封闭气体压强的计算(附有简单的答案)
高三物理气体的压强试题答案及解析
高三物理气体的压强试题答案及解析1.（9分）如图，竖直平面内有一直角形内径相同的细玻璃管，A端封闭，C端开口，AB="BC"=l0,且此时Ａ、C端等高。
管内水银总长度为l,玻璃管AB内封闭长为l/2的空气柱。
已知大气压强为l汞柱髙。
如果使玻璃管绕B点在竖直平面内顺时针缓慢地转动至BC管水平，求此时AB 管内气体的压强为多少汞柱高？管内封入的气体可视为理想气体且温度不变。
【答案】【解析】因BC长度为，故顺时针旋转至BC水平方向时水银未流出。
1分设A端空气柱此时长为x，管内横截面积为S，对A内气体：1分1分1分1分对A中密闭气体，由玻意耳定律得2分联立解得 1分即：（汞柱高） 1分【考点】对于封闭气体要先明确初末状态的温度、压强和体积，再选择合适的气体实验定律列式求解；要明确用cmHg作为压强的单位时，计算较为简便．2.（09·全国卷Ⅰ·14）下列说法正确的是（）A．气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力B．气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均冲量C．气体分子热运动的平均动能减少，气体的压强一定减小D．单位面积的气体分子数增加，气体的压强一定增大【答案】A【解析】本题考查气体部分的知识.根据压强的定义A正确,B错.气体分子热运动的平均动能减小,说明温度降低,但不能说明压强也一定减小,C错.单位体积的气体分子增加,但温度降低有可能气体的压强减小,D错。
3.如图所示,用一根与绝热活塞棍连的细线将绝热气缸悬挂在某一高度静止不动，气缸开口向上，内封闭”定质量的气体，缸内活塞可以无摩擦移动且不漏气,现将细线剪断,让气缸自由下落，下列说法正确的是A．气体压强减小,气体对外界做功B．气体压强增大,外界对气体做功C．气体体积减小,气体内能增大D．气体体积增大,气体内能减小【答案】BC【解析】在细线剪断前，活塞在绳子的拉力，重力，气体的压强力作用下平衡，即，所以，所以当剪断细线后，下落过程中，活塞相对气缸向下运动，对气体做功，气体压强增大，体积减小，所以内能增加。
2021年初中物理竞赛及自主招生-第三节 气体压强
第三节 气体压强一、气体压强的产生及特点气体的压强是指气体对容器壁的压强。
气体压强是由于大量气体分子对容器器壁的不断撞击，形成持续而均匀的压力的结果。
压强即单位面积上受到的压力，气体压强的大小取决于单位体积内的分子数和分子的平均动能。
气体对容器的各个侧壁以及顶部和底部均有压强，由于气体质量很小，可以忽略掉容器内气体的重力，因此气体对容器侧壁和底部的压强均相等。
二、大气压强我们的地球被一层厚度为80~100km 的大气层包裹着大气也受到地球的吸引力作用，因此大气不会逃逸到宇宙中去。
由于大气也受重力作用大气会对处于其中的物体产生压强，我们称之为大气压强。
17世纪中期，德国马德堡市的市长做了著名的马德堡半球实验，证明了大气压强的存在。
大气压强一般用0P 表示，501,0110Pa P =⨯，在数值上等于76cm 高的水银柱产生的压强。
大气压的大小与海拔高度有关，高度越大的地方，气压越低。
通常把相当于760mm 高的水银柱产生的压强叫做1标准大气压。
三、封闭气体压强的计算封闭气体是指被水银柱、活塞密封在气缸或玻璃管等容器中的气体，气体所受重力可以忽略不计。
在计算气缸中被活塞封闭的气体或玻璃管中被液体柱封闭的气体的压强时，一般应对活塞、气缸、液体柱或玻璃管进行受力分析，然后根据活塞、气缸、液体柱或玻璃管的状态列出平衡方程，从所列方程求出压强。
例1 如图7.28所示，竖直静止放置的气缸内，活塞质量为m ，面积为s ，活塞上方气体压强为P 上，下方气体压强为P 下，试求出P 上，P 下所满足的关系。
分析与解 对活塞进行受力分析，活塞除了受自身重力以外，还受到上下气体的压力作用，由平衡条件，可得P s mg P s +=下上，即mg P P s+=上下。
若记活塞自身重力产生的附加压强为=mg P s活塞，则有关系P P P +=下上活塞。
这样我们可以得出结论：活塞上方气体的压强加上活塞自重产生的压强等于活塞下方气体的压强。
选修3-3 气体等圧変化和等容变化-水银柱封闭气体压强计算(内含答案)
