专题74 有关理想气体的玻璃管类和气缸类问题-【鼎力高考】2024年高考物理一轮复习热点重点难点夯练与提升

2024年高考物理一轮复习热点重点难点夯练与提升 专题74 有关理想气体的玻璃管类和气缸类问题 特训目标 特训内容 目标1 直玻璃管类问题（1T—4T） 目标2 U型玻璃管类问题（5T—8T） 目标3 单气缸问题（9T—12T） 目标4 双气缸问题（13T—16T） 【特训典例】 1、 直玻璃管类问题 1．如图，一粗细均匀的细管上端开口，一段长度为l=38cm的水银柱下密封了一定量的理想气体。当玻璃管跟竖直方向成时，管内空气柱的长度l1=63cm，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300K。现将细管沿逆时针方向缓慢转至竖直，在管内空气达到平衡状态后： （i）求此时空气柱的长度l2； （ii）若再缓慢加热管内被密封的气体，直到管内空气柱的长度再变为l1为止，求此时密封气体的温度。 2．如图所示，一端封闭、粗细均匀、长度L0=65cm的竖直玻璃管内，有段长L=25cm的水银柱封闭了一定量的理想气体，气体的温度T1=300K，密封气柱长L1=30cm，大气压强P0=75cmHg。求： （1）若给玻璃管内的气体缓慢加热，求管内水银柱刚要溢出时气体的温度； （2）若保持气体温度不变，缓慢旋转玻璃管至开口竖直向下，是否会有水银流出？若有，求流出的水银长度；若没有，求末状态时水银至管口的距离。 3．某课外兴趣小组用细长薄壁试管制作温度计，把上端A封闭、下端B开口的玻璃管插入水中，放掉适当的空气后放手，让玻璃管竖直地浮在水中，A端露出水面。当封闭空气的热力学温度为时，玻璃管内水面上方的空气柱长度和水面下方的空气柱长度均为h，如图甲所示；当封闭空气的热力学温度缓慢升高到T时，玻璃管上升了一段距离，如图乙所示。已知大气压强恒为，水的密度为，重力加速度大小为g，试管足够长且保持竖直，封闭空气可视为理想气体。求： （1）玻璃管内空气的压强p； （2）玻璃管上升的高度。    4．小明同学为测定某高原的大气压强进行以下实验。将总长L=24cm的玻璃管开口端向下竖直插入装有水银的烧杯中，并使玻璃管内外的液面相平，如图1所示，测得玻璃管内封闭空气的长度。，然后将玻璃管缓慢地竖直上提，移出烧杯，如图2所示，测得玻璃管内水银柱的长度，已知一个标准大气压等于76cm水银柱高，记作，室内温度。 （1）玻璃管缓慢上提过程中，封闭气体（选填“吸收”或“释放”）热量； （2）求高原的大气压强为多少厘米的水银柱高？ （3）若将玻璃管转置开口向上，并加热使水银柱刚好移到管口，如图3所示，求此时管内气体的温度为多少？若要将水银全部溢出，求需要将管内气体加热到多少温度？ 2、 U型玻璃管类问题 5．如图所示，一端封闭、粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置，管内用水银将一段气体封闭在管中。当温度为290K时，被封闭的气柱长，两边水银柱高度差，大气压强。（结果均保留1位小数） （1）为使左右水银面等高，封闭气体温度应变为多少？ （2）保持（1）中封闭气体的温度不变，为使封闭气柱长度变为25cm，需向开口端注入的水银柱长度为多少？ 6．如图所示，导热性能良好的U形管开口向上竖直放置，两端口等高，左端开口、右端封闭，左端横截面积为右端的5倍，此时左端水银面到管口的距离，比右端水银面高。现用厚度不计的轻质活塞封闭左端端口并缓慢向下推动活塞，使两管水银面相平。已知外界大气压强恒为，封闭气体均可视为理想气体，环境温度保持不变，求： （1）两管水银面相平时右管封闭气体的压强p； （2）活塞向下推动的距离d。 7．如图所示，两端开口、粗细均匀的长直U形玻璃管内由两段水银柱封闭着长度为15cm的空气柱，气体温度为300K时，空气柱在U形管的左侧。已知大气压强p0=75cmHg。 ①若保持气体的温度不变，从左侧开口处缓慢地注入25cm长的水银柱，管内的空气柱长为多少？ ②为了使空气柱的长度恢复到15cm，且回到原位置，可以向U形管内再注入一些水银，并改变气体的温度，应从哪一侧注入长度为多少的水银柱？气体的温度变为多少？ 8．用如图所示的装置可以测量一些形状不规则而又不便于浸入液体的固体体积，同时也可以测量一些容器的容积。操作步骤和实验数据如下： a、打开阀门，使管、容器、容器和大气相通。上下移动，使左侧水银面到达刻度的位置。 b、关闭，向上举，使左侧水银面到达刻度的位置。这时测得两管水银面高度差为9.5cm。 c、打开，把被测固体放在中，上下移动，使左侧水银面重新到达位置，然后关闭。 d、向上举，使左侧水银面重新到达刻度处，这时测得两管水银面高度差为10.0cm。 已知容器和管的总体积为1000cm3，大气压相当于，以上过程气体的温度均不变。求： （1）容器B的容积； （2）被测固体的体积。 3、 单气缸问题 9．图中甲为气压升降椅，乙为其核心