1、 第第 91 节节 气体的等温变化、玻马定律气体的等温变化、玻马定律 1.2013 年上海卷年上海卷 15已知湖水深度为 20m，湖底水温为 4，水面温度为 17，大气压强为 1.0 105Pa。当一气泡 从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来的(取 g=10m/s2，=1.0 103kg/m3) A12.8 倍 B 8.5 倍 C3.1 倍 D2.1 倍 答案：C 解析：湖底压强大约为 3 个大气压，由气体状态方程，当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约 为原来的 3.1 倍，选项 C 正确。 2. 2014 年年物理物理上海卷上海卷 10.如图，竖直放置、开口向下的试管内用水银封闭一段气体，
2、若试管自由下落， 管内气体（ ） A压强增大，体积增大 B压强增大，体积减小 C压强减小，体积增大 D压强减小，体积减小 【答案】B 【解析】初始时，水银处于静止状态，受到重力和封闭气体的压力之和与外界大气压力等大反向； 当试管自由下落时，管中水银也处于完全失重状态，加速度为 g 竖直向下，所以封闭气体的压强与外界 大气压等大；由此可知封闭气体的压强增大，根据玻马定律可知，气体的体积减小，B 项正确。 3.2012 年物理上海卷年物理上海卷 31 （13 分）如图，长 L=100cm，粗细均匀的玻璃管一端封闭。水平放置时，长 L0=50cm 的空气柱 被水银封住，水银柱长 h=30cm。将玻璃
3、管缓慢地转到开口向下的 竖直位置，然后竖直插入水银槽，插入后有 h=15cm 的水银柱进 入玻璃管。 设整个过程中温度始终保持不变， 大气压强 p0=75cmHg。 求： （1）插入水银槽后管内气体的压强 p； （2）管口距水银槽液面的距离 H。 解析： （1）设当转到竖直位置时，水银恰好未流出，管截面积为 S，此时气柱长 l=70cm 由玻意耳定律：pp0L0/l53.6cmHg， 由于 pgh83.6cmHg，大于 p0，因此必有水银从管中流出， 设当管转至竖直位置时，管内此时水银柱长为 x， 由玻意耳定律：p0SL0（p0gh）S（Lx） ， 50cm 30cm 100cm 解得：x25
4、cm， 设插入槽内后管内柱长为 L， LL（xh）60cm， 由玻意耳定律，插入后压强 pp0L0/ L62.5cmHg， （2）设管内外水银面高度差为 h， h7562.512.5cm， 管口距槽内水银面距离距离 HLLh27.5cm， 4.2015 年年上海上海卷卷 9如图，长为 h 的水银柱将上端封闭的玻璃管内气体分隔成两部分，A 处管内外 水银面相平。将玻璃管缓慢向上提升 H 高度（管下端未离开水银面） ，上下两部 分气体的压强变化分别为p1和p2，体积变化分别为V1和V2。已知水银密 度为 ，玻璃管截面积为 S，则 （ A ） （A）p2一定等于p1 （B）V2一定等于V1 （C）p
5、2与p1之差为 gh （D）V2与V1之和为 HS 解析：当玻璃管缓慢向上提升 H 高度时，气体的体积变大，压强变小，有部分水银进入玻璃管，则 管中的水银面会比管外的高。设高度差为h，初状态上面气体的压强为 p1= p0-gh，末状态上面气体的 压强为 p1= p0-gh-gh，所以p1=gh，同理可求出p2=gh，故 A 正确，C 错误； 由玻马定律的 1111 VpVp，所以体积的变化 1 1 1 111 -V p p VVV ，同理可求出 2 2 2 2 V p p V ，故 B 错误；因为有水银进入玻璃管内，所以V2与V1之和小于 HS，故 D 错误。 5.2016 年年上海上海卷卷
6、12.如图，粗细均匀的玻璃管 A 和 B 由一橡皮管连接，一定质量的空气被水银柱封 闭在 A 管内，初始时两管水银面等高，B 管上方与大气相通。若固定 A 管，将 B 管沿竖直方向缓慢下移一小段距离 H，A 管内的水银面高度相应变化 h，则 （A）h = H （B）h 2 H （C）h = 2 H （D） 2 H h H 【答案】B 【解析】据题意，原来 A、B 管内的水银高度相同，有 0A PP；B 管下移后，设 A 管水银下移高度 为 h，B 管内水银末位置高度如图所示，A、B 管内末位置水银高 度差为 1 h，则 B 管内水银原、末位置高度差为： 1 hh；可以计算 B 管下降的高度为：
7、 1 2Hhh，此时由于 A 管内水银下降，A 管内气体体积增加， 压强减小， 即 0A PP， 此时有： 1 0Ah PPP， 计算得 0 (2 ) A Pg HhP，最后有： 0 2 A PPH h g ，由于 0A PP，所以 2 H h ，故选项 B 正 A h A B 原位置 A 末位置 B 末位置 B A h1 h 确。 6. 【2019 年物理江苏卷】 如图所示， 一定质量理想气体经历 AB 的等压过程， BC 的绝热过程 （气 体与外界无热量交换） ，其中 BC 过程中内能减少 900J求 ABC 过程中气体对外界做的总功 【答案】W=1500J 【解析】 【详解】由题意可知，AB过程为等压膨胀，所以气体对外做功为： 1BA WP VV BC过程：由热力学第一定律得： 2 WU 则气体对外界做的总功为： 12 WWW 代入数据解得：1500JW 。
