2020高考热学水银柱专题含答案

2020高考热学水银柱专题C1、（复习）理想气体的方程：2、压强的单位：（1）由公式：和求得的压强单位为Pa;（2）一个标准大气压等于76cm汞柱产生的压强，所以压强大小还可以用表示。3、压强求解练习：（1）若管内水银柱长为h，求管内气压：P二 P=（2）若管内为密度为p的液体则管内气压：P二P=（3）若U形管内为水银，求左侧管内气压P1=（4）若U形管内为密度为p的液体，求左侧管内气压P1=典型例题：（2）（10分）如图所示，玻璃管的横截面积S=1cnr,在玻璃管内有一段质量为1kg的水银柱和一定量的埋想气体,当玻璃管平放时气体柱的长度为卜=10cm,现把玻璃管正立，过较长时间后再将玻璃管倒立，经过较长时间后，求玻璃管由止:立，至倒.正状态,水银柱相对于管底移动的距离是多少？（假设环境温度保持不变,大气压强取外「IXITPG「物翎--冼修3—讣）2.（2018•高考全国卷III）（10分）在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一股水银柱，水银柱的两端各封闭有一段空气。当U形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的长度分别为11=18.0cm和12=12.0cm，左边气体的压强为12.0cmHg。现将U形管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边。求U形管平放时两边空气柱的长度。在整个过程中，气体温度不变。课后作业:5、（9分）如图所示，粗^均勺内壁光涓的细脚离管长L=90hl,用长为仁丫51的水银柱封闭一段气柱（可视为理想气体；I,开始时抽壬高管水平放置，气柱长l=3Dcm,取大气压强口=5皿Hg.将被于箱由水平位置缓慢转至竖直放置（管口向上），求；①璇离普至竖直放置后气柱的长度「5皿②保持璇离管沿竖直方向放置，向脚离管内缓慢注入水银二当水银柱上端与管口相平时封闭气柱的长度口15cm2、2019全国卷三（2）（10分）如图，-粗细均匀的细管开U向上竖直放置，管内有段高度为2.0口卬的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为2.0cm0若将细管倒置.水银柱下表面恰好位于管口处,且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同.已知大气压强为76cmHg,环境温度为2g6K（i）求细管的长度；4loin（ii）若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止，求此时密封气体的温度”12k2.0cm2.0cm入（1□分）如图所示，两端等高、粗^均匀'导热良好的匚形管竖直放置，右端与大气相通，左端用水银根悯着长匚年皿的气柱（可视为理想气体;I,左管的水银面比右管的水银面高出△h=12%*现从右端管口缓慢注入水银，稳定后右管水银面与管口等高。若环境温度不变,取大气压强P：=75wiHr求卷定后加入管中水银柱的长度口67.5cm9分）如图所示，粗细均匀、导热良好的口形管竖直放置，右端与大气相通，左端用水银柱封闭着Li=Wm的气柱（可视为理想气体），左管的水银面比右管的水银面高出△hi=15CH1C.现将U形管右端与一低压舱（图中未画出）接通，稳定后右管水银面高出左管水银面尸5cm口若环境温度不变，取大气压强P。=75cmHg口求稳定后低压舱内的压强1用"cmHg”作单位，43cmHg2020高考热学水银柱专题C答案解析1、①等温变化，根据理想气体状态方程：PolS=+导：齿工=25t?m②当水银柱上端与管口相平时封闭气柱的长度为叫,贝!1:FoIS=(尸口+(90-叫5解得：父士=15cm答：3玻璃管转至竖直放置后气柱的长度25cm;⑵保持玻璃管沿竖直方向放置,向玻璃管内缓慢注入水银，当水银柱上端与管口相平时封闭气柱的长度15cm.(i)4lrm(ii)312Kt解析】本题考查理想气体状态方程的应用•(i)设细管的长度为£，横截面的面积为5,水银柱高度为人;初始时，设水锻柱上表面到管口的距离为儿，被密封气体的体积为厂,压强为p；细管倒贪时，气体体积为9,压强为p「由被意耳定律有TOC\o"1-5"\h\zpV=Pi% ①由力的平衡条件有 cP-Po+pgh ②Pi二P口-pgh ③式中，p隰分别为水银的密度和重力加速度的大小，Pq为大气压强.由题意有V=S(L-A,-h) ④匕=5(Lf) ⑤由①乂②①④⑤式和题给条件得/.二41em ⑥(ii)设气体被加热前后的温度分别为丁口和T,由盖-吕萨克定律有y-工中由揭⑥⑦式和题给数据得T=312K设管的横截面积为S,以管内封闭气体为研究对象，为加水银前，气体的状态参量：及二上1£百二岛—加水银气体稳定后，气体状态参量；七=&S=3+/力由玻意耳定律得：百厘=超小即：(75-12.5)x405=(75+.)x4理得：L2=25c772i加入管中的水银柱长度为：f\L=L\+,A.h+£]—/2=67.5”片答：稳定后加入管中水银柱的长度为67.5^2,设少形管的横截面积为次右端与大气相通时,对封闭气体J，=L\S.P\—P[}-Ibcm/fg.右端与减压舱连通后,设左端封闭