2021届高考物理最新模拟100考点1.9 与液柱相关的气体计算问题（基础篇解析版）.doc

《2021届高考物理最新模拟100考点1.9 与液柱相关的气体计算问题（基础篇解析版）.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练（选修3-3、3-4）第一部分热学（选修3-3）专题1.9与液柱相关的气体计算问题（基础篇）1.（10分）(2019郑州三模)如图所示，在粗细均匀的U形管右侧，用水银封闭一段长为L1＝19cm、温度为T1＝280K的气体，稳定时，左右两管水银面高度差为h＝6cm。已知大气压强为p0＝76cmHg。（i）给右管密闭气体缓慢加热，当右管内气体温度为多少时，两管水银面等高。（ii）若不给右管密闭气体加热，而是向左管缓慢补充水银，也可使两管水银等高，求补充水银柱的长度。【名师解析】（ⅰ）对于封

2、闭气体有：p1=p0-ρgh=70 cmHg末态压强为：p2=76 cmHg当两管内水银面等高时，右管内水银面下降高度为：h/2=3cm由理想气体状态方程得：=又L2=L1-h/2=L1-3cm=16cm代入数据解得：T2=352 K（ⅱ）设补充水银后，右管内水银面上升x，管内气体长度为L1-x由波意耳定律有：P1SL1=P0S（L1-x）解得：x=1.5 cm注入水银柱的长度为：y=h+2x=9cm2．（10分）（2019石家庄二模）如图，导热良好的球形容器与粗细均匀、下端为软管的“U“型管相连。里面通过两段水银分别封闭了A、B

3、两部分理想气体，已知“U”型管左侧的水银柱高度为h＝10cm，空气柱B的长度L＝5cm。“U”型管中水银面高度可以通过右侧玻璃管高度进行调节，现使“U”型管两侧水银柱最高端在同一水平面。已知外界大气压为75cmHg。①求封闭气体A的压强；②若开始时气体A的温度为27℃，现使气体A温度升高到57℃，气体B的温度保持不变。调节“U”型管右侧玻璃管高度，使左管水银面最高点仍在原来的位置，求此时B气柱的长度（结果保留两位有效数字）。【名师解析】①根据连通器中，同一水平面上压强相等可得B气体压强为：PB＝P0+（L+h）cmHg＝75+（1

4、0+5）cmHg＝90cmHg则A中气体压强为：PA＝（PB﹣h）cmHg＝（90﹣10）cmHg＝80cmHg②未加热A前，A的压强为：PA＝80cmHg，温度为：TA＝27+273K＝300K加热后温度为：TA′＝57+273K＝330K根据查理定律得：代入数据解得：PA′＝88cmHg对B气体，初态：PB＝90cmHg，体积为：VB＝LS＝5S末态：PB′＝（PA′+h）cmHg＝98cmHg，体积为：VB′＝L′S由玻意耳定律得：PBVB＝PB′VB′代入数据解得：L′＝4.6cm答：①封闭气体A的压强为80cmHg；②此

5、时B气柱的长度为4.6cm。3.（10分）（2019湖北黄冈三模）如图所示，固定的绝热气缸内有一质量为m的“T”型绝热活塞（体积可忽略），距气缸底部h0处连接一U形管（管内气体的体积忽略不计）．初始时，封闭气体温度为T0，活塞距离气缸底部为1.5h0，两边水银柱存在高度差．已知水银的密度为ρ，大气压强为p0，气缸横截面积为s，活塞竖直部分长为1.2h0，重力加速度为g．试问：（1）初始时，水银柱两液面高度差多大？（2）缓慢降低气体温度，两水银面相平时温度是多少？【名师解析】（1）被封闭气体压强P＝P0+＝P0+ρgh初始时，液面高

6、度差为h＝（2）降低温度直至液面相平的过程中，气体先等压变化，后等容变化．初状态：P1＝P0+，V1＝1.5h0s，T1＝T0末状态：P2＝P0，V2＝1.2h0s，T2＝？根据理想气体状态方程＝代入数据，得T2＝答：（1）初始时，水银柱两液面高度差为；（2）缓慢降低气体温度，两水银面相平时温度是．4.（10分）（2019广东深圳二模）某同学设计了测量液体密度的装置。如图，左侧容器开口；右管竖直，上端封闭，导热良好，管长Lo=1m，粗细均匀，底部有细管与左侧连通，初始时未装液体。现向左侧容器缓慢注入某种液体，当左侧液面高度为h1=

7、0.7m时，右管内液柱高度h2=0.2m。己知右管横截面积远小于左侧横截面积，大气压强Po=l0x105Pa，取g=10m/s2。(i1求此时右管内气体压强及该液体的密度；(ii)若此时右管内气体温度T=260K，再将右管内气体温度缓慢升高到多少K时，刚好将右管中液体全部挤出？（不计温度变化对液体密度的影响）【名师解析】5.（2019河南中原名校联盟模拟5）如图所示为一水平放置的导热性能良好的U型玻璃管，左端封闭，右端开口，左端竖直管与水平管的粗细相同，右端竖直管与水平管的横截面积之比为2：1．一段长为12cm的水银柱位于图中所示

8、位置且封闭一段空气柱，周围环境的温度27℃，大气压强为75cmHg，求：①若周围环境的温度缓慢降到-3℃时空气柱长度是多少？②若周围环境的温度缓慢上升到119℃时空气柱长度是多少？【名师解析】：状态1：p1=75cmHg，V1=80S1，T=273