15.2气体实验定律答案
15.2气体实验定律答案
1．D
AB．由理想气体状态方程得
代入数据解得
故AB错误；
C．由图知BC段是等温变化，从状态B到状态C的过程中气体体积增大，对外做功。温度不变，即内能不变。故C错误；
D．从状态C到状态D的过程中，气体压强不变，设气体体积缩小量为，则外界对气体做功为
故D正确。
故选D。
2．D
A．一小段时间后，塑料袋会鼓起来，可知气体的体积变大，外界对气体做负功，A错误；
B．一小段时间后，热气腾腾的卤汁使得气体温度升高，由于气体的温度高于外界温度，可知气体向袋外放热，B错误；
C．一小段时间后，热气腾腾的卤汁使得气体温度升高，可知相比原来，袋内气体内能增大，C错误；
D．倒入热气腾腾的卤汁前，气体压强等于外界大气压强，一小段时间后，塑料袋会鼓起来，说明气体压强大于外界大气压强，故相比原来，袋内气体压强增大，D正确。
故选D。
3．B
根据理想气体状态方程
假设气体体积不变，有
由题知开始时刻，气体两边压强相等，且
可得两边升高相同的温度时，有
则右边氢气压强将大于左边氧气的压强，水银柱将向左移动，故选B。
4．B
设三种稳定状态下气体的压强分别为，以活塞为研究对象，三种稳定状态下分别有
可以得出
根据理想气体的状态方程
由得
由得
即
所以选项B正确；ACD错误；
故选B。
5．A
A．设封闭气体的压强为p，玻璃管质量为m，对玻璃管受力分析可知，绳的拉力为
即绳的拉力等于管的重力和管中高出液面部分水银的重力，大气压强增加时，封闭气体压强不变，故液柱h增加，所以绳拉力增加，A正确；
B．环境温度升高，封闭气体压强增大，根据可知，h减小，故绳拉力减小，B错误；
C．向水银槽内注入水银，根据和气体状态方程可知，封闭气体压强增大，体积减小，水银面高度差h减小，故绳拉力减小，C错误，
D．略微增加细绳长度，使玻璃管位置相对水银槽下移，封闭气体体积减小，压强增大，再根据可知，水银面高度差h减小，故绳拉力减小，D错误。
故选A。
6．BC
A．由图像可知过程①为过原点的直线，可知温度与压强成正比，根据理想气体状态方程
可知该过程气体的体积保持不变，气体对外不做功，A错误；
BC．由图像可知过程②中，由到过程，气体温度不变，气体内能不变，气体的压强增大，可知气体的体积减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知该过程气体对外放热；由到过程，气体的温度升高，气体内能增大，气体的压强不变，可知气体的体积增大，外界对气体做负功，即气体对外界做正功，根据热力学第一定律可知该过程气体从外界吸热，BC正确；
D．状态和状态的气体体积相等，单位体积内气体的分子数相同，状态的温度比状态的小，气体在状态的分子平均动能小于在状态的分子平均动能，故单位时间内，状态比状态器壁单位面积上分子碰撞的次数少，D错误。
故选BC。
7．AD
AB．只对L1加热，假设L1气体体积不变，则压强增大；L1的压强
p1=p2-ph
由于L2的压强p2不变，L1的压强增大，则ph减小，h减小，气柱L1长度变长；气柱L2中气体的压强和温度不变化，则体积不变化，长度不变化，A正确，B错误；
C．若在右管中注入一些水银，则L2的压强增大，假设L1的体积不变，h不变，L1的压强增大，根据玻意耳定律可知L1的体积减小，L1的长度将减小，C错误；
D．使L1、L2同时升高相同的温度，假设L1、L2气体的体积都不变，则L1的压强增大，L2压强不变，所以h减小，L1也会增大，D正确。
故选AD。
8．（1）80cm；（2）304K
（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h1，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
由力的平衡条件有
p＝p0＋ρgh
p1＝p0－ρgh
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）
代入数据，联立解得
L＝80cm
