高中物理气体练习动态分析.docx

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高中物理气体练习动态分析

如图所示，粗细均匀的玻璃管，当温度为27℃时，封闭在管内的空气柱AB长为30cm，BC长为10cm，管内水银柱水平部分CD长为18cm，竖直部分DE长为15cm，外界大气压强为75cmHg，问：

要使水平管内没有水银柱，温度至少要升高到多少℃？

现有某同学的解法如下：

以ABC管中的气体为研究对象，各状态参量如下：

（式中S为玻璃管的横截面）

要使水平管内没有水银柱，则气体膨胀到D处，这时气体的状态参量如下：

（式中S为玻璃管的横截面）

因为，将上述各已知量代入，可求得，℃

所以要使水平管内没有水银柱，温度至少要升高到31.5℃

已知上述计算无误，请问该同学求得的结果是否正确？

倘若有错，请求出正确结果。

如图所示，左右两个底部截面均为S的柱形容器竖直放置。

左容器足够高，上端敞开，大气压强为p0，右容器上端封闭。

两个容器的下端由可忽略容积的细管连通。

容器内两个活塞A、B的重力均为0.1p0S，忽略摩擦。

初始时，两个活塞A、B下方封有高度均为h的氮气，B上方封有高度为h的氢气。

温度为T0=273K，系统处于平衡状态。

现用外力将活塞A固定，将系统的底部浸入恒温热水槽中，使氮气温度升高到与水温相同，保持氢气的温度不变，再次平衡时，氢气柱高度变为0.8h。

求：

（1）再次平衡时，氢气的压强是多少？

（2）水的温度是多少？

、用如图所示的传统打气筒给容器打气，设打气筒的容积为V0，底部有一阀门K可自动开启并不漏气，活塞A上提时外界大气可从其四周进入打气筒，活塞下移时可把打气筒内气体推入B中。

若B的容积为4V0，A、B内气体初始压强等于大气压P0，为使Ｂ中气体压强达到10P0，则需打气________次。

某同学设想在筒内焊接一卡环C（体积不计）来控制B内的压强，为了控制Ｂ内气体的压强最大不超过10P0，则卡环C到打气筒顶部的距离h与打气筒总长H的比值为__________（所有摩擦不计，打气时温度不变，连接部分体积不计）。

如图所示为水平放置的固定圆柱形气缸，气缸内被A、B两活塞封有一定质量的气体，活塞之间用硬杆相连（硬杆的粗细可忽略），活塞与气缸壁之间可无摩擦地滑动而不漏气。

现缸内气体温度为600K，活塞在图示位置保持静止，若缸内气体温度稍有下降，则下列说法中正确的是（　　　）

A．活塞将向右移动

B．活塞将向左移动

C．缸内气体的体积、温度、压强都将发生变化

D．缸内气体将作等体积变化，活塞不发生移动

如图所示，密闭容器内一细线悬挂重为G的玻璃管，玻璃管开口向下竖直插在水银槽中，管口不与槽底接触，管内外水银面存在一定高度差。

如果再向密闭容器内充气，则以下判断正确的是-----------------------------------------------------------------------------------------------（）

A．管内外水银面的高度差将增大

B．管内气体压强将增大

C．细线对玻璃管的拉力将增大

D．细线对玻璃管的拉力将不变

如图4所示，三根粗细一样、上端开口的玻璃管，中间有一段水银柱封住一段空气柱。

如果V1=V2>V3，h1

C

A、丙管最多B、乙管和丙管最多

C、甲管与乙管最多D、三管上升一样多

如图所示，气缸放置在水平平台上，活塞质量为10kg，横截面积50cm2，厚度1cm，气缸全长21cm，气缸质量20kg，大气压强为1×105Pa，当温度为7℃时，活塞封闭的气柱长10cm，若将气缸倒过来放置时，活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通。

g取10m/s2求：

（1）气柱多长？

（2）当温度多高时，活塞刚好接触平台？

（3）当温度多高时，缸筒刚好对地面无压力。

（活塞摩擦不计）。

一个贮有空气的密闭烧瓶用玻璃管与水银气压计相连，如图甲所示，气压计两管内的汞面在同一水平面上。

现设法升高烧瓶内空气的温度，同时在竖直方向上移动气压计的右管，使两管内的汞面始终相平。

用Δh来表示气压计左管内汞面变化的高度或表示气压计右管移动的距离，设Δt为烧瓶内空气升高的温度，已知乙图中的图线③为气压计左管内汞面变化的高度随Δt变化的函数图像，则气压计右管移动的距离随Δt变化的函数图像可能是（　　　）

