專題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)變化問題的基本思路模型一“活塞＋汽缸”模型解決“活塞＋汽缸”類問題的一般思路(1)弄清題意，確定研究對象。一般研究對象分兩類：一類是熱學(xué)研究對象(一定質(zhì)量的理想氣體)；另一類是力學(xué)研究對象(汽缸、活塞或某系統(tǒng))。(2)分析清楚題目所述的物理過程，對熱學(xué)研究對象分析清楚初、末狀態(tài)及狀態(tài)變化過程，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；對力學(xué)研究對象要正確地進(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)多個方程聯(lián)立求解。對求解的結(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堋鳖悊栴}，關(guān)鍵是對液柱封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算，求液柱封閉的氣體壓強(qiáng)時，一般以液柱為研究對象分析受力、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)，同時又要盡可能平衡掉某些大氣的壓力。(3)有時可直接應(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，可靈活應(yīng)用壓強(qiáng)單位“cmHg”等，使計(jì)算過程簡捷。模型三?！皟蓤F(tuán)氣”模型處理“兩團(tuán)氣”問題的技巧：(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。二理想氣體的四類變質(zhì)量問題模型一充氣問題在充氣時，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象時，這些氣體的總質(zhì)量是不變的。這樣，可將“變質(zhì)量”的問題轉(zhuǎn)化成“定質(zhì)量”問題。模型二抽氣問題在對容器抽氣的過程中，對每一次抽氣而言，氣體質(zhì)量發(fā)生變化，解決該類變質(zhì)量問題的方法與充氣問題類似：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”問題轉(zhuǎn)化為“定質(zhì)量”的問題。模型三灌氣問題將一個大容器里的氣體分裝到多個小容器中的問題也是變質(zhì)量問題，分析這類問題時，可以把大容器中的氣體和多個小容器中的氣體作為一個整體來進(jìn)行研究，即可將“變質(zhì)量”問題轉(zhuǎn)化為“定質(zhì)量”問題。模型四漏氣問題容器漏氣過程中氣體的質(zhì)量不斷發(fā)生變化，屬于變質(zhì)量問題，如果選容器內(nèi)剩余氣體和漏掉的氣體為研究對象，便可使“變質(zhì)量”轉(zhuǎn)化成“定質(zhì)量”問題?！灸Ｐ脱菥?】如圖，一豎直放置的汽缸由兩個粗細(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，活塞Ⅱ不能通過連接處?；钊?、Ⅱ的質(zhì)量分別為、m，面積分別為、S，彈簧原長為l。初始時系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，此時彈簧的伸長量為，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)動到汽缸連接處時，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。【模型演練3】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，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)?；钊娣e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)。現(xiàn)將整個裝置緩慢旋轉(zhuǎn)至豎直方向，穩(wěn)定后，上部氣體的體積為原來的，設(shè)整個過程溫度保持不變，求：（i）此時上、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）?！灸Ｐ脱菥?】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；兩汽缸的底部通過細(xì)管連通，A汽缸的頂部通過開口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)汽缸底部時的溫度；（2）將環(huán)境溫度緩慢改變至，然后用氣泵從開口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，又被稱為“最強(qiáng)口罩”，是救護(hù)車的一種，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，使車內(nèi)氣壓低于外界大氣壓，所以帶病毒的空氣只能由車外流向車內(nèi)，經(jīng)過無害化處理后再排出，從而限制病毒傳播，最大程度減少交叉感染。一般負(fù)壓值（車外與車內(nèi)氣壓差）為時效果比較理想。假設(shè)有一負(fù)壓救護(hù)車，開放狀態(tài)時，車內(nèi)外的氣壓均為，溫度均為；正常工作時，車內(nèi)溫度為，負(fù)壓值為大氣壓的萬分之四?？諝饪梢暈槔硐霘怏w，車外環(huán)境溫度保持不變。求：（1）若車在處于開放狀態(tài)時，使車內(nèi)密閉，將車內(nèi)溫度升高到時，求此時車內(nèi)氣體的壓強(qiáng)；（2）車內(nèi)由開放狀態(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、乙兩個儲氣罐儲存有同種氣體（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，開始時，氧氣壓強(qiáng)為Pa，溫度為,因?yàn)槁猓?jīng)過一段時間后，容器內(nèi)氧氣壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?，溫度降為，求漏掉多少千克氧氣?．（2024·湖南長沙·統(tǒng)考模擬預(yù)測）某同學(xué)自制了一個氣溫計(jì)，他將一根透明玻璃管插入一個薄玻璃瓶，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，固定好整個裝置，如圖所示。當(dāng)瓶內(nèi)氣體溫度降至室溫時，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，以下操作過程中，玻璃管內(nèi)水面一直在水槽水面之上。下列說法正確的是（）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，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。水銀柱在兩管中的長度分別為L1=10cm、L2=5cm。B管中封閉氣柱的長為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，A中抽出氣體質(zhì)量占原來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）如圖甲所示，一個質(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。現(xiàn)在活塞上方緩慢堆放細(xì)沙，直至氣柱長度減為h1=16cm時停止堆放細(xì)沙，如圖乙所示。之后對氣體緩慢降溫至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T2時氣體的壓強(qiáng)。4．（2024·全國·高三專題練習(xí)）如圖所示，兩端開口、粗細(xì)均勻的長直U形玻璃管內(nèi)由兩段水銀柱封閉著長度為15cm的空氣柱，氣體溫度為300K時，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)開口處緩慢地注入長的水銀柱，管內(nèi)的空氣柱長為多少？②為了使空氣柱的長度恢復(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，活塞與汽缸壁間無摩擦。