（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
＝
代入数据，联立解得
T＝304K
9．16 cm，4 cm
设旋转后左管压强为p1′，则由玻意耳定律得
p1l1=p1′l1′
设旋转后右管压强为，则由玻意耳定律得
p2l2=p2′l2′
又
l1′＋l2′=20cm，p2′=p1′＋12cmHg
联立以上各式得
p1′=12 cmHg
U形管旋转后两边空气柱l1′、l2′的长度
l1′=16 cm，l2′=4 cm
10．（1）；（2）
（1）由题意知封闭气体做等容变化，初态时热力学温度为，压强为，末态时热力学温度为，压强设为。根据查理定律有，解得
（2）封闭气体初态压强为，体积，设气缸倒置后，气体压强为，活塞到气缸底部的距离为，则气体体积，据平衡条件可知
解得
根据玻意耳定律有
解得
所以稳定时活塞到气缸底部的距离为
11．(1)；(2)，
(1)设抽气前氢气的压强为p10，根据力的平衡条件得
，
得
(2)设抽气后氢气的压强和体积分别为p1和V1，氮气的压强和体积分别为p2和V2，根据力的平衡条件有
由玻意耳定律得
p1V1=p10·2V0，p2V2=p0·V0
由于两活塞用刚性杆连接，故
V1–2V0=2（V0–V2）
联立解得
，
12．
设气囊内气体初态、末态的压强分别为、，由题意得
初态：，
末态：，，
由理想气体状态方程得
联立解得
13．（1）1.8atm；（2）1.5atm
（1）对球内的气体由玻意耳定律可得
解得球内气体的压强
（2）当把此球从27℃的健身房放置到仓库，由理想气体状态方程
解得
14．（1）；（2）；（3）
（1）根据题意可知，打气后左室气体的体积
左室气体发生等温变化，根据玻意耳定律有
解得
即左室内气体的压强为。
（2）根据题意可知，右室内气体的压强
右室内气体的体积
把右侧气室原有气体与打入的气体作为整体，设总体积为，发生等温变化，根据玻意耳定律有
解得
则打入右室内气体的质量和打气前的质量之比
（3）当左、右气室体积再次相等时，设右室内气体压强为，右室气体发生等温变化，根据玻意耳定律有
左室内气体的压强
对左室气体，根据理想气体状态方程有
联立解得
即此时左室内气体的热力学温度为。
15．（i）；（ii）
（i）以汽缸为研究对象（不包括活塞），汽缸静止，由平衡条件有
解得
（ii）温度升高时气体的体积和压强均发生变化
由理想气体的状态方程有
对汽缸受力分析有
联立解得
即
16．（1）；（2）6.25×104Pa
（1）罐内气体加热前，压强、体积和温度分别为和，加热到后，等效气体等压膨胀到V，则
解得
加热前后，罐内气体的质量之比为
（2）自然降温后，气体的最后压强设为p，则
解得
答案第1页，共2页
第1页，共2页15.2气体实验定律教师
一、单选题
1．一定质量的理想气体按图中箭头所示的顺序变化，图中BC段是以纵轴和横轴为渐近线的双曲线的一部分，已知气体在状态A的温度，取，关于该气体的下列说法正确的是（ ）
A．在状态B时的温度为300K
B．在状态D时的温度为150K
C．从状态B到状态C的过程中气体体积增大，对外做功，内能减少
D．从状态C到状态D的过程中外界对气体做功4000J
【答案】D
AB．由理想气体状态方程得
代入数据解得
故AB错误；
C．由图知BC段是等温变化，从状态B到状态C的过程中气体体积增大，对外做功。温度不变，即内能不变。故C错误；
D．从状态C到状态D的过程中，气体压强不变，设气体体积缩小量为，则外界对气体做功为
故D正确。
故选D。
2．如图，肠粉店师傅把一勺刚出炉、热气腾腾的卤汁倒入一小塑料袋中，然后快速打结，袋中密封了一定质量的空气（视为理想气体）。一小段时间后，塑料袋会鼓起来。下列表述正确的是（ ）
A．外界对气体做正功
B．气体从袋外吸热
C．相比原来，袋内气体内能减少
D．相比原来，袋内气体压强增大
【答案】D
A．一小段时间后，塑料袋会鼓起来，可知气体的体积变大，外界对气体做负功，A错误；
