高中物理气体状态方程

1、h1h2abcdAB第19题图1、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h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h2D水银面a、b间的高度差h1小于水银面c、d间的高度差h22、如图所示，放置在水平地面上一个高为40cm、质量为35kg的金属容器内密闭一些空气，容器侧壁正中央有一阀门，阀

2、门细管直径不计。活塞质量为10kg，横截面积为60cm2。现打开阀门，让活塞下降直至静止。不计摩擦，不考虑气体温度的变化，大气压强为1.0105Pa 。忽略所有阻力（阀门打开时，容器内气体压强与大气压相等）。求：（1）活塞静止时距容器底部的高度；第31题图（2）活塞静止后关闭阀门，对活塞施加竖直向上的拉力，通过计算说明能否将金属容器缓缓提离地面？ 第30题图3、一根截面积均匀粗细不计的U形管两侧长度均为50 cm，水平部分长度为30 cm，且左侧管口封闭，右侧管口敞开，如右图所示。管内灌有水银，左边水银上方的空气柱长度为40 cm，右边水银面离管口30 cm。（大气压强为75 cmHg，环境温

3、度为27 0C）（1）若将U形管绕其水平部分AB缓慢旋转180，试分析说明管中的水银是否流出；（2）若往右管中加入10cm水银柱后，为了保持左管气柱长度不变，则环境温度要升高到多少0C？（3）若改变环境温度使左右两管水银面相平，求环境温度的改变量。 4、如图所示，长为L的圆柱形气缸重为G，气缸内有一个横截面积为S的质量为M的活塞，活塞与气缸内壁间无摩擦。在气缸内封闭有一定质量的气体，用绳把活塞吊起来，当气缸竖直静止时，气缸内气柱长为L/4，大气压强为p0 ，温度为T0 。（1）如果想把气缸缸体与活塞分离，可缓慢升高温度，当温度升高到多少时开始分离？ （2）如果想把气缸缸体与活塞分离，可缓慢地向

4、下拉动气缸缸体，则所加的竖直向下的拉力至少应为多大？5、一粗细均匀的J型玻璃管竖直放置，短臂端封闭，长臂端（足够长）开口向上，短臂内封有一定质量的理想气体。初始状态时管内各段长度如图（a）所标，密闭气体的温度为27。大气压强为75cmHg，求：40p/cmHgT/K2903103305090607080（b）（a）10cm10cm18cmO（1）若沿长臂的管壁缓慢加入5cm的水银柱并与下方的水银合为一体，为使密闭气体保持原来的长度，应使气体的温度变为多少？（2）在第（1）小题的情况下，再使玻璃管沿绕过O点的水平轴在竖直平面内逆时针转过180，稳定后密闭气体的长度变为多大？（3）在图（b）的p-

5、T坐标系中画出以上两个过程中密闭气体的状态变化过程。6、 U型管右管内径为左管的两倍，外界大气压强。左端封闭，封有长为30cm气柱，左右两管水银面高度差为37.5cmHg，左管封闭端下60cm处有一小塞子D，若将小塞子D拔去（空气能进入，但水银不会流出），会在左管内产生一段新的气柱。那么，（1）此时左管封闭端的气柱长度变为多少？37.53060D（2）新产生的气柱长为多少？ 第 3 页 共 3 页 高三物理 试卷2、（1）活塞经阀门细管时, 容器内气体的压强为：P1=1.0105Pa。（1分）容器内气体的体积为：V1=6010-40.2m3=1.210-3m3 活塞静止时,气体的压强为P2=P

6、0mg/S=1.01051010/6010-4=1.17105 Pa （1分）根据玻意耳定律：P1V1=P2V2 ）（1分） 代入数据得： （2分）所以：h2= V2/S=1.0310-3/6010-4=0.17m （1分）（2）活塞静止后关闭阀门, 设当活塞被向上拉至h高时，容器刚被提离地面。（1分）此时气体的压强为：P3= P0Mg/S=1.01053510/6010-4=4.17104 Pa （1分）根据玻意耳定律：P1V1=P3V3 （1分）代入数据得：（2分）因为：h=0.48 m 容器高度 所以：金属容器不能被提离地面。（1分）3、（12分）解：（1）设右侧还剩有x cm水银柱，则

7、有（7510）40（75x）（130x）， （2分）即x2205x63500，x38 cm， （2分）可见管中水银流出Y=30+20+10-38=22cm； （1分）（2）由查理定律：（75+10）/300=（75+20）/T2 T2 =335.29 K （3分）（3）由气态方程（7510）40/3003575/T3， （2分）即T3=231.6K， （1分）环境温度降低了300-231.6=68.4 0C （1分）4、（1）4T0 （6分） （2）5、（1）p1= p0=75 cmHg，T1=273+27K=300Kp2= p0+5cmHg=80 cmHg，T2= ?由，解得：T2= 320K 6、将塞子拔去，空气从孔进入，将左端汞柱隔为两段，上段的汞柱仅30cm，对左端空气柱，m、T一定。p1 = p0 gh1 =（75 37.5）cmHg = 37.5 cmHg （2分）L1 = 30 cm，p2 = p0 gh2 = 75 cm（60 - 30）cmHg = 45 cmHg （2分）由 p1 L1 S = p2 L2 S ，得 L2 = = cm = 25cm （2分）上段汞柱