高中物理选修3-3 气体气体等压变化和等容变化水银柱封闭气体压强计算专项练习1、如图所示为一均匀薄壁U形管，左管上端封闭，右管开口且足够长，管的横截面积为S，内装有密度为ρ的液体。
右管内有一质量为m的活塞搁在固定卡口上，卡口与左管上端等高。
活塞与管壁间无摩擦且不漏气。
温度为T0时，左、右管内液面等高，两管内空气柱长度均为L，压强均为大气压强p0，重力加速度为g。
现使左右两管温度同时缓慢升高，在活塞离开卡口上升前，左右两管液面保持不动。
求：（1）右管活塞刚离开卡口上升时，右管封闭气体的压强p1；（2）温度升高到T1为多少时，右管活塞开始离开卡口上升；（3）温度升高到T2为多少时，两管液面高度差为L。
2、如图所示，一足够高的直立气缸上端开口，用一个厚度不计的活塞封闭了一段高为90cm的气柱，活塞的横截面积为0.01m2，活塞与气缸间的摩擦不计，气缸侧壁通过一个密封接口与U形管相通，密封接口离气缸底部的高度为70cm，气缸与U形管相通处气体体积忽略不计。
在图示状态时气体的问题为17℃，U形管两支管水银面的高度差h1为6cm，右支管内水银面到管口的高度为20cm，大气⁄。
求：压强p0=1.0×105Pa保持不变，水银的密度ρ=13.6×103kg m3（1）活塞的重力；（2）现在将U形管右支管开口端用橡皮塞（厚度不计）封住，并在活塞上添加沙粒，同时对气缸内的气体缓缓加热，让活塞高度始终不变。
当气体温度升高到57℃，不再加沙粒，同时停止对气体加热，这时U形管两支管内水银面的高度差h2变为多少？（气缸内气体温度变化不影响U形管）（3）保持上题中的沙粒质量不变，让气缸内的气体逐渐冷却，那么当气体的温度至少降为多少℃，U形管内的水银开始流动？3、一竖直放置的、长为L的圆筒下端封闭，上端与大气（视为理想气体）相通，初始时筒内气体温度为T1。
现将一颗沿筒壁自由滑动的活塞从上端放进圆筒，活塞下滑过程中气体温度保持不变且没有气体露出，平衡后圆筒内活塞上下两部分气柱长度比为1:3.若将圆筒下部气体温度降至T2，在保持温度不变的条件下将筒T2，大气压强为p0，重倒置，平衡后活塞下端与圆筒下端刚好平齐。
化学反应中的气体的压强与摩尔体积的计算方法
化学反应中的气体的压强与摩尔体积的计算方法在化学反应中，气体参与的反应是非常常见的。
为了进行气体反应的定量研究，我们需要了解气体的压强和摩尔体积的计算方法。
本文将介绍压强和摩尔体积的概念以及其计算公式和实验方法。
一、压强的定义和计算方法压强是指气体分子对单位面积的碰撞力，它是表征气体分子的活跃程度和分子间相互作用力的重要物理量。
气体的压强与温度、体积及气体分子的密度有关。
1.1 压强的定义压强（P）的定义是单位面积上垂直于面积的力的大小。
在化学实验中，我们通常使用帕斯卡（Pa）作为压强的单位，1Pa=1N/m²。
此外，大气压强（标准大气压）常用单位为101.3 kPa。
1.2 压强的计算公式压强可以使用下列公式计算：P = F / A其中，P表示压强，F表示作用力，A表示受力面积。
二、摩尔体积的定义和计算方法摩尔体积是指在标准温度和压力下，1摩尔气体所占的体积。
摩尔体积与气体的分子量、温度和压力有关。
2.1 摩尔体积的定义1摩尔是指在标准温度和压力下，具有分子量等于该气体平均分子量的气体的数量，其值为6.022×10²³。
2.2 摩尔体积的计算公式摩尔体积可以用下列公式计算：V = Vm / n其中，V表示摩尔体积，Vm表示气体的体积，n表示气体的摩尔数。
三、压强和摩尔体积的实验测定方法除了通过计算公式来估算压强和摩尔体积外，我们还可以通过实验的方式来直接测定它们的值。
3.1 压强的实验测定方法（这里可以根据实验内容进行具体描述，例如：）一种常用的测量气体压强的方法是使用压力计。
压力计是由玻璃制成的U形管，其中一端装有气体样品，通过调节液体的高度来平衡气体的压强。
3.2 摩尔体积的实验测定方法（这里可以根据实验内容进行具体描述，例如：）常用的测量气体摩尔体积的方法之一是通过气体收集实验。
在实验中，我们将气体收集于封闭的容器中，并测量气体的体积和温度，以便计算摩尔体积。
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注意: (1)正确选取研究对象(2)正确受力分析,别漏画大气压力