B．一小段时间后，热气腾腾的卤汁使得气体温度升高，由于气体的温度高于外界温度，可知气体向袋外放热，B错误；
C．一小段时间后，热气腾腾的卤汁使得气体温度升高，可知相比原来，袋内气体内能增大，C错误；
D．倒入热气腾腾的卤汁前，气体压强等于外界大气压强，一小段时间后，塑料袋会鼓起来，说明气体压强大于外界大气压强，故相比原来，袋内气体压强增大，D正确。
故选D。
3．如图所示，20℃的氧气和10℃的氢气体积相同，水银柱在连通两容器的足够长的细管中央，当氧气和氢气的温度都升高10℃时，水银柱（ ）
A．不移动 B．向左移动 C．向右移动 D．先向右后向左移动
【答案】B
根据理想气体状态方程
假设气体体积不变，有
由题知开始时刻，气体两边压强相等，且
可得两边升高相同的温度时，有
则右边氢气压强将大于左边氧气的压强，水银柱将向左移动，故选B。
4．如图所示，一定质量的理想气体用质量为M的活塞封闭在容器中，活塞与容器间光滑接触，在图中三种稳定状态下的温度分别为，体积分别为且，则的大小关系为（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
设三种稳定状态下气体的压强分别为，以活塞为研究对象，三种稳定状态下分别有
可以得出
根据理想气体的状态方程
由得
由得
即
所以选项B正确；ACD错误；
故选B。
5．一开口向下导热均匀直玻璃管，通过细绳悬挂在天花板上，玻璃管下端浸没在固定水银槽中，管内外水银面高度差为h，下列情况中能使细绳拉力增大的是（ ）
A．大气压强增加
B．环境温度升高且大气压强不变
C．向水银槽内注入水银
D．略微增加细绳长度，使玻璃管位置相对水银槽下移
【答案】A
A．设封闭气体的压强为p，玻璃管质量为m，对玻璃管受力分析可知，绳的拉力为
即绳的拉力等于管的重力和管中高出液面部分水银的重力，大气压强增加时，封闭气体压强不变，故液柱h增加，所以绳拉力增加，A正确；
B．环境温度升高，封闭气体压强增大，根据可知，h减小，故绳拉力减小，B错误；
C．向水银槽内注入水银，根据和气体状态方程可知，封闭气体压强增大，体积减小，水银面高度差h减小，故绳拉力减小，C错误，
D．略微增加细绳长度，使玻璃管位置相对水银槽下移，封闭气体体积减小，压强增大，再根据可知，水银面高度差h减小，故绳拉力减小，D错误。
故选A。
二、多选题
6．一定质量的理想气体，由状态开始，经历①②两个不同过程到达状态，图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．过程①气体对外做功
B．过程②气体先放出热量后吸收热量
C．在到的过程中，气体对外界做正功
D．单位时间内，状态比状态器壁单位面积上分子碰撞的次数多
【答案】BC
A．由图像可知过程①为过原点的直线，可知温度与压强成正比，根据理想气体状态方程
可知该过程气体的体积保持不变，气体对外不做功，A错误；
BC．由图像可知过程②中，由到过程，气体温度不变，气体内能不变，气体的压强增大，可知气体的体积减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知该过程气体对外放热；由到过程，气体的温度升高，气体内能增大，气体的压强不变，可知气体的体积增大，外界对气体做负功，即气体对外界做正功，根据热力学第一定律可知该过程气体从外界吸热，BC正确；
D．状态和状态的气体体积相等，单位体积内气体的分子数相同，状态的温度比状态的小，气体在状态的分子平均动能小于在状态的分子平均动能，故单位时间内，状态比状态器壁单位面积上分子碰撞的次数少，D错误。
故选BC。
7．如图所示，足够长的U形管内分别由水银封有L1、L2两部分气体，则下列陈述中正确的是（ ）
A．只对L1加热，则h减小，气柱L2长度不变
B．只对L1加热，则h不变，气柱L2长度增大
C．若在右管中注入一些水银，L1将增大
D．使L1、L2同时升高相同的温度，则L1增大、h减小
【答案】AD
AB．只对L1加热，假设L1气体体积不变，则压强增大；L1的压强
p1=p2-ph
