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第二章 气体、固体和液体
【题型1 气体压强的计算】......................................................................................................................................................1
【题型2 气体实验定律与气体状态方程的应用】.............................................................................................................2
【题型3 气体状态变化的图像问题】....................................................................................................................................4
【题型4 液柱移动问题】...........................................................................................................................................................5
【题型 1 气体压强的计算】
1.若已知大气压强为p，如图所示各装置均处于静止状态，图中液体密度均为ρ，重力加速度为g，则
0
( )
A．图甲中被封闭气体的压强为p＋ρgh
0
B．图乙中被封闭气体的压强为p＋ρgh
0
3
C．图丙中被封闭气体的压强为p＋ ρgh
0 2
D．图丁中被封闭气体的压强为p＋ρgh
0 1
2.若已知大气压强为p ，重力加速度为g，汽缸横截面积均为S，不计摩擦力，如图甲、乙所示，各装置均
0
处于静止状态，求各装置中被封闭气体的压强。
3.如图所示，光滑水平面上放有一质量为M的汽缸，汽缸内放有一质量为m的可在汽缸内无摩擦滑动的活塞，活塞面积为S。已知外界大气压强为p 。现用水平恒力F向右推汽缸，最后汽缸和活塞达到相对静
0
止状态，则此时缸内封闭气体的压强为( )
(m＋M)F mF
A．p ＋ B．p ＋
0 Sm 0 SM
MF mF
C．p ＋ D．p ＋
0 S(m＋M) 0 S(m＋M)
【题型 2 气体实验定律与气体状态方程的应用】
4.如图所示，高为2𝐻的导热汽缸的底部与体积可以忽略的透明管相连，活塞在汽缸内封闭一定质量的理想
1.2𝑝
气体，汽缸上端与大气相通。初始时，活塞位于汽缸中部𝐻处，竖直细管内水银柱的高度为 0(式中𝜌
𝜌𝑔
为水银的密度)，水银柱的上方为一小段真空。已知大气压强为𝑝 ，活塞的横截面积为𝑆，重力加速度为
0
𝑔。不计活塞的厚度、与汽缸间的摩擦，不计细管内气体的体积变化，水银柱始终未进入汽缸。
(1)求活塞的质量；
(2)若在初始状态下将汽缸顶端封闭(将大气视为理想气体)，然后把整个系统置于低温环境中，稳定时测得
活塞距离汽缸底部的高度为0.96𝐻。已知初始时环境温度为𝑇 =300 𝐾，求该低温环境的温度。
1
5.如图，容积均为𝑉 、缸壁可导热的甲、乙两圆柱形汽缸通过体积可忽略的细管连通，放置在压强为𝑝 、
0 0
温度为𝑇 的环境中;甲汽缸的左下部通过开口𝑂与外界相通。汽缸内的两活塞各自将缸内气体分成体积相
0
等的两部分，环境压强保持不变，不计活塞的体积，忽略摩擦。
(1)若将环境温度缓慢降低，求甲汽缸中的活塞刚到达甲汽缸最右端时的温度;3𝑇
(2)若将环境温度缓慢降低至 0，然后用气泵从开口𝑂向汽缸内缓慢注入气体，求甲汽缸中的活塞刚到达
4
甲汽缸最右端时，乙汽缸内气体的压强。
6.如图所示，绝热汽缸𝐴固定在水平桌面上，可通过电热丝给内部封闭的气体加热，其活塞用一轻绳与导热
汽缸𝐵的活塞通过定滑轮相连，汽缸𝐵悬在空中，质量为𝑀，底部悬挂有一质量也为𝑀的物体，汽缸𝐵的
活塞到汽缸𝐵内部底端的距离为𝑑.两活塞面积均为𝑆，两汽缸中均封闭有相同质量的同种理想气体，两汽