③ 取等压面法：根据同种液体在同一水平液面压强相等，在连通器内灵活选取等压
面，由两侧压强相等建立方程求出压强，仍以图 7－3 为例：求 pB 从 A 气体下端面作等压 面，则有 PB 十 ρgh2＝PA＝P0＋ρgh1，所以 PB=P0＋ρgh1 一 ρgh2．
pB=__P_0_+_h_2___
解析：本题可用取等压面的方法解决．
液面 A 和气体液面等高，故两液面的压强相等，
则中气体压强：p＝pA=
P0＋h（cmHg）．
答案：P= P0＋h
点评：本题事实上是选取 A 以上的水银柱为研究对象，进行受力分析，列平衡方程求出的
关系式：P0＋h＝PA． 拓展：
h4 A
pS’ p0S
N
S’cosθ=S ∴ p=P0+mg/S
mg θ
拓展：
p=___________
P0
P0
A pA
p
p
pA
PB
A
B
θ
PB
B
3．加速运动系统中封闭气体压强的确定
常从两处入手：一对气体，考虑用气体定律确定，二是选与气体接触的液柱或活塞等
为研究对象，受力分析，利用牛顿第二定律解出．具体问题中常把二者结合起来，建立方
h3
h1 B
h2
小结:取等压面法：根据同种不间断液体在同一水平面压强相等的“连通器原理”,选取恰当的 等压面,列压强平衡方程求气体的压强. 选取等压面时要注意，等压面下一定要是同种液体， 否则就没有压强相等的关系．
高中物理选修3-3气体压强专项练习题(附答案)
选修3—3 气体压强计算专项练习一、计算题1、一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，其状态变化过程的p﹣V图象如图所示．已知该气体在状态A时的温度为27℃．则：①该气体在状态B和C时的温度分别为多少℃？②该气体从状态A经B再到C的全过程中是吸热还是放热?传递的热量是多少？2、一定质量理想气体经历如图所示的A→B、B→C、C→A三个变化过程,T A＝300 K，气体从C→A的过程中做功为100 J,同时吸热250 J，已知气体的内能与温度成正比。
求：（i）气体处于C状态时的温度T C；(i i）气体处于C状态时内能U C.3、如图所示，一个内壁光滑的导热气缸竖直放置，内部封闭一定质量的理想气体,环境温度为27℃，现将一个质量为m=2kg的活塞缓慢放置在气缸口,活塞与气缸紧密接触且不漏气．已知活塞的横截面积为S=4。
0×10﹣4m2,大气压强为P0=1。
0×105Pa，重力加速度g取10m/s2,气缸高为h=0。
3m,忽略活塞及气缸壁的厚度．（i)求活塞静止时气缸内封闭气体的体积．(ii）现在活塞上放置一个2kg的砝码，再让周围环境温度缓慢升高，要使活塞再次回到气缸顶端，则环境温度应升高到多少摄氏度？4、【2017·开封市高三第一次模拟】如图所示，一汽缸固定在水平地面上，通过活塞封闭有一定质量的理想气体，活塞与缸壁的摩擦可忽略不计，活塞的截面积S=100 cm2.活塞与水平平台上的物块A用水平轻杆连接，在平台上有另一物块B,A、B的质量均为m=62.5 kg，物块与平台间的动摩擦因数μ=0.8。
两物块间距为d=10 cm。
开始时活塞距缸底L1=10 cm，缸内气体压强p1等于外界大气压强p0=1×105Pa，温度t1=27 ℃.现对汽缸内的气体缓慢加热，(g=10 m/s2）求:①物块A开始移动时，汽缸内的温度;②物块B开始移动时，汽缸内的温度。
【高中物理】专题封闭气体的压强和气体变质量问题 高中物理同步备课(人教版2019选择性必修第三册)
例题分析
例：如图所示,长50 cm的玻璃管开口向上竖直放置,用15 cm长的水银柱封闭了一
段20 cm长的空气柱,外界大气压强相当于75 cm水银柱产生的压强。现让玻璃管自
由下落。不计空气阻力,求稳定时气柱的长。(可以认为气柱温度没有变化)
解析:假设自由下落过程中,水银没有溢出。根据玻意耳定律得
p1l1S=p2l2S
为p0=76 cmHg.如果使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢地转动一周，求在开口向下和转回到原
来位置时管中空气柱的长度（在转动过程中没有发生漏气，气体状态变化可视为等温变化）。
法二：在气体与水银相接触处，水银柱上取一液片为研
究对象，其处于静止状态，根据受力平衡确定气体各状