由于L2的压强p2不变，L1的压强增大，则ph减小，h减小，气柱L1长度变长；气柱L2中气体的压强和温度不变化，则体积不变化，长度不变化，A正确，B错误；
C．若在右管中注入一些水银，则L2的压强增大，假设L1的体积不变，h不变，L1的压强增大，根据玻意耳定律可知L1的体积减小，L1的长度将减小，C错误；
D．使L1、L2同时升高相同的温度，假设L1、L2气体的体积都不变，则L1的压强增大，L2压强不变，所以h减小，L1也会增大，D正确。
故选AD。
三、解答题
8．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。若将细管水平放置，恰好无水银流出，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312K。
（1）求细管的长度；
（2）细管水平放置后，通过降低环境温度，使得水银柱回到原位置，求此时密封气体的温度。
【答案】（1）80cm；（2）304K
（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h1，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
由力的平衡条件有
p＝p0＋ρgh
p1＝p0－ρgh
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）
代入数据，联立解得
L＝80cm
（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
＝
代入数据，联立解得
T＝304K
9．如图所示，在两端封闭、高为37 cm、粗细均匀的U形细玻璃管内有一股水银柱，水银柱的两端各封闭有一段空气。当U形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的长度分别为l1=12.0 cm和l2=8.0 cm，水平部分管长l3=12.0 cm，左边气体的压强为16.0 cmHg，现将U形管缓慢向右旋转90°放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边，求U形管旋转后两边空气柱l1′、l2′的长度。（在整个过程中气体温度不变；管的直径很小）
【答案】16 cm，4 cm
设旋转后左管压强为p1′，则由玻意耳定律得
p1l1=p1′l1′
设旋转后右管压强为，则由玻意耳定律得
p2l2=p2′l2′
又
l1′＋l2′=20cm，p2′=p1′＋12cmHg
联立以上各式得
p1′=12 cmHg
U形管旋转后两边空气柱l1′、l2′的长度
l1′=16 cm，l2′=4 cm
10．如图所示，内壁光滑的薄壁圆柱形导热气缸开口朝下，气缸高度为，横截面积为。气缸开口处有一厚度可忽略不计的活塞．缸内封闭了压强为的理想气体。已知此时外部环境的热力学温度为，大气压强为，活塞的质量为，为重力加速度。
（1）若把气缸放置到热力学温度比外部环境低的冷库中，稳定时活塞位置不变，求稳定时封闭气体的压强；
（2）若把气缸缓缓倒置，使开口朝上，环境温度不变，求稳定时活塞到气缸底部的距离。
【答案】（1）；（2）
（1）由题意知封闭气体做等容变化，初态时热力学温度为，压强为，末态时热力学温度为，压强设为。根据查理定律有，解得
（2）封闭气体初态压强为，体积，设气缸倒置后，气体压强为，活塞到气缸底部的距离为，则气体体积，据平衡条件可知
解得
根据玻意耳定律有
解得
所以稳定时活塞到气缸底部的距离为
11．如图，一容器由横截面积分别为2S和S的两个汽缸连通而成，容器平放在地面上，汽缸内壁光滑。整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分，分别充有氢气、空气和氮气。平衡时，氮气的压强和体积分别为p0和V0，氢气的体积为2V0，空气的压强为p。现缓慢地将中部的空气全部抽出，抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变，活塞没有到达两汽缸的连接处，求：
