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1、2014届光山二高高三（往）一轮复习物理学案例1、如图所示，玻璃管中都灌有水银，分别求三种情况中被封闭气体a的压强（p0=76cmHg）. 跟踪练习1、如下图所示，粗细均匀的竖直倒置的U形管右端封闭，左端开口插入水银槽中，封闭着两段空气柱1和2，已知，外界大气压强，求空气柱1和2的压强。例2、汽缸截面积为S，质量为m的梯形活塞上面是水平的，下面与水平方向的夹角为，如下图所示，当活塞上放质量为M的重物而处于静止。设外部大气压为P0，若活塞与缸壁之间无摩擦。求汽缸中气体的压强。跟踪练习2、如图7所示，有一段12cm长的汞柱，在均匀玻璃管中封住一定质量的气体，若
2、开口向上将玻璃管放置在倾角为30°的光滑斜面上，在下滑的过程中被封住气体的压强P为（大气压强P0=76cmHg）（ ）A. 76cm HgB. 82cm HgC. 88cmHgD. 70cmHg例3、如图1所示，容器A和B内分别装有氢气和氧气，用一段水平细玻璃管相连，管内有一段水银柱，当氢气的温度为0，氧气的温度为20时，水银柱保持静止判断在下列情形下，水银柱将如何移动？(1)使氢气和氧气的温度均升高20(2)使氢气和氧气的温度均降低20(3)使氢气温度升高10，氧气温度升高201 / 11跟踪练习3、两端封闭的U型管中有一些水银将空气隔为两部分，当管竖直放置，环境温度均匀时，左、右
3、两气柱的长度分别为L1和L2，如图2所示现将环境温度逐渐升高，则 （ ）AL1变长，L2变短； BL2变长，L1；变短；CL1和L2不变化； D条件不足，无法判定例4、如图所示，两端开口的U形玻璃管两边粗细不同，粗管B的横截面积是细管A的2倍。管中装入水银，两管中水银面与管口距离均为12cm，大气压强为p075cmHg。（1）若用一活塞将细管A的管口封闭，并缓慢向下推活塞，保持封闭气体温度不变，当两管中水银面高度差为6cm时，活塞下移的距离为多少？AB（2）若将两管口均封闭，使细管A内封闭气体的温度从t27开始缓慢升高，粗管B内气体温度不变，当两管中水银面高度差为6cm时，A管内封闭气体的温度
4、为多少？例5、煤气泄漏到不通风的厨房是很危险的.当泄漏的煤气与厨房的空气混合，使得 混合后厨房内气体的压强达到1.05atm(设厨房原来的空气压强为1.00 atm)，如果此时遇 到火星就会发生爆炸.设某居民家厨房的长高宽为4m×2m×3m.，且门窗封闭.煤气管道内 的压强为4.00 atm,且在发生煤气泄漏时管内压强保持不变.管道内多少升煤气泄漏到该居民的厨房，遇到火星就会爆炸？设煤气泄漏使得厨房内的气体压强恰好达到1.05atm时遇到了火星并发生了爆炸.爆炸时厨房的温度由常温迅速上升至2000，估算此时产生的气体压强是标准大气压的多少倍？例6、如图所示，粗细均匀，两端开
5、口的U形管竖直放置，管的内径很小，水平部分BC长14厘米，一空气柱将管内水银分隔成左右两段，大气压强相当于高为76厘米水银柱的压强 （1）当空气柱温度为T0=273开，长为I0=8厘米时，BC管内左边水银柱长2厘米，AB管内水银柱长也是2厘米，则右边水银柱总长是多少？（2）当空气柱温度升高到多少时，左边的水银恰好全部进入竖直管AB内？（3）当空气柱温度为490开时，两竖直管内水银柱上表面高度各为多少？ 巩固练习1、水平放置的气缸A和B的活塞面积分别为且Sa<Sb，它们可以无摩擦地沿器壁自由滑动，气缸内封有气体。当活塞处于平衡状态时，气缸A、B内气体的压强分别为（大气压不为零），则下列正确
6、的是（ ）A. B. C. D. 2、如下图所示，质量为M的汽缸放在光滑水平地面上，活塞质量为m，面积为S。封住一部分气体，不计摩擦，大气压强为，若在活塞上加一水平向左的恒力F，求汽缸、活塞共同加速运动时，缸内气体的压强。（设温度不变）3、如图所示，圆柱形气缸A、B的直径相同，B是封闭的，气缸内各部分理想气体的压强为p1=0.5×105Pa，p2=1.5×105Pa，外界大气压p0=1.0×105Pa，初温均为27，l1=30cm，l2=16cm，l3=8cm。A、B内两活塞用硬细杆相连处于静止状态，忽略一切摩擦，欲使B内两部分气体压强相等，须使A的温度升高多少?