缸都不漏气．开始时系统处于平衡状态，且温度均与环境温度相同为𝑇 ，不计活塞和气体的重力，不计
0
任何摩擦，已知重力加速度为𝑔，外界大气压强为𝑃 ．
0
(𝑖)求𝐴、𝐵汽缸中气体的压强；
(𝑖𝑖)若环境温度、大气压保持不变，取下汽缸𝐵底部悬挂的物体，重新稳定后，要使汽缸𝐵底部离地面的高
度与取下物体前相同，则汽缸𝐴中气体的温度应升高多少?(活塞不会脱离汽缸)
7.某医学氧气钢瓶的容积为20𝐿，钢瓶在室外时，环境温度为―23℃，钢瓶内压力表显示瓶内氧气的压强为
15𝑀𝑃𝑎(1𝑀𝑃𝑎约为10𝑎𝑡𝑚)，现将钢瓶移至于室内温度为27℃的医院病房内(钢瓶的热胀冷缩可以忽略)。
已知热力学温度与摄氏温度间的关系为𝑇=𝑡+273𝐾，求：
(1)钢瓶移入室内达到热平衡后，钢瓶内氧气的压强为多少𝑀𝑃𝑎？
(2)在室内环境下，若氧气输出的压强恒为0.1𝑀𝑃𝑎，流量为2𝐿/𝑚𝑖𝑛，且要求钢瓶内氧气应保留不少于
0.1𝑀𝑃𝑎的剩余压力，在输出氧气过程中钢瓶内温度保持不变，该氧气瓶最多能持续使用多少分钟？【题型 3 气体状态变化的图像问题】
8.如图所示，一定质量的理想气体经历𝐴→𝐵→𝐶→𝐴的过程，已知气体在状态𝐴时的温度为300 𝐾，且
1 𝑎𝑡𝑚=1.0×105𝑃𝑎，下列说法正确的是
A. 在状态𝐵，气体的温度为300 𝐾
B. 在状态𝐶，气体的内能最大
C. 过程𝐴→𝐵，气体对外做功7.5×104𝐽
D. 过程𝐶→𝐴，单位时间撞出容器壁上单位面积的分子数可能不变
9.“空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置，可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。
“空气充电宝”某个工作过程中，一定质量理想气体的𝑝―𝑇图像如图所示。该过程对应的𝑝―𝑉图像可能
是( )
A. B.
C. D.10.一定质量的理想气体从状态𝑎开始经𝑎𝑏、𝑏𝑐、𝑐𝑎三个过程回到原状态，已知𝑎𝑏垂直于𝑇轴，𝑏𝑐延长线过𝑂
点，下列说法正确的是( )
A. 𝑏𝑐过程外界对气体做功 B. 𝑐𝑎过程气体压强不变
C. 𝑎𝑏过程气体放出热量 D. 𝑐𝑎过程气体内能减小
1
11.如图所示，一定质量的理想气体从状态𝐴连续变化到状态𝐵、𝐶、𝐷，最后由状态𝐷回到状态𝐴的𝑝― 图
𝑉
像，初始状态𝐴的压强为𝑝 ，体积为𝑉 ，热力学温度为𝑇 ，图中𝑂𝐵𝐶在一条直线上，𝑂𝐴𝐷在一条直线
0 0 0
𝑉
上，𝐴𝐵平行于横轴，𝐶𝐷平行于纵轴。已知状态𝐵的体积为 0，状态𝐷的压强为3𝑝 ，下列说法正确的是
2 0
( )
3𝑝
A. 状态𝐷到状态𝐴是等温变化 B. 状态𝐶的压强为 0
2
𝑇
C. 状态𝐶的热力学温度为 0 D. 状态𝐷的温度低于状态𝐵的
3
【题型 4 液柱移动问题】
12.如图所示，10℃的氧气和20℃的氢气体积相同，汞柱在连通两容器的细管中央，下面的叙述中，正确的是( )
A. 当氧气和氢气的温度都升高10℃时，汞柱不移动
B. 当氧气和氢气的温度都升高10℃时，汞柱将向左移
C. 当氧气温度升高10℃，氢气温度升高20℃时，汞柱向左移
D. 当氧气温度升高10℃，氢气温度升高20℃时，汞柱不会移动
13.两端封闭玻璃管水平放置，一段水银把管内同种气体分成两部分，𝑉 >𝑉 ，如图．当温度为𝑡 时，水
左 右 1
银柱静止不动，现把两边都加热到𝑡 ，则管内水银柱将( )
2
A. 向左移动 B. 向右移动 C. 保持静止 D. 无法判断
14.粗细均匀、两端封闭的细长玻璃管中，有一段水银柱将管中气体分为𝐴和𝐵两部分，如图所示，已知两
部分气体𝐴和𝐵的体积关系是𝑉 =3𝑉 ，𝐴、𝐵中所装气体温度分别为10℃和20℃，如果两边温度都降低
𝐵 𝐴
1℃，水银将( )
A. 向𝐴端移动 B. 向𝐵端移动
C. 始终不动 D. 以上三种情况都有可能
15.如图所示，𝐴，𝐵两容器容积相等，用粗细均匀的细玻璃管连接，两容器内装有不同气体，细管中央有
一段水银柱，在两边气体作用下保持平衡时，𝐴中气体的温度为20 ℃，𝐵中气体温度为30 ℃，如果将它
们的温度都升高10 ℃，则水银柱将( )A. 向𝐴移动 B. 向𝐵移动 C. 不动 D. 不能确定