測得環(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，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，環(huán)境的最低熱力學(xué)溫度T2?！敬鸢浮浚?）1.5×105Pa；（2）100K【詳解】（1）對活塞進(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，環(huán)境溫度最低，此時對活塞進(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摩擦。兩氣缸內(nèi)裝有處于平衡狀態(tài)的理想氣體，開始時體積均為、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，彈簧的長度，如圖甲所示；現(xiàn)對封閉氣體緩慢加熱，活塞先向下運(yùn)動，后向上運(yùn)動，最后回到原來位置，如圖乙所示，此時封閉氣體的壓強(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）生活中常見到這樣的現(xiàn)象：給熱水瓶灌上開水并用軟木塞將瓶口蓋緊，過一會兒，軟木塞會蹦起來，再塞緊軟木塞，經(jīng)過一段時間后，要拔出軟木塞又會變得很吃力。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，不考慮瓶內(nèi)水蒸氣的影響。（1）若熱水溫度保持不變，通過計(jì)算判斷瓶塞會不會蹦起來？（2）當(dāng)瓶內(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)?？茧A段練習(xí)）空氣懸掛減震（氣體彈簧）正在廣泛應(yīng)用于各類車輛懸掛減震，不斷提升汽車乘坐舒適性。某新型國產(chǎn)轎車上的氣體彈簧減震裝置簡化結(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，活塞能無摩擦滑動，并通過連桿與車輪軸連接。封閉氣體初始溫度T=297K，長度L1=0.12m、壓強(qiáng)當(dāng)車輛載重時，相當(dāng)于在汽缸頂部加一物體A，汽缸下降，穩(wěn)定后封閉氣體長度L2=0.08m，此過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。開始時系統(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)打氣過程中整個系統(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上時，彈簧處于原長狀態(tài)。封閉氣體和活塞柱長度均為0.20m，氣體壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)P0=1.0×105Pa。將四臺減震裝置安裝在汽車上，穩(wěn)定時車重由四臺減震裝置支撐，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）汽車的質(zhì)量M。12．（2024上·陜西西安·高三西安一中?？计谀┠晨羁杉訜岬拿荛]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（該過程不考慮水分子的蒸發(fā)）。已知大氣壓為。（?。┣笏疁剡_(dá)到87℃時氣體的壓強(qiáng)；（ⅱ）若將容器上方氣體與外界連通，繼續(xù)把水燒開，容器內(nèi)水和氣體的溫度均視為100℃，求此時容器內(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·統(tǒng)考一模）目前邵陽市正在如火如荼的進(jìn)行“創(chuàng)國衛(wèi)”行動，提倡文明出行，綠色出行，自行車是綠色出行的主要工具。某同學(xué)在出行前，發(fā)現(xiàn)自行車胎氣壓不足，他拿打氣筒給自行車充氣，充氣前車胎氣壓為，車胎容積V為2L。每次打氣筒充入車胎的氣體壓強(qiáng)為，體積，打10次后（不考慮氣體溫度和車胎容積的變化）。（1）此時車胎內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為多少？（2）充入的氣體與原來氣體質(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，初始時汽缸開口向上放置，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)動放平，求：（1）活塞向外移動的距離d；（2）為使放平后活塞與缸底的距離仍為H，需在轉(zhuǎn)動前通過氣門緩慢放出一定質(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?。有個容積為、壓強(qiáng)為的氦氣罐給氣球充氣，充氣后每個氣球的體積均為，當(dāng)充滿個同樣的氣球時，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，且充氣過程沒有漏氣。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發(fā)生爆炸，爆炸時氣球內(nèi)氣體的體積。（已知高度每增加，氣溫下降6℃，氣球爆炸時，球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)，氣球上升過程中沒有發(fā)生漏氣現(xiàn)象）16．（2024·全國·校聯(lián)考模擬預(yù)測）車載氣墊床體積小、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，求此時氣墊床內(nèi)氣體的壓強(qiáng)。17．（2023上·遼寧朝陽·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，粗管和細(xì)管內(nèi)水銀的長度均為，氣體的熱力學(xué)溫度均為。（1）求初始時細(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·高三綿陽中學(xué)?？茧A段練習(xí)）2023年10月26日17時46分，神舟十七號載人飛船成功對接于空間站天和核心艙前向端口。神舟十七號載人飛行的主要任務(wù)包括實(shí)施航天員出艙活動和艙外科學(xué)任務(wù)。如圖所示，氣閘艙有兩個氣閘門，與核心艙連接的是閘門A，與外太空連接的是閘門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氣閘門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)出艙對氣體的影響。（可能需要的數(shù)學(xué)關(guān)系式：）求：（1）設(shè)閘門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，才能打開閘門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，各部分長度如圖。現(xiàn)緩慢推動活塞，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，求：（1）氣體A的壓強(qiáng)；（2）氣體A的氣柱長度；（3）活塞移動的距離為多大?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，啟動電源開始烘干。下面兩個排氣口，能夠把變成水蒸氣的水和熱氣排出，同時使機(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)衣服烘干時因排水共排出了的研究氣體（忽略衣服體積變化）。（1）烘干時研究的氣體（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，左管中封閉氣體長為10cm，水銀柱A長為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）開始時，A水銀柱對玻璃管頂端的壓強(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，B管中倒入的水銀柱長度。22．（2024·全