2021年高考物理必威体育精装版模拟题精练专题1.15 与液柱相关的气体计算问题(能力.pdfVIP

2021年高考物理100考点必威体育精装版模拟题千题精练（选修3-3、3-4）

第一部分热学（选修3-3）

专题1.15与液柱相关的气体计算问题（能力篇）

1820218

．（分）（沈阳重点高中月检测）如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一段高度

为2.0cm的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为2.0cm．若将细管倒

置，水银柱下表面恰好位于管口处，且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同．已知大气压强为76cmHg，

环境温度为296K．

1

（）求细管的长度；

2

（）若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止，求此时密封气

体的热力学温度．

.1lSh

【名师解析】（）设细管的长度为，横截面的面积为，水银柱高度为；初始时，设水银柱上表面到管

hVpVp

口的距离为，被密封气体的体积为，压强为；细管倒置时，气体体积为，压强为．由玻意耳定律

11

有

pV=pV①

11

由力的平衡条件有

p=p–ρgh

③

0

pgp

式中，、分别为水银的密度和重力加速度的大小，为大气压强．由题意有

0

V=SL–h–h

（1）④

V=SL–h

1（）⑤

由①②③④⑤式和题给条件得

L=41cm⑥

2TT–

（）设气体被加热前后的温度分别为和，由盖吕萨克定律有

0

VV

1

⑦

TT

0

由④⑤⑥⑦式和题给数据得

T=312K⑧

2.（2020全国高考模拟10）在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一段水银柱，水银柱的两端各

封闭有一段空气。当U形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的长度分别为l＝18.0cm和l＝12.0cm，

12

左边气体的压强为12.0cmHg。现将U形管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入另一

边。求U形管平放时两边空气柱的长度。在整个过程中，气体温度不变。

【名师解析】：设U形管两端竖直朝上时，左、右两边气体的压强分别为p和p，由力的平衡条件有

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p＝p＋(l－l)

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U形管水平放置时，两边气体压强相等，设为p。此时原左、右两边气柱长度分别变为l′和l′，显

12

然原左边气柱的长度将增加，右边则减小，且两边气柱长度的变化量大小相等

l′－l＝l－l′

1122

由玻意耳定律有