专题15 水银柱模型-预测2021届高考物理解码尖子生培养方案点对点突破题集

专题15 水银柱模型-预测2021届高考物理解码尖子生培养方案点对点突破题集 1．如图所示，有一重力可以忽略的薄壁小试管开口向下竖直地浮在很大的水银槽内，试管中有一长为h1的水银柱封住两段气体A、B，A、B气柱长分别为l1、l2，管内外水银面高度差为h2，在保持温度不变的情况下，下列说法错误的是（ ） A．开始时h2一定等于h1 B．若外界大气压缓慢增加少许，则h2不变，l1变小，l2变小 C．若外界大气压缓慢增加少许，则h2变小，l1变大，l2变大 D．若用手轻按试管，使试管竖直向下移少许，则h2变大，l1变小，l2变小 2．一个容器内部呈不规则形状，为测量它的容积，在容器上插入一根两端开口的玻璃管，接口用蜡密封。玻璃管内部横截面积为，管内一静止水银柱封闭着长度为的空气柱，如图，此时外界的温度为。现把容器浸在温度为的热水中，水银柱静止时下方的空气柱长度变为。实验过程中认为大气压没有变化，请根据以上数据推导容器容积的表达式。 3．水银气压计上有细且均匀的玻璃管，玻璃管外标识有压强刻度（1mm刻度对应压强值为1mmHg）。测量时气压计竖直放置，管内水银柱液面对应刻度即为所测环境大气压强。气压计底部有水银槽，槽内水银体积远大于管内水银柱体积。若气压计不慎混入气体，压强测量值将与实际环境大气压强值不符。如图所示，混入的气体被水银密封在玻璃管顶端。当玻璃管竖直放置时，气柱长度为l1=100mm。如果将玻璃管倾斜，水银柱液面降低的高度为h=20mm，气柱长度为l2=50mm，倾斜过程中水银槽液面高度变化忽略不计。整个过程中温度保持恒定，气体可近似为理想气体。 (1)已知环境大气压强为p0=760mmHg，求此时竖直放置气压计的压强测量值p1（以mmHg为单位）； (2)此后由于环境大气压强变化，竖直放置气压计的压强测量值为p2=730mmHg，求此时气柱长度l3和环境大气压强p3（以mmg为单位，保留3位有效数字）。 4．竖直平面内有一L形细玻璃管，A端封闭，C端开口，最初AB段处于水平状态，且AB段的横截面积是BC段的2倍，中间有一段水银将理想气体封闭在A端，各部分尺寸如图所示，外界大气压强p0＝75 cmHg。环境温度为27 。 (1)若从C端缓慢注入水银，使水银与C端管口平齐，需要注入水银的长度为多少？ (2)在(1)的条件下，若将AB段置入热源中，缓慢升高温度，使气柱恢复初始长度，这时热源的温度是多少（不考虑水银柱的热胀冷缩）？ (3)画出整个过程中的p－T图象。 5．“天问1号”的发射开启了我国探测火星的征程。设想将图中所示的粗细均匀、导热良好、右端封闭有一定质量理想气体的“U”型管带往火星表面。“U”型管分别在地球和火星表面某时某地竖直放置时的相关参数如表所示。 地球 火星 重力加速度 g 0.38g 环境温度 T地=300K T火=280K 大气压强 p地=76.0cmHg p火 封闭气柱长度 l地=19.0cm l火=56.0cm 水银柱高度差 h地=73.0cm h火 求：（结果保留2位有效数字） (1)火星表面高1m的水银柱产生的压强相当于地球表面多高水柱产生的压强。已知水银=13.6×103kg/m3，水=1.0×103kg/m3； (2)火星表面的大气压强p火。 6. (2016·全国Ⅲ卷)一U形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞。初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示。用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止。求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离。已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强p0＝75.0 cmHg。环境温度不变。 7.(2017·安徽六安教研会质检)如图所示，在长为l＝57 cm的一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内，用4 cm高的水银柱封闭着51 cm长的理想气体，管内外气体的温度均为33 ℃。现将水银徐徐注入管中，直到水银面与管口相平，此时管中气体的压强为多少？接着缓慢对玻璃管加热升温至多少时，管中刚好只剩下4 cm高的水银柱？(大气压强为p0＝76 cmHg) 8.(2017·怀化二模)如图所示，玻璃管的横截面S＝1 cm2，在玻璃管内有一段质量为m＝0.1 kg的水银柱和一定量的理想气体，当玻璃管平放时气体柱的长度为l0＝10 cm，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，求玻璃管由正立至倒立状态，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p0＝1×105 Pa) 9．(2018·鹰潭一模)如图所示，是一个连通器装置，连通器的右管半径为左管的两倍，左端封闭，封有长为30 cm的气柱，左右两管水银面高度差为37.5