口，下端封閉，管中用水銀封閉著A、B兩部分理想氣體，C為輕質(zhì)密閉活塞，各部分長(zhǎng)度如圖?，F(xiàn)緩慢推動(dòng)活塞，將水平管中水銀恰好全部推進(jìn)豎直管中，已知大氣壓強(qiáng)，設(shè)外界溫度不變。水平管中水銀恰好全部推進(jìn)豎直管中時(shí)，求：（1）氣體A的壓強(qiáng)；（2）氣體A的氣柱長(zhǎng)度；（3）活塞移動(dòng)的距離為多大?20．（2024上·廣東深圳·高三統(tǒng)考期末）如圖為洗衣烘干機(jī)，其容積為。現(xiàn)把濕衣服放進(jìn)去，占了其一半的容積，關(guān)閉機(jī)門(mén)，啟動(dòng)電源開(kāi)始烘干。下面兩個(gè)排氣口，能夠把變成水蒸氣的水和熱氣排出，同時(shí)使機(jī)內(nèi)的氣壓與外界大氣壓一直保持相等。設(shè)研究的氣體為開(kāi)始烘干前封閉在機(jī)內(nèi)的一定質(zhì)量的理想氣體，氣溫為；當(dāng)衣服烘干時(shí)因排水共排出了的研究氣體（忽略衣服體積變化）。（1）烘干時(shí)研究的氣體（包括機(jī)內(nèi)和排出）的溫度為多少？（2）若電源輸出的電能只有被研究的氣體吸收為熱量而升溫，且的氣體每升高需要吸收熱量，則電源輸出的電能約為多少？21．（2023上·河北邯鄲·高三磁縣第一中學(xué)?？茧A段練習(xí)）如圖所示，粗細(xì)均勻?qū)崃己玫腢形玻璃管豎直放置，左管口封閉，右管口開(kāi)口。管內(nèi)有A、B兩段水銀柱，A水銀柱與玻璃管頂端充分接觸，B水銀柱在右管中的液面比左管中液面高5cm，左管中封閉氣體長(zhǎng)為10cm，水銀柱A長(zhǎng)為3cm，大氣壓強(qiáng)為75cmHg，重力加速度為，求（結(jié)果可用分?jǐn)?shù)表示）：（1）開(kāi)始時(shí)，A水銀柱對(duì)玻璃管頂端的壓強(qiáng)；（2）在右管中緩慢倒入水銀，當(dāng)B水銀柱在右管中的液面比左管中液面高10cm時(shí)，B管中倒入的水銀柱長(zhǎng)度。22．（2024·全