专题1.13 与液柱相关的气体计算问题（基础篇）-2021年高考物理100考点模拟题千题精练（选修3-3、选修3-4）

2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练（选修3-3、3-4） 第一部分 热学（选修3-3） 专题1.13 与液柱相关的气体计算问题（基础篇） 1.(10分) （2020湖南永州三模）如图，内径均匀的弯曲玻璃管ABCDE两端开口，AB、CD段竖直，BC、DE段水平，AB＝90cm，BC＝CD＝DE＝30cm。在水平段DE内有一长10cm的水银柱，其左端距D点10cm。在环境温度为320K时，保持BC段水平，已知大气压为75cmHg且保持不变。(忽略液体表面张力及玻璃管内径的影响) (i)若将玻璃管A端缓慢竖直向下插入大水银槽中，使A端刚刚没入水银面，再将环境温度缓慢升高，求温度升高到多少K时，水银柱刚好全部溢出； (ii)若将玻璃管A端缓慢竖直向下插入大水银槽中，使A端刚刚没入水银面下5cm处。再将环境温度缓慢降低，求温度降低到多少K时，水银柱恰好有一半进入CD部分。 2．（2020山东聊城二模）(8分)如图，一端封闭的薄玻璃管截面积S=1 cm2，所受重力不计，内部充满空气，现用竖直向下的力将玻璃管开口向下缓慢地压入水中，当玻璃管长度的一半进入水中时，管内、外水面的高度差为 h=20cm。已知水的密度ρ=1.0×103kg／m3，大气压强p0相当于高1020cm的水柱产生的压强，取g=10m／s2，不考虑温度变化。 (1)求玻璃管的长度l0； (2)继续缓慢向下压玻璃管使其浸没在水中，当压力F2=0.32N时，求玻璃管底面到水面的距离h。 3. （2020高考精优预测卷）如图所示，一粗细均匀的长薄壁玻璃管上端封闭，下端开口，竖直插在足够深的水银槽中，水银槽的横截面积是玻璃管横截面积的10倍，管内封闭有一定质量的理想气体，开始时管内气柱长 ，管内、外水银面的高度差为 。现将玻璃管沿竖直方向缓慢移动(管口未离开槽中水银面)，使管内外的水银面恰好相平。整个过程管内气体的温度保持不变，若大气压强恒为 。求： (i)管内外水银面恰好相平时管内气柱的长度； (ii)玻璃管该如何移动及移动了多少距离。 4.（2）（10分）（2020黑龙江大庆铁人中学模拟）如图所示，长为31cm、内径均匀的细玻璃管开口向上竖直放置，管内水银柱的上端正好与管口齐平，封闭气体的长为10cm，温度为27℃，外界大气压强不变。若把玻璃管在竖直平面内缓慢转至开口竖直向下，这时留在管内的水银柱长为15cm，然后再缓慢转回到开口竖直向上，求： （1）大气压强p0的值；　 （2）玻璃管重新回到开口竖直向上时空气柱的长度；　 （3）当管转回到开口竖直向上时，管内气体温度升高到多少时，水银柱的上端恰好重新与管口齐平？ 5. (10 分) （2020河北唐山期末）如图所示，一大型水银槽内漂浮着一支上端封闭下端开口玻璃管,玻璃管内封闭- -定质量的理想气体，玻璃管的质量为m、横截面积为S。现在缓慢下压玻璃管到水银槽内，当玻璃管恰好悬浮时，内外液面高度差为H。已知外界大气压强恒定为Po、水银的密度为 、重力加速度为g，不考虑温度的变化，不计玻璃管的厚度及气体的质量。求: (i)玻璃管漂浮在水银槽上时，封闭气体的压强; (ii)玻璃管漂浮在水银槽上时，玻璃管露出水银面的长度。 6.（10分）（2020湖南永州模拟）如图乙所示，两端开口、粗细均匀的足够长玻璃管插在大水银槽中，管的上部有一定长度的水银柱，两段空气柱被封闭在左右两侧的竖直管中．开启上部连通左右水银的阀门A，当温度为300K，平衡时水银柱的位置如图（h1＝h2＝5cm，L1=50cm），大气压为75cmHg。 求：（i）右管内气柱的长度L2。 （ii）关闭阀门A，当温度升至405K时，左侧竖直管内气柱的长度L3．（大气压强保持不变） [来源:学。科。网] 7、（2020·山东省烟台市中英文学校高三下学期3月月考）有一内径相同的“U”形玻璃细管ABCD，A端封闭、D端开口，AB、CD长度均为40cm，BC长度为19cm。用水银封闭一定质量的理想气体在A端，竖直段水银柱长为18cm，水平段水银柱长为4cm，如图所示。已知大气压强为75cmHg，温度为27℃，现将其以BC为轴缓慢翻转直到A、D端竖直向上，求： （1）翻转后AB管中水银柱的长度； （2）保持A、D端竖直向上，缓慢升高A中气体的温度，使CD管中的水银柱变为18cm，求此时气体的温度。 8.（2020河北衡水二调）如图所示，连通器中盛有密度为ρ的部分液体，两活塞与液面的距离均为l，其中密封了压强为p0的空气，现将右活塞固定，要使容器内的液面之差为l，求左活塞需要上升的距离x。 9..（10分）（2020山东模拟6）一粗细均匀的U形细玻璃管始终竖直放置，如图所示，管竖直部分长为l1=60cm，水平部分长d=12cm，大气压强p0＝76cmHg。U形管左端