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1.(2023·江苏南京市模拟)如图所示，A、B是两个面积不等的活塞，可以在水平固定的两端
开口的汽缸内无摩擦地滑动，缸内密封的气体为理想气体。随着温度降低，描述气体状态变
化的图像可能正确的是( )
2．(2023·山东聊城市二模)如图甲所示，水平放置的汽缸被两个活塞分为A、B、C三部分，
C为真空，A、B中有理想气体，A中气体压强p ＝1.0×105 Pa，汽缸横截面积S ＝2S ＝20
0 A B
cm2，两个活塞总质量为m，活塞到两汽缸底部的距离均为d＝3 cm，活塞之间用水平轻杆
连接。现将汽缸顺时针缓慢转过90°，如图乙所示(活塞未到汽缸连接处)，取重力加速度g＝
10 m/s2，若活塞移动的距离为1 cm，气体温度保持不变，则活塞质量m为( )
A．7.5 kg B．15 kg C．25 kg D．30 kg
3.(2024·重庆市八中检测)某种供水装置工作原理如图所示。由水泵将水压入罐体，当罐内气
体压强增加到3p 时，水泵停止抽水。供水时罐内水位下降，罐内气体压强减小到1.5p 时，
0 0
水泵重新启动，可如此反复供水。罐容积为V ，第一次注水前罐内气体压强等于外界大气
0
压强p，此时罐内气体体积与罐容积相等，注水、供水过程中罐内气体总质量不变，罐内气
0
体可视为理想气体，忽略温度变化。求：(1)水泵停止注水时罐内气体的体积V；
1
(2)当水的体积达到罐容积的40%，则此时罐内气体压强p。
1
4.如图所示，左侧连有一横截面积为S的大活塞的汽缸A通过细导管(容积可忽略)与汽缸B
相连接，导管里面有一绝热活塞(质量可忽略)。大气压强为p ，大活塞的重力为pS，大活
0 0
塞到汽缸A底部的距离为L。两汽缸内封闭有温度为27 ℃的同种理想气体。先将整个装置
顺时针缓慢转过90°，为使细导管中绝热活塞位置不变，需要给汽缸 B加热。忽略一切摩擦，
求：
(1)汽缸A中活塞下降的距离；
(2)汽缸B中气体的最终温度。5.(2023·江西赣州市兴国平川中学联考)某密闭容器压力计的简化原理图如图所示，粗细均匀
的竖直U形玻璃管右侧封闭着气体A，左侧与密闭容器相连，密闭容器中封闭着气体 B，U
形管体积与密闭容器体积相比可以忽略不计。初始，所有封闭气体的压强均等于大气压p＝
0
75 cmHg，U形管两侧的水银柱液面恰好齐平，右侧气体A的长度L＝20 cm。在密闭容器内
的气体B被加热一段时间后，观察员发现U形玻璃管右侧水银液面上升了5 cm。U形玻璃
管右侧始终处于恒温箱中(图中未画出)，其封闭的气体A可视为温度始终不变。
(1)求加热后密闭容器内气体B的压强；
(2)若密闭容器内的初始温度T＝300 K，求加热后密闭容器内气体B的温度。
0
6.(2023·贵州贵阳市二模)如图所示，一竖直放置、上端开口且导热良好的圆筒形汽缸高度为
3h，汽缸内部横截面积为S。现将厚度不计的活塞保持水平状态从汽缸上部轻放，稳定时活
塞距汽缸底部的距离为2h，已知外界大气压强恒为p ，环境温度保持不变，汽缸不漏气且
0
不计活塞与汽缸之间的摩擦，重力加速度大小为g。
(1)求活塞质量；
(2)若再将一个相同的活塞从汽缸上端轻放，求系统再次稳定时上部的活塞距汽缸顶端的距
离。7.(2024·湖南省湘东九校联考)如图所示，活塞将左侧导热汽缸分成容积均为 V的A、B两部
分，汽缸A部分通过带有阀门的细管与容积为、导热性能良好的汽缸C相连。开始时阀门
关闭，A、B两部分气体的压强分别为p 和1.5p 。现将阀门打开，当活塞稳定时，B的体积
0 0
变为，然后再将阀门关闭。已知A、B、C内为同种理想气体，细管及活塞的体积均可忽略，