(1)抽气前氢气的压强；
(2)抽气后氢气的压强和体积。
【答案】(1)；(2)，
(1)设抽气前氢气的压强为p10，根据力的平衡条件得
，
得
(2)设抽气后氢气的压强和体积分别为p1和V1，氮气的压强和体积分别为p2和V2，根据力的平衡条件有
由玻意耳定律得
p1V1=p10·2V0，p2V2=p0·V0
由于两活塞用刚性杆连接，故
V1–2V0=2（V0–V2）
联立解得
，
12．浮筒气囊打捞法是打捞沉船的一种方法，是用若干浮筒气囊与沉船拴住，在水下充气后，借浮力将沉船浮出水面。已知某个打捞浮筒气囊的最大容积为5m3，沉船位置离水面约为20m，该处水温为-3℃。打捞船上打气装置可持续产生4倍大气压强的高压气体，气体温度为27℃。现将高压气体充入浮筒气囊中，当气囊内气体压强和外部水压相等时停止充气，此过程需要打气装置充入多少体积的高压气体？假定高压气体充人浮筒气囊前，气囊内的气体可忽略不计，计算气体压强时不考虑气囊的高度，气囊导热性良好，大气压强p0=1×105Pa，水的密度=1.0×103kg/m3，重力加速度g=10m/s2。（结果保留三位有效数字）
【答案】
设气囊内气体初态、末态的压强分别为、，由题意得
初态：，
末态：，，
由理想气体状态方程得
联立解得
13．健身球上无人时，球内气体的体积为，压强为，此时周围的环境温度为。
（1）如图所示，某人趴在健身球上静止时，球内体积变为，球内气体可看成理想气体且温度保持不变；求此时球内气体压强；
（2）把此球从温度为的健身房放置到温度为的仓库，当球内气体与环境温度相同后，健身球体积变为，求此时球内气体压强。
【答案】（1）1.8atm；（2）1.5atm
（1）对球内的气体由玻意耳定律可得
解得球内气体的压强
（2）当把此球从27℃的健身房放置到仓库，由理想气体状态方程
解得
14．如图所示，汽缸中横截面积为S的活塞把汽缸隔成两个密闭的气室，可通过打气筒向右室充入气体。初始时两个气室内封闭气体的温度和外界环境温度均相等，体积均为，压强均等于大气压强。当活塞两边压强差超过时活塞就会滑动，否则活塞停止运动。用打气筒向右室打气，直至左室内气体体积减小，打气过程中左、右气室的气体温度始终保持不变。
（1）求左室内气体的压强；
（2）求打入右室内气体的质量和打气前的质量之比；
（3）假定右室内气体热力学温度始终为，加热左侧气室内的气体，使得左、右气室体积再次相等，求此时左室内气体的热力学温度T。
【答案】（1）；（2）；（3）
（1）根据题意可知，打气后左室气体的体积
左室气体发生等温变化，根据玻意耳定律有
解得
即左室内气体的压强为。
（2）根据题意可知，右室内气体的压强
右室内气体的体积
把右侧气室原有气体与打入的气体作为整体，设总体积为，发生等温变化，根据玻意耳定律有
解得
则打入右室内气体的质量和打气前的质量之比
（3）当左、右气室体积再次相等时，设右室内气体压强为，右室气体发生等温变化，根据玻意耳定律有
左室内气体的压强
对左室气体，根据理想气体状态方程有
联立解得
即此时左室内气体的热力学温度为。
15．如图所示，汽缸内封有一定质量的理想气体，汽缸质量M＝100kg，高度l＝0.4m，活塞横截面积S＝100cm2，活塞与汽缸顶之间有一劲度系数k＝500N/m的轻弹簧连接，缸内气体的温度为27℃时，活塞位于汽缸正中间，弹簧处于原长。活塞与汽缸壁无摩擦且不漏气，大气压p0＝105Pa，重力加速度g＝10m/s2.求：
（i）汽缸内气体的压强p1；
（ii）缸内气体的温度升高到多少摄氏度时，活塞恰好会静止在汽缸缸口处。
【答案】（i）；（ii）
（i）以汽缸为研究对象（不包括活塞），汽缸静止，由平衡条件有
解得
（ii）温度升高时气体的体积和压强均发生变化
由理想气体的状态方程有
对汽缸受力分析有
联立解得
即