（A）乙图中的图线①

（B）乙图中的图线②

（C）乙图中的图线③

（D）乙图中的图线④

如右图所示，一根两端开口的细玻璃管，下端插在水银槽中，管内有一段被水银柱封闭的空气柱。

现将玻璃管向上缓缓提起，直至玻璃管离开水银槽，在这一过程中，管内空气柱的压强和长度的变化情况是：

……………………（）

A．不断增大，不断减小；B．不断减小，不断增大；

C．和始终不变；D．和只是在开始一段时间里保持不变。

如图所示，钢筒质量为20kg，活塞质量为5kg，活塞横截面积为100cm2，当绳索松弛时，筒内空气柱长16cm，已知大气压强为1.0×105Pa，设钢筒足够长，试问：

（1）拉力至少为多大时钢筒才能开始上升？

此时筒内气柱长度为多少？

（2）若拉力为400N，则活塞可达的最大加速度为多少？

如图为一定质量理想气体的p-t图像，在气体由状态A变化到状态B过程中，体积变化的情况为（）

（A）一定不变（B）一定减小

（C）一定增大（D）不能判断怎样变化

用细长管做托里拆利实验，不小心混入一小气泡，如图，将水银柱分开一段，玻璃管最上部空间仍为真空，则（）

（A）外界大气压强等于h1＋h2水银柱产生压强

（B）外界大气压强小于h1＋h2水银柱产生压强

（C）将玻璃管缓慢上提，水银柱间的气柱长度不变

（D）如果环境温度升高，水银柱间气柱长度不变

如图所示，一根足够长的两端开口的粗细均匀的直管，竖直插入很大的水银槽中。

有个质量不计的横截面积S＝1cm2的活塞A，在管中封闭一段长L＝10cm的理想气体。

开始时A处于静止状态。

现在用力F竖直向上缓慢拉动活塞A，不计管壁对A的摩擦。

当F＝2N时，A再次静止。

设整个过程中环境温度不变，外界大气压p0＝1.0×105Pa（约为75cmHg），求：

（1）A再次静止时的气体压强p2；

（2）A再次静止时的气体长度L2；

（3）在此过程中活塞A上升的距离h。

如图4所示，开口向上竖直放置的玻璃管中，两段水银柱封闭着两段气体，它们的体积分别为V1、V2，两段水银柱的高度分别为h1、h2，且V1>V2，h1

如果此管保持竖直状态自由下落，两空气柱体积分别变为V1＇、V2＇，则下列说法中正确的是：

（）

A、两部分气体的体积都增大

B、一定有V1＇>V2＇

C、可能有V1＇

D、可能有V1＇=V2＇

某同学自己设计制作了一个温度计，其构造如图所示，玻璃泡A内封有一定质量的气体，与A相连的细玻璃管插入水银槽中，管内水银面的高度即可反映A内气体温度，如在B管上刻度，即可直接读出。

设B管体积忽略不计。

（1）在标准大气压下在B管上进行刻度，已知当时的刻度线在管内水银面高度16cm处，则时的刻度线在x为多少cmHg处？

（2）当大气压为75cm汞柱时，利用该装置测量温度时所得读数仍为27℃，求此时实际温度。

如图所示，竖直放置的弯曲管a管封闭，d管开口，b、c管连接处有一关闭的阀门K．液体将两段空气封闭在管内，管内各液面间高度差是h3＞h1＞h2，且h3＜2h2．现将阀门K打开，则会出现的情况是

（A）h1、h2和h3均为零．

（B）h1减小，h2和h3均为零．

（C）h1增大，h2和h3均为零．

（D）h1增大，h3为零，h2不为零．

[　　]

如图所示，竖直放置的弯曲管ABCD，A管接一密闭球形容器，内有一定质量的气体，B管开口，水银柱将两部分气体封闭，各管形成的液面高度差分别为h1、h2和h3．外界大气压强为H0（cmHg）．后来在B管开口端注入一些水银，则　　　　（　　　　　）

