高二物理 气体的状态参量典型例题.doc

气体的状态参量典型例题【例1】如图1所示，左端封闭的u玻璃管中用水银封闭a、b两段空气柱，外界大气压强为76cmhg，则 apa=78cmhg。bpa=75cmhg。cpb-pa=3cmhg。dpb-pa=6cmhg。【分析】由右管空气柱b上方水银柱的力平衡条件得：p0s+gh2s=pbs得 pb=p0+gh2用cmhg做单位时，可表示为：pb=p0+h2=（76+5）cmhg=81cmhg。因为连通器内同种液体同一水平面上各处的压强相等，所以左管内跟气柱b下方水银面等高的c处（图2）压强pc=pb从左管考虑，c处在水银面下hc=（5+3-2）cm=6cm处，则pc=pa+ghc=（pa+6）cmhg由 pb=pa+6，即81=pa+6 pa=75cmhg，pb-pa=6cmhg【答】b，d【说明】（1）对均匀玻璃管，可直接从液柱的压强平衡得pb=p0+gh2，不必先列出力平衡条件；（2）液体内部深为h处的压强，一般表达式为ph=p0+hg，式中p0为液面上气体压强，为液体密度。当采用汞柱做单位时，可直接表示为：ph=（p0+h）cmhg 或ph=（p0+h）mmhg。【例2】如图所示，两端开口的u玻璃管中，右侧直管内有一部分空气被一段水银柱h与外界隔开。若再向左边的玻璃管中注入一些水银，平衡后，则 au玻璃管下部两边水银面的高度差减小。bu玻璃管下部两边水银面高度差增大。cu玻璃管下部两边水银面高度差不变。du玻璃管右边玻璃管内的气体体积减小。【分析】由右管内封闭气体的压强平衡条件知，其压强等于外界大气压p0与高h的水银柱产生的压强之和，即p=p0+ph。根据连通器原理，左管内水银面与右管密闭气体下方水银面高度差应为h。当左管内再注入一些水银后，由于石管上方水银柱高度是h，密闭气体的压强不变，所以左、右两管下部水银面高度差不变。由于密闭气体的温度不变、压强不变，所以它的体积也不会变化。【答】c【说明】气体的三个状态参量中，不可能产生只有一个参量改变而另外两个参量保持不变的情况。【例3】图为一注水的玻璃装置，玻璃管d、e上端与大气相通，利用玻璃管c使a、b两球上部相通，d、c、e三篇与两球接口处紧密封接。当a、b、d的水面高度差如图所示时，e管内水面相对b中水面的高度差h应等于 a0m b0.5mc1m d1.5m【误解】选（b）。【正确解答】选（d）。【错因分析与解题指导】【误解】认为玻璃管d上部与大气相通，a球上部空气压强pa=p0+gh1，玻璃管e上部也与大气相通，a球上部空气压强pa=p0+g（h+h2），得h=h1-h2=1.5-1=0.5m。忽视了由于c管的存在，e上表面到a上表面不是连续的水柱，故g（h1+h2）没有物理意义。c管两端开口，将a、b两球中的空气连成一整体，所以a、b两球上部空气压强相等。则a球上部空气压强pa=p0+gh1，b球上部空气压强pb=p0+gh，由pa=pb解得h=h1=1.5m。【例4】如图所示，在做测定大气压强的实验时，不慎将一气泡漏入玻璃管内，将管内水银柱分为长h1和h2的两段。玻璃管顶部a部分为真空，b部分为空气泡。若轻弹玻璃管，使b内空气全部进入a中（在全部过程中温度保持不变），则此时管内外水银面高度差h跟（h1+h2）相比较 ah（h1+h2） bh=（h1+h2）ch（h1+h2） d条件不足，无法判断【误解】选（a）。【正确解答】（c）。【错因分析与解题指导】【误解】出于如下考虑：设管内气柱压强先后为p、p，大气压强为p0。原来有h1+p+h2=p0 （1）后来有 h+p=p0 （2）因为b中气体进入a后体积增大，所以pp，解得h（h1+h2）。错误原因是对气体压强性质认识不清，气柱b对下部hg的压强就是p，不会因重量累积变为h1+p。因此，（1）式不能成立。从b的上端分析，p=h1，从b的下端分析，p=p0-h2，解得h1+h2=p0。当b中空气进入a后，p+h=p0，因为p0，所以h（h1+h2）。【例5】如图所示，粗细均匀，两端封闭的u玻璃管竖直放置，内有水银，将一定质量的空气封入两侧竖直管内，水银面高度差为h。若使u玻璃管保持竖直自由下落，管内水银面的高度差_（填变大、变小或不变）。【误解】 u玻璃管自由下落时，两侧空气柱压强相等，所以两侧液面等高，高度差变小。【正确解答】变大。【错因分析与解题指导】【误解】的意思是，原来p=p+gh，自由下落时p=p+gh，因p=p，h0。没有意识到