7、（表示B内温度不变）4、图中系统由左右连个侧壁绝热、底部、截面均为S的容器组成。左容器足够高，上端敞开，右容器上端由导热材料封闭。两个容器的下端由可忽略容积的细管连通。 容器内两个绝热的活塞A、B下方封有氮气，B上方封有氢气。大气的压强p0，温度为T0=273K，连个活塞因自身重量对下方气体产生的附加压强均为0.1 p0。系统平衡时，各气体柱的高度如图所示。现将系统的底部浸入恒温热水槽中，再次平衡时A上升了一定的高度。用外力将A缓慢推回第一次平衡时的位置并固定，第三次达到平衡后，氢气柱高度为0.8h。氮气和氢气均可视为理想气体。求（i）第二次平衡时氮气的体积；（ii）水的温度。5、如图所示，竖
8、直放置的均匀细U型试管，左侧管长LOA30cm，右管足够长且管口开口，初始时左管内被水银封闭的空气柱长20cm，气体温度为27°C，左右两管水银面等高。已知大气压强为p075cmHg.（1）现对左侧封闭气体加热，直至两侧水银面形成10cm长的高度差.则此时气体的温度为多少摄氏度？（2）保持此时温度不变，从右侧管口缓慢加入水银，则至少加入多少长度的水银，可以使得左侧管内气体恢复最初的长度？6、如图（a）所示，长为52cm粗细均匀的细玻璃管的一端开口另一端封闭，在与水平方向成30°角放置时，一段长为h20cm的水银柱封闭着一定质量的理想气体，管内气柱长度为L130cm，大气压强
9、p076cmHg，室温t127。现将玻璃管沿逆时针方向缓慢转过60°，使它下端浸入冰水混合物中，足够长的时间后对冰水混合物进行加热。（1）求管内气柱长度的最小值；（2）为了保证水银不会从管内溢出，求水温升高的最大值；（3）如果水温升高到最大值后继续加热，管内气柱长度的变化与水温变化是否满足线性关系？为什么？7、如图所示，两个可导热的气缸竖直放置，它们的底部由一细管连通（忽略细管的容积）。两气缸各有一活塞，质量分别为和，活塞与气缸壁无摩擦。活塞的下方为理想气体，上方为真空。当气体处于平衡状态时，两活塞位于同一高度h。（已知=3m,=2m）（1）在两活塞上同时各放一质量为m的物块，求气体
10、再次达到平衡后两活塞的高度差（假定环境的温度始终保持为）。（2）在达到上一问的终态后，环境温度由缓慢上升到T，试问在这个过程中，气体对活塞做了多少功？气体是吸收还是放出了热量？（假定在气体状态变化过程中，两物块均不会碰到气缸顶部）参考答案例1、 答案：（a）71cmHg (b)71cmHg (c)66cmHg 跟踪练习1、解析：设空气柱1和2的压强分别为，选水银柱和下端管内与水银槽内水银面相平的液片a为研究对象，根据帕斯卡定律，气柱1的压强通过水银柱传递到液片a上，同时水银柱由于自重在a处产生的压强为，从而知液片a受到向下的压力为，S为液片a的面积。液片a很
11、薄，自重不计，液片a受到向上的压强是大气压强通过水银槽中的水银传递到液片a的，故液片a受到向上的压力为。因整个水银柱处于静止状态，故液片a所受上、下压力相等，即，故气柱1的压强为。通过气柱2上端画等高线AB，则由连通器原理可知：。再以水银柱的下端面的液片b为研究对象，可求得空气柱2的压强为（与求同理）。点评：求静止液体封闭气体的压强时，一般选取最低液面和与气体相关联的液柱为研究对象，进行受力分析，列平衡方程较简单。例2、取活塞和重物为研究对象，进行受力分析：受重力，活塞受到大气竖直向下的压力，同时也受到封闭气体对活塞的推力，方向跟活塞斜面垂直，如下图所示。同时右缸壁对活塞有弹力N作用，方向水平