16．中医拔火罐的物理原理是利用玻璃罐内外的气压差使罐吸附在人体穴位上，治疗某些疾病，如图所示。使用火罐时，先加热罐中气体，然后将罐的开口迅速按到皮肤上，自然降温后，火罐紧紧吸附在皮肤上，已知火罐压在皮肤上之前的气体温度为227℃，自然降温后的气体达到室内温度27℃，因皮肤凸起，内部气体体积变为罐容积的，罐内气体认为是理想气体。求：
（1）加热前后，罐内气体的质量之比；
（2）自然降温后，罐内气体的压强。
【答案】（1）；（2）6.25×104Pa
（1）罐内气体加热前，压强、体积和温度分别为和，加热到后，等效气体等压膨胀到V，则
解得
加热前后，罐内气体的质量之比为
（2）自然降温后，气体的最后压强设为p，则
解得
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页班级：（ ）班 学号：后两位（ ） 姓名：
15.2气体实验定律
一、单选题
1．一定质量的理想气体按图中箭头所示的顺序变化，图中BC段是以纵轴和横轴为渐近线的双曲线的一部分，已知气体在状态A的温度，取，关于该气体的下列说法正确的是（ ）
A．在状态B时的温度为300K
B．在状态D时的温度为150K
C．从状态B到状态C的过程中气体体积增大，对外做功，内能减少
D．从状态C到状态D的过程中外界对气体做功4000J
2．如图，肠粉店师傅把一勺刚出炉、热气腾腾的卤汁倒入一小塑料袋中，然后快速打结，袋中密封了一定质量的空气（视为理想气体）。一小段时间后，塑料袋会鼓起来。下列表述正确的是（ ）
A．外界对气体做正功
B．气体从袋外吸热
C．相比原来，袋内气体内能减少
D．相比原来，袋内气体压强增大
3．如图所示，20℃的氧气和10℃的氢气体积相同，水银柱在连通两容器的足够长的细管中央，当氧气和氢气的温度都升高10℃时，水银柱（ ）
A．不移动
B．向左移动
C．向右移动
D．先向右后向左移动
4．如图所示，一定质量的理想气体用质量为M的活塞封闭在容器中，活塞与容器间光滑接触，在图中三种稳定状态下的温度分别为，体积分别为且，则的大小关系为（ ）
A．
B．
C．
D．
5．一开口向下导热均匀直玻璃管，通过细绳悬挂在天花板上，玻璃管下端浸没在固定水银槽中，管内外水银面高度差为h，下列情况中能使细绳拉力增大的是（ ）
A．大气压强增加
B．环境温度升高且大气压强不变
C．向水银槽内注入水银
D．略微增加细绳长度，使玻璃管位置相对水银槽下移
二、多选题
6．一定质量的理想气体，由状态开始，经历①②两个不同过程到达状态，图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．过程①气体对外做功
B．过程②气体先放出热量后吸收热量
C．在到的过程中，气体对外界做正功
D．单位时间内，状态比状态器壁单位面积上分子碰撞的次数多
7．如图所示，足够长的U形管内分别由水银封有L1、L2两部分气体，则下列陈述中正确的是（ ）
A．只对L1加热，则h减小，气柱L2长度不变
B．只对L1加热，则h不变，气柱L2长度增大
C．若在右管中注入一些水银，L1将增大
D．使L1、L2同时升高相同的温度，则L1增大、h减小
三、解答题
8．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。若将细管水平放置，恰好无水银流出，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312K。
（1）求细管的长度；
（2）细管水平放置后，通过降低环境温度，使得水银柱回到原位置，求此时密封气体的温度。
9．如图所示，在两端封闭、高为37 cm、粗细均匀的U形细玻璃管内有一股水银柱，水银柱的两端各封闭有一段空气。当U形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的长度分别为l1=12.0 cm和l2=8.0 cm，水平部分管长l3=12.0 cm，左边气体的压强为16.0 cmHg，现将U形管缓慢向右旋转90°放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边，求U形管旋转后两边空气柱l1′、l2′的长度。（在整个过程中气体温度不变；管的直径很小）