态的压强。
解析：
玻璃管开口向上时
知识点拨
1．一只手握住玻璃管中部，在管内灌满水银，排出空气，用另一只手指紧紧堵住
玻璃管开口端并把玻璃管小心地倒插在盛有水银的槽里，待开口端全部浸入水银槽
内时放开手指，将管子竖直固定，当管内水银液面停止下降时，读出此时水银液柱
与水槽中水平液面的竖直高度差，约为760mm。
2．逐渐倾斜玻璃管，发现管内水银柱的竖直高度不变。
析，列平衡方程求气体压强。
(2)①pA＝p0－ph＝71 cmHg
②pA＝p0－ph＝66 cmHg
③pA＝p0＋ph＝(76＋10×sin30°)cmHg＝81 cmHg
④pA＝p0－ph＝71 cmHg pB＝pA－ph＝66 cmHg
例题分析
例：如图所示,在长为57 cm的一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内,用4 cm高
（1）玻璃管水平放置时，管内气体的长度。
（2）玻璃管开口竖直向下时，管内气体的长度。（假设水银没有流出）
气体的压强
气体的压强审稿：唐挈责编：郭金娟本周内容：1、气体的状态和状态参量：温度、体积、压强。
2、计算气体的压强。
学习重点：1、理解气体压强概念的物理意义。
2、正确计算密闭气体的压强。
学习内容：一、气体的状态参量生活中气体的热现象例如：热气球在空中悬浮，压缩缸中气体突然膨胀，气缸中气体被压缩等等，热运动的情景与物体机械运动不同，因此需要根据气体热运动的特征引入新的物理量来描述它的状态。
此时气体在不受外界影响的条件下，宏观性质不随时间而改变，可以用具有可确定的宏观物理量来对气体进行描述。
这样的物理量为气体的状态参量。
例如气体的几何参量——体积Ｖ；气体力学参量——压强Ｐ；热学参量——温度Ｔ。
1、气体的体积Ｖ：因为气体分子的自由移动，总是充满整个容器，所以容器的容积就是气体分子所占据的空间，也就是气体的体积。
〔1〕气体的体积是指气体分子充满的空间，即容器的容积。
〔2〕这个体积不是气体分子本身体积之和。
〔3〕国际单位制：米３(m３)、分米３(d m３)、厘米３(cm３)、升(l)关系：１l＝10－３m３=1dm３。
2、气体的压强Ｐ：气体分子无规则的运动，使得它们撞击容器壁造成对容器壁的压力，从统计的规律可以理解压力向四面八方各个方向，因此容器壁的各处均有气体作用产生的且大小相等的压强。
〔1〕气体的压强是气体对器壁单位面积上的压力。
①如何理解？从气体分子运动论的观点来看，容器中气体充满容器，气体分子做无规则运动，运动速率很大，并不断碰撞容器壁；大量分子对器壁频繁地碰撞的结果产生压强。
对气体中某一个分子讲对器壁碰撞是断续的、偶然的，但对大量分子碰撞整体表现为一持续的恒定的压力。
这好比雨滴打在雨伞上，使伞面受到的作用力，单个雨滴对伞面的作用力是断续的，但大量密集的雨接连不断打在伞面上就形成一持续均匀的压力一样。
②气体压强大小和哪些因素有关？Ｉ、单位体积内的分子数即气体的分子密度：分子密度越大，在单位时间内器壁的单位面积上受到分子撞击次数越多，产生的压强也就越大。
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封闭气体压强的计算
一、夜体封闭气体压强（一）液柱处于平衡状态
1、计算下图中各种情况下，被封闭气体的压强。
（标准大气压强p0=76cmHg，图中液体为水银）
2、如右上图所示，在U型管的封闭端A内有一部分气体，管中标斜线部分均为水银，则A内气体的压强应为下述关系式中的：（）
A．p=h2B．p=p0－h1－h2C．p=p0－h2 D．p=p0+h1
3．在两端开口的U型管中灌有密度为ρ的液体，左管上端另有一小段同种液体将一部分空气封在管内，
如右图所示，处于平衡状态，设大气压强为p0，则封闭气体的压强为______；左边被封夜柱长度_____。
5、弯曲管子内部注满密度为ρ的水，部分是空气，图中所示的相邻管子液面高度差为h，大气压强为p0，则
图中A点的压强是（）
A．ρgh
B．p0+ρgh
C．p0+2ρgh
D．p0+3ρgh
（二）液柱处于加速状态
6、小车上固定一截面积为S的一端封闭的均匀玻璃管,管内用长为L的水银柱封住一段气体,如图所示,若大气压强为p0,则小车向左以加速度a运动时,管内气体的压强是_______(水银的密度为ρ).