12、向左，它们处于平衡状态，符合共点力平衡的条件，即合力等于零。所以在数值上与N的合力等于，且反向。点评：此类问题解法的实质，就是将求解气体的压强问题，转化为力学平衡问题处理。静力平衡法只适用于热学系统处于静止或匀速运动状态封闭气体压强的计算。跟踪练习2、解析：设水银柱质量为m，横截面积为S。水银柱受四力：重力mg，斜面的支持力FN，大气压力为P0S和封闭气体压力PS，受力分析如图8所示，玻璃管和水银柱组成的系统的加速度，由牛顿第二定律有解得故选项A正确。例3、解：原来水银柱静止，说明氢气和氧气的压强相等，即pA=pB=p0.当温度发生变化时，假设水银柱不动，根据(1)式对三种情况分析如下：(1)
13、0TATB，TA=TB=20K0，pApB0，水银柱将向右移动.(2)0TATB，TA=TB=-20K0，0pApB，即pApB，水银柱将向左移动pBpA0，水银柱将向左移动.跟踪练习3、解：假设左、右两气柱的长度不变，在p-T图上作出两条等容线，如图3所示.原来在相同温度下，p2p1，所以斜率较大的等容线2为气体2的等容线，斜率较小的等容线1为气体1的等容线当升高相同的温度T时，p2p1，因此右边水银面上升，左边水银面下降，故正确答案为(B)从图象还不难看出，若左、右两边空气的温度均降低T，则因p2p1，所以右边水银面下降，左边水银面上升，正确答案将为(A)例4例5、巩固练习1、 BCD2、
14、 解析：用水平外力F拉活塞时，当汽缸内体积不变时，以活塞和汽缸气体整体为研究对象，受力分析，再以活塞为研究对象，受力分析，水平方向受到水平向右的力，水平向左的力F和向左的大气压力，系统在水平方向上列牛顿第二定律方程对活塞由牛顿第二定律得将加速度的值代入得。 点评：用这种方法计算气体的压强时，必须注意单位的统一，否则容易出错，特别是与加速液体相连接的气体的压强计算，如果压强以厘米汞柱为单位，要使其单位转化为用作单位。3、解析：因活塞处于静止状态，由平衡条件得，(p0p1)S=(p2p2)S 代入数据得p3=1.0×105Pa（2分）对B内左侧气体有p2l2S=pl2/S（2分）对B内右
15、侧气体有p3l3S=pl3/S（2分）又l2+l3=l2/+l3/=（16+8）cm=24cm（2分）联立得l3/=6cm（2分）活塞右移x=l3l3/=2cm，当B内两侧压强相等时，对活塞由平衡条件得，(p1/p0)S=(pp0)S解得p1/=p0=1.0×105Pa（2分）对A内气体由理想气体的状态方程得，p1l1S/T1= p1/l1/S/T1/，其中l1/=(30+2)cm=32cm即有0.5×30S/300=1×32S/T1/解得T1/=640K（2分）A内温度升高T=T1/T1=340K（2分）4、5、7、【解析】设左、右活塞的面积分别为A/和A，由于气体处于平衡状态，故两活塞对气体的压强相等，即： 由此得： 在两个活塞上各加一质量为m的物块后，右活塞降至气缸底部，所有气体都在左气缸中。在初态，气体的压强为，体积为；在末态，气体压强为，体积为（x为左活塞的高度）。由玻意耳马略特定律得： 解得： 即两活塞的高度差为 当温度由T0上升至T时，气体的压强始终为，设x/是温度达到T时左活塞的高度，由盖·吕萨克定律得： 活塞对气体做的功为：在此过程中气体吸收热量【答案】 吸收热量6、 -温馨提示：如不慎侵犯了您的权益，可联系文库删除处理，感谢您的关注！