2021版高考物理一轮复习热学第2讲固体液体与气体训练3含解析选修3-3_第1页
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PAGE3-固体、液体与气体1.(2018·全国卷Ⅲ)在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一段水银柱,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l1=18.0cm和l2=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【解析】设U形管两端竖直朝上时,左、右两边气体的压强分别为p1和p2。U形管水平放置时,两边气体压强相等,设为p,此时原左、右两边气体长度分别变为l1′和l2′。由力的平衡条件有p1=p2+ρg(l1-l2) ①式中ρ为水银密度,g为重力加速度。由玻意耳定律有p1l1=pl1′ p2l2=pl2′ l1′-l1=l2-l2′ ④由①②③④式和题给条件得l1′=22.5cm ⑤l2′=7.5cm ⑥答案:22.5cm2.(2019·全国卷Ⅱ)如图,一容器由横截面积分别为2S和S的两个汽缸连通而成,容器平放在地面上,汽缸内壁光滑。整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分,分别充有氢气、空气和氮气。平衡时,氮气的压强和体积分别为p0和V0,氢气的体积为2V0,空气的压强为p。现缓慢地将中部的空气全部抽出,抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变,活塞没有到达两汽缸的连接处,求:(1)抽气前氢气的压强;(2)抽气后氢气的压强和体积。【解析】(1)设抽气前氢气的压强为p10,以两个活塞整体为研究对象,活塞水平方向受力如图根据活塞受力平衡可得p·2S+p0S=p10·2S+pS ①得p10=12(p0+p) (2)设抽气后氢气的压强和体积分别为p1和V1,氮气的压强和体积分别为p2和V2,活塞受力如图所示根据活塞受力平衡可得p2S=p1·2S ③由玻意耳定律得p1V1=p10·2V0 ④p2V2=p0V0 ⑤由于两活塞用刚性杆连接,设活塞向右移动,故V1-2V0=2(V0-V2)

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