A、注入水银后C、D管内气体的体积一定减小

B、注入水银前A内气体的压强为H0+h1+h3

C、注入水银后液面高度差的变化量△h3＞△h2

D、注入水银后h1增大h3减小，A管内气体的压强可能不变

如图所示，一粗细均匀的U型玻璃管开口竖直向上放置，左、右两管都封有一定质量的理想气体A、B，水银面a、b间的高度差h1与水银面c、d间的高度差h2相等，a面与c面恰处于同一高度。

现向右管开口端倒入少量高为Δh的水银柱，重新平衡后，下列说法正确的是（）

（A）水银面c下降的高度大于水银面b下降的高度

（B）水银面c下降的高度小于水银面b下降的高度

（C）水银面a、b间的高度差h1′大于水银面c、d间的高度差h2′

（D）水银面a、b间的高度差h1′小于水银面c、d间的高度差h2′

如图所示，粗细均匀的玻璃管A和B由一橡皮软管连接，构成连通器，一

定质量的空气被水银柱封闭在A管上方，静止时两管内水银面一样高，A管内

水银面到管顶的长度为Lcm，B管上方与大气相通，大气压强为HcmHg．现固

定B管，将A管沿竖直方向缓慢上移一小段距离，则B管内水银面相对管壁将_________（填“升高”，“降低”）；如果上移A管直至两管水银面的高度差为hcm，则此过程A管内空气柱长度的变化量为_____________cm．

如图所示，横截面积为Ｓ的汽缸Ａ与容器Ｂ用一个带有阀门Ｋ的细管相连，Ｋ闭合时，容器Ｂ为真空。

用密闭且不计摩擦的活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸Ａ中，活塞上放有若干个质量不同的砝码，当汽缸Ａ中气体的压强为P、温度为Ｔ时，活塞离汽缸底部的高度为Ｈ，如图所示。

现打开阀门Ｋ，活塞下降，同时对气体加热，使Ａ、Ｂ中气体温度均升至Ｔ′，此时活塞离汽缸底高度为4Ｈ／5。

若要使Ａ、Ｂ中气体的温度恢复到Ｔ，活塞距离汽缸底部的高度仍然为4Ｈ／5，可将活塞上的砝码取走少许，

问：

（1）容器Ｂ的容积ＶＢ多大?

（2）取走的砝码的质量为多少?

已知地面附近高度每升高12m，大气压降低1mmHg。

为了观测

大气压这一微小变化，某实验小组巧妙地设计了如图所示的一个实验，在一个密闭的玻璃瓶的塞子上插入一根两端开口且足够长的细玻璃管，瓶内有一定量的水和空气。

（不计水面升降引起的瓶内空气体积的变化，水银的密度为13.6×103Kg/m3）

（1）由于内外压强差，细玻璃管内水面a上升到一定的高度。

将玻璃瓶放置在地面上，记录下此时管内水面a的位置，再将玻璃瓶放到离地1.2米的讲台上时，则玻璃管内水面将上升__________mm；

（2）同时小组成员想用此装置来测实验室空气的压强。

先将此装置放在温度为27℃、大气压P0为750mmHg的底楼场地上，测得水柱的高度h0＝204mm。

然后将装置缓慢地平移到二楼的实验室桌面上，待稳定后发现水柱升高了Δh=40.8mm，已知实验室比楼下场地的温度高1℃，为了求得实验室空气的压强，决定应用__________气体实验定律，则下列求出实验室空气的压强计算正确是-----------------------------------------------（）

A．765mmHg

B．767.55mmHg

C．764.55mmHg

D．749.55mmHg

某同学设计用如图所示的球形容器测温度，容器容积为100cm3，它与一根粗细均匀的竖直细长管相连，该同学在细长管上均匀标出0到100的刻度，测得两个相邻刻度之间的管道的容积为0.20cm3．他将一滴有色液柱（重力可忽略）将球内一定质量的气体同外面的大气隔开．当温度为20℃时，该滴液柱位于刻度为40的位置，他在此位置标上20℃字样作为参照．温度改变时，液柱上下缓慢移动，根据液柱的位置可以计算球内气体的温度。

（1）测温时细长管是否必须保持竖直____________；