外界温度保持不变，活塞与汽缸之间的摩擦力不计。求：
(1)阀门打开后活塞稳定时，A部分气体的压强p ；
A
(2)活塞稳定后，C中剩余气体的质量M 与最初C中气体质量M 之比。
2 0
第 4 练 专题强化：气体实验定律的综合应用
1．A [随着温度降低，气体先做等压变化，由于温度的降低，气体的体积减小。当活塞 A
运动至汽缸连接处时，气体体积达到最小。之后气体做等容变化，随着温度的降低，气体的
压强逐渐减小，故A正确，B、C、D错误。]
2．B [设汽缸水平放置时，B中气体压强为p，则有pS ＝pS ，
1 1 B 0 A
解得p＝2p＝2.0×105 Pa
1 0
设汽缸竖直放置时，A中气体压强为p′，B中气体压强为p′，根据玻意耳定律可得pdS
0 1 0 A
＝p′(d＋Δd)S ，
0 A
pdS ＝p′(d－Δd)S
1 B 1 B
解得p′＝＝0.75×105 Pa，
0p′＝＝3.0×105 Pa
1
根据活塞受力平衡可得mg＋p′S ＝p′S ，
0 A 1 B
解得m＝15 kg，故选B。]
3．(1)V (2)p
0 0
解析 (1)对罐内所封气体，根据玻意耳定律有pV＝3pV，
0 0 0 1
解得V＝V
1 0
(2)当水的体积达到罐容积的40%，则此时罐内气体的体积为V＝0.6V
2 0
根据玻意耳定律有pV＝pV，压强p＝p。
0 0 1 2 1 0
4．(1) (2)400 K(或127 ℃)
解析 (1)旋转前后，汽缸A中的压强分别为p ＝p，p ′＝p＋p＝p
A 0 A 0 0 0
对汽缸A分析，根据玻意耳定律有 p LS＝p ′L′S，汽缸A中活塞下降的距离 d＝L－
A A
L′，解得d＝
(2)对汽缸B中气体进行分析，
末状态压强p ′＝p ′＝p
B A 0
根据查理定律有＝，
其中p ＝p ＝p，
B A 0
解得T ′＝400 K，即127 ℃。
B
5．(1)110 cmHg (2)440 K(或167 ℃)
解析 (1)设U形管的横截面积为S，右侧气体A做等温变化，有pV ＝pV ，其中V ＝LS，
0 0 1 1 0
V＝(L－h)S
1
解得p＝100 cmHg
1
加热后密闭容器内气体B的压强
p ＝100 cmHg＋5×2 cmHg
B
＝110 cmHg
(2)密闭容器内气体B做等容变化，有＝
解得T ＝440 K，即167 ℃。
B
6．(1) (2)h
解析 (1)活塞稳定时，汽缸内气体压强p＝＋p
1 0
从放上活塞到活塞稳定，由玻意耳定律得p·3hS＝p·2hS
0 1
联立解得活塞质量m＝，p＝p
1 0
(2)若再将一个相同的活塞从汽缸上端轻放，设系统再次稳定时上部的活塞距汽缸顶端的距
离为x，则由玻意耳定律得phS＝phS
0 1 1
可得上方密封气体的高度h＝h
1
对下方密封气体，系统稳定时的气体压强为p＝＋p＝2p
2 1 0再由玻意耳定律得p·3hS＝phS
0 2 2
可得下方密封气体的高度h＝h
2
又由h＋h＋x＝h＋2h
1 2
解得x＝h。
7．(1)2.5p (2)
0
解析 (1)初始时对活塞有pS＋mg＝1.5pS，得到mg＝0.5pS
0 0 0
打开阀门后，活塞稳定时，对B气体有1.5p·V＝p ·，解得p ＝3p
0 B B 0
对活塞受力分析有p S＋mg＝p S，解得p ＝2.5p
A B A 0
(2)设未打开阀门前，C气体的压强为p ，对A、C两部分气体整体有
C0
p·V＋p ·＝p (＋)
0 C0 A
解得p ＝p ，以C中原来的气体为研究对象有p ·＝p ·V ，解得V ＝1.35V，所以，C中剩
C0 0 C0 A C C
余气体的质量M 与最初C中气体质量M 之比＝＝。
2 0
