（选做题，选修3-3）如图所示，在一端封闭的U形管中用水银柱封一段空气柱L，当空气柱的温度为14℃时，左臂水银柱的长度h1=10 cm，右臂水银柱长度h2=7 - 高中物理试题 - 超级试练试题库

题目

题型：模拟题难度：来源：

（选做题，选修3-3）
如图所示，在一端封闭的U形管中用水银柱封一段空气柱L，当空气柱的温度为14℃时，左臂水银柱的长度h₁=10 cm，右臂水银柱长度h₂=7 cm，气柱长度L=15 cm；将U形管放入100℃水中且状态稳定时，h₁变为7 cm。求末状态空气柱的压强和当时的大气压强(单位用cmHg)。

答案

解：
对于封闭的空气柱（设大气压强为P₀）
初态：P₁=P₀+h₂-h₁=(P₀-3)cmHg
V₁=LS=15S(cm³)
T₁=287 K
末态：p₂=(p₀+3)cmHg
V₂=(L+3)S=18S(cm³)
T₂=373 K
由理想气体状态方程得

解得，大气压强为P₀=75.25 cmHg
在100℃水中时，空气柱压强为P₂=78.25 cmHg。

核心考点

试题【（选做题，选修3-3）如图所示，在一端封闭的U形管中用水银柱封一段空气柱L，当空气柱的温度为14℃时，左臂水银柱的长度h1=10 cm，右臂水银柱长度h2=7 】；主要考察你对气体的状态方程等知识点的理解。[详细]

举一反三

（选修3-3选做题）
一定质量的理想气体处于平衡态I，现设法使其温度降低而压强升高，达到平衡态Ⅱ，则

[ ]

A．状态I时气体的密度比状态Ⅱ时的大
B．状态I时分子的平均动能比状态Ⅱ时的大
C．状态I时分子间的平均距离比状态Ⅱ时的大
D．状态I时每个分子的动能都比状态Ⅱ时的分子平均动能大

题型：陕西省模拟题难度：| 查看答案

（选修3-3选做题）
如图所示，一密闭的截面积为S的圆筒形汽缸，高为H，中间有一薄活塞，用一劲度系数为k的轻弹簧吊着，活塞重为G，与汽缸紧密接触，不导热且气体是同种气体，且质量、温度、压强都相同时，活塞恰好位于汽缸的正中央，设活塞与汽缸壁间的摩擦可不计，汽缸内初始压强为P₀=1.0×10⁵Pa，温度为T₀，求：
(1)弹簧原长；
(2)如果将汽缸倒置，保持汽缸Ⅱ部分的温度不变，使汽缸Ⅰ部分升温，使得活塞在汽缸内的位置不变，则汽缸Ⅰ部分气体的温度升高多少？

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（选修3-3选做题）
如图所示，有一底部封闭的圆柱形气缸，上部有一通气孔，气缸内壁的高度是2L，一个很薄且质量不计的活塞封闭一定质量的理想气体，开始时活塞处在离底部L高处，外界大气压为1.0×10⁵ Pa，温度为27 ℃，现对气体加热，不计活塞与气缸壁间的摩擦。求：
（1）当加热到127 ℃时活塞离底部的高度；
（2）当加热到427 ℃时气体的压强。

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（选修3-3选做题）
如图所示，气缸长L=1m，固定在水平地面上，气缸中有面积S=100cm²的光滑活塞封闭了一定质量的理想气体。当气体温度t=27℃、大气压强p₀=1.0×10⁵Pa 时，气柱长L₀=0.4m，某人缓慢拉动活塞，拉力最大值为F=500N，求气缸中气体温度至少升高多少，他才能拉出活塞？

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（选修3-3选做题）
如图所示，竖直放置且粗细均匀的U形玻璃管与容积为v₀=90 cm³的金属球形容器连通，用U形玻璃管中的水银柱封闭一定质量的理想气体，当环境温度为27 ℃时，U形玻璃管右侧水银面比左侧水银面高出h₁=16 cm，水银柱上方空气柱长h₀=20 cm。现在对金属球形容器缓慢加热，当U形玻璃管左侧水银面比右侧水银面高出h₂=24 cm时停止加热，求此时金属球形容器内气体的温度为多少摄氏度？已知大气压p₀=76 cmHg，U形玻璃管的横截面积为S=0.5 cm²。

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