（选修3-3选做题）某同学在研究气体的等容变化规律时，在实验室里将一玻璃瓶开口向上竖直放入烧杯中的水里，缓慢加热到77 ℃后，用一个软木塞封住瓶口，当烧杯中水温 - 高中物理试题 - 超级试练试题库

题目

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（选修3-3选做题）
某同学在研究气体的等容变化规律时，在实验室里将一玻璃瓶开口向上竖直放入烧杯中的水里，缓慢加热到77 ℃后，用一个软木塞封住瓶口，当烧杯中水温缓慢降至42 ℃时，若想向上拔出软木塞，至少需要施加多大外力？已知大气压强p₀=1.0×10⁵ Pa ，瓶口面积S=1.0×10^-3 m²，软木塞的重量G=0.50 N。（软木塞与瓶口之间的摩擦不计）

答案

解：玻璃瓶内的空气状态为：
P₁=P₀=1.0×10⁵ Pa，T₁=273K+77K=350K
T₂=273K+42K=315K
根据查理定律

①
对软木塞受力分析可得：F+P₂S=G+P₀S ②
①②联立解得：F=10.50 N

核心考点

试题【（选修3-3选做题）某同学在研究气体的等容变化规律时，在实验室里将一玻璃瓶开口向上竖直放入烧杯中的水里，缓慢加热到77 ℃后，用一个软木塞封住瓶口，当烧杯中水温】；主要考察你对气体实验定律等知识点的理解。[详细]

举一反三

如图所示为验证查理定律的实验装置。A为烧瓶，内贮空气。B为U形管，下部与较长的软橡胶管相连。由于组装不慎，U形管左侧10cm水银柱的下方混入一段长为4cm的空气柱，左侧水银柱上表面与标志线E对齐。开始时烧瓶所在水槽内水温为7℃，U形管两边水银面相平。当水温升至63℃时，调整右边开口水银管的高度，使左侧水银柱上表面仍与标志线E对齐。已知大气压p₀=76cmHg。此时
（1）烧瓶A中的气体压强为多少？
（2）左侧管内空气柱变为多长？
（3）右侧管内水银面高度将升高多少？

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（选修3-3选做题）
如图所示，上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放置，截面积为40cm²的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体A封闭在汽缸内．在汽缸内距缸底60cm处设有a、b两限制装置，使活塞只能向上滑动．开始时活塞搁在a、b上，缸内气体的压强为p₀(p₀＝1.0×10⁵Pa为大气压强)，温度为300K。现缓慢加热汽缸内气体，当温度为330K时，活塞恰好离开a、b；当温度为360K时，活塞上升了4cm。g取10m/s²。求：
(1)活塞的质量；
(2)物体A的体积．

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密封的宇宙飞船在起飞时舱内温度为7°，水银气压计读数为H，在飞船匀加速上升过程中，舱内温度调至27°，水银气压计读数下降到

，试求飞船的加速度。（设重力加速度g恒定）

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一足够高的直立气缸上端开口，用一个厚度不计的光滑活塞封闭了一段高为80 cm的气柱，气缸侧壁通过一个小开口与U形管相连，开口离气缸底部的高度为70 cm，开口管内及U形管内的气体体积忽略不计。已知图示状态时气体的温度为7℃，U形管内水银面的高度差h₁=5cm，大气压强为p₀=1.0×10⁵ Pa不变，水银的密度ρ=13.6×10³ kg/m³，取g＝10m/s²。求：
（1）现在活塞上添加沙粒，同时对气缸内的气体加热，始终保持活塞的高度不变，当气体的温度缓慢升高到37℃时，U形管内水银的高度差为多少？
（2）停止添加沙粒，让气缸内的气体逐渐冷却，那么当气体的温度至少降为多少℃时，U形管内两侧的水银面变为一样高？

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