10．如图所示，内壁光滑的薄壁圆柱形导热气缸开口朝下，气缸高度为，横截面积为。气缸开口处有一厚度可忽略不计的活塞．缸内封闭了压强为的理想气体。已知此时外部环境的热力学温度为，大气压强为，活塞的质量为，为重力加速度。
（1）若把气缸放置到热力学温度比外部环境低的冷库中，稳定时活塞位置不变，求稳定时封闭气体的压强；
（2）若把气缸缓缓倒置，使开口朝上，环境温度不变，求稳定时活塞到气缸底部的距离。
11．如图，一容器由横截面积分别为2S和S的两个汽缸连通而成，容器平放在地面上，汽缸内壁光滑。整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分，分别充有氢气、空气和氮气。平衡时，氮气的压强和体积分别为p0和V0，氢气的体积为2V0，空气的压强为p。现缓慢地将中部的空气全部抽出，抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变，活塞没有到达两汽缸的连接处，求：
(1)抽气前氢气的压强；
(2)抽气后氢气的压强和体积。
12．浮筒气囊打捞法是打捞沉船的一种方法，是用若干浮筒气囊与沉船拴住，在水下充气后，借浮力将沉船浮出水面。已知某个打捞浮筒气囊的最大容积为5m3，沉船位置离水面约为20m，该处水温为-3℃。打捞船上打气装置可持续产生4倍大气压强的高压气体，气体温度为27℃。现将高压气体充入浮筒气囊中，当气囊内气体压强和外部水压相等时停止充气，此过程需要打气装置充入多少体积的高压气体？假定高压气体充人浮筒气囊前，气囊内的气体可忽略不计，计算气体压强时不考虑气囊的高度，气囊导热性良好，大气压强p0=1×105Pa，水的密度=1.0×103kg/m3，重力加速度g=10m/s2。（结果保留三位有效数字）
13．健身球上无人时，球内气体的体积为，压强为，此时周围的环境温度为。
（1）如图所示，某人趴在健身球上静止时，球内体积变为，球内气体可看成理想气体且温度保持不变；求此时球内气体压强；
（2）把此球从温度为的健身房放置到温度为的仓库，当球内气体与环境温度相同后，健身球体积变为，求此时球内气体压强。
14．如图所示，汽缸中横截面积为S的活塞把汽缸隔成两个密闭的气室，可通过打气筒向右室充入气体。初始时两个气室内封闭气体的温度和外界环境温度均相等，体积均为，压强均等于大气压强。当活塞两边压强差超过时活塞就会滑动，否则活塞停止运动。用打气筒向右室打气，直至左室内气体体积减小，打气过程中左、右气室的气体温度始终保持不变。
（1）求左室内气体的压强；
（2）求打入右室内气体的质量和打气前的质量之比；
（3）假定右室内气体热力学温度始终为，加热左侧气室内的气体，使得左、右气室体积再次相等，求此时左室内气体的热力学温度T。
15．如图所示，汽缸内封有一定质量的理想气体，汽缸质量M＝100kg，高度l＝0.4m，活塞横截面积S＝100cm2，活塞与汽缸顶之间有一劲度系数k＝500N/m的轻弹簧连接，缸内气体的温度为27℃时，活塞位于汽缸正中间，弹簧处于原长。活塞与汽缸壁无摩擦且不漏气，大气压p0＝105Pa，重力加速度g＝10m/s2.求：
（i）汽缸内气体的压强p1；
（ii）缸内气体的温度升高到多少摄氏度时，活塞恰好会静止在汽缸缸口处。
16．中医拔火罐的物理原理是利用玻璃罐内外的气压差使罐吸附在人体穴位上，治疗某些疾病，如图所示。使用火罐时，先加热罐中气体，然后将罐的开口迅速按到皮肤上，自然降温后，火罐紧紧吸附在皮肤上，已知火罐压在皮肤上之前的气体温度为227℃，自然降温后的气体达到室内温度27℃，因皮肤凸起，内部气体体积变为罐容积的，罐内气体认为是理想气体。求：
（1）加热前后，罐内气体的质量之比；
（2）自然降温后，罐内气体的压强。
15.2气体实验定律 第1页，共3页 时间： 分钟
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