（三）水银槽或深水封闭气体压强
8、
已知：大气压强P0=1atm=76cmHg=105Pa，则：甲、P1＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿乙、P2＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
丙、P3＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、丁P4＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿(甲和丁可用厘米汞柱表示压强)
二、活塞封闭气体压强
9、三个长方体容器中被光滑的活塞封闭一定质量的气体。
如图3所示，M为重物质量，F是外力，p0为大气压，S为
活塞面积，G 为活塞重，则压强各为：
10、如图所示，活塞质量为m ，缸套质量为M ，通过弹簧吊在天花板上，气缸内封住了一定质量的空气，而活塞与缸套间无摩擦,活塞面积为S ，则下列说法正确的是( ) (P0为大气压强)
A 、内外空气对缸套的总作用力方向向上，大小为Mg
B 、内外空气对缸套的总作用力方向向下，大小为mg
C 、气缸内空气压强为P0-Mg/S
D 、气缸内空气压强为P0+mg/S
11、如图所示，一圆筒形气缸静置于地面上，气缸筒的质量为M ，活塞（连同手柄）的质量为m ，气缸内部的横截面积为S ，大气压强为P 0。
现用手握塞手柄缓慢向上提，不计气缸内气体的重量及活塞与气缸壁间的摩擦，若将气缸刚提离地面时气缸内气体的压强为P 、手对活塞手柄竖直向上的作用力为F
，则（ ）
A ．0,mg P P F mg s
=+
= B ．00,()mg P P F P S m M g s
=+=++ C ．0,()Mg P P F m M g s =-=+ D ．0,Mg P P F Mg s =-= 12、两个固定不动的圆形气缸a 和b ，横截面积分别为Sa 和Sb （Sa >Sb ），两气缸分别用可在缸内无摩擦滑动的活塞将一定质量的气体封闭在缸内，两个活塞用一钢性杆连接，如图，设两个气缸中的
气体压强分别为p a 和p b ，则（ ）
A ．P a =P b
B ．a b a b
P P S S = C ．P a S a =P b S b D ．P a S a ＞P b S b
13、如图所示，两端开口的气缸水平固定，A 、B 是两个厚度不计的活塞，可在气缸内无摩擦滑动。
面积分别为S 1=20cm 2，S 2=10cm 2，它们之间用一根细杆连接，B 通过水平细绳绕过光滑的定滑轮与质量为M=2kg 的重物C 连接，静止时气缸中的气体温度T 1=600K ，气缸两部分的气柱长均为L ，已知大气压强p 0=1×105Pa ，取g=10m/s 2,缸内气体可看作理想气体。
活塞静止时，求气缸内气体的压强；
参考答案
1、 （1）76 （2）51 （3） （4）51 （5） 101
2、C
3、gh p ρ+0_；不变
4、B
5、C
6、p 0-ρLa 7（1）84 cmHg （2）80 cmHg 8、甲、P ＝56cmHg 乙、P ＝＿×105Pa 丙、P ＝×105Pa 、丁P ＝86cmHg
9、P 0 , P 0+Mg+G/S , P 0+F-G/S 10、C 11、C 12、D 13、 ×105Pa。