如圖，一根粗細(xì)均勻的細(xì)玻璃管開口朝上豎直防止，玻璃管中有一段長(zhǎng)為h = 24cm的水銀柱封閉了一段長(zhǎng)為x0 = 23cm的空氣柱，系統(tǒng)初始溫度為T0 = 200K，外界大氣壓恒定不變?yōu)镻0 = 76cmHg．現(xiàn)將玻璃管開口封閉，將系統(tǒng)溫度升至T = 400K，結(jié)果發(fā)現(xiàn)管中水銀柱上升了2cm，若空氣可以看作理想氣體，試求：

i. 升溫后玻璃管內(nèi)封閉的上下兩部分空氣的壓強(qiáng)分別為多少cmHg？
ii. 玻璃管總長(zhǎng)為多少？

（1）160cmHg；184cmHg（2）87cm

解析試題分析：i. 設(shè)升溫后下部空氣壓強(qiáng)為p，玻璃管壁橫截面積S，對(duì)下部氣體有
 
代入數(shù)據(jù)得p=184cmHg
此時(shí)上部氣體壓強(qiáng)pˊ=p-hHg=160cmHg
ii. 設(shè)上部氣體最初長(zhǎng)度為x，對(duì)上部氣體有
 
代入數(shù)據(jù)得x=40cm
所以管總長(zhǎng)為x0+h+x=87cm
考點(diǎn)：氣體的狀態(tài)方程。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：單選題

一定質(zhì)量的理想氣體處于某一初始狀態(tài)，若要使它經(jīng)歷兩個(gè)狀態(tài)變化過程，壓強(qiáng)仍回到初始的數(shù)值，則下列過程中，可以采用(    )

A．先經(jīng)等容降溫，再經(jīng)等溫壓縮
B．先經(jīng)等容降溫，再經(jīng)等溫膨脹
C．先經(jīng)等容升溫，再經(jīng)等溫膨脹
D．先經(jīng)等溫膨脹，再經(jīng)等容升溫

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（9分）如圖，由U形管和細(xì)管連接的玻璃泡A、B和C浸泡在溫度均為0°C的水槽中，B的容積是A的3倍。閥門S將A和B兩部分隔開。A內(nèi)為真空，B和C內(nèi)都充有氣體。U形管內(nèi)左邊水銀柱比右邊的低60mm。打開閥門S，整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定后，U形管內(nèi)左右水銀柱高度相等。假設(shè)U形管和細(xì)管中的氣體體積遠(yuǎn)小于玻璃泡的容積。

（i）求玻璃泡C中氣體的壓強(qiáng)（以mmHg為單位）；
（ii）將右側(cè)水槽的水從0°C加熱到一定溫度時(shí)，U形管內(nèi)左右水銀柱高度差又為60mm，求加熱后右側(cè)水槽的水溫。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

有一導(dǎo)熱氣缸，氣缸內(nèi)用質(zhì)量為m的活塞密封一定質(zhì)量的理想氣體，活塞的橫截面積為S，大氣壓強(qiáng)為p0。如圖所示，氣缸水平放置時(shí)，活塞距離氣缸底部的距離為L(zhǎng)，現(xiàn)將氣缸豎立起來，活塞將緩慢下降，不計(jì)活塞與氣缸間的摩擦，不計(jì)氣缸周圍環(huán)境溫度的變化，求活塞靜止時(shí)到氣缸底部的距離。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（9分） 圖中系統(tǒng)由左右連個(gè)側(cè)壁絕熱、底部、截面均為S的容器組成。左容器足夠高，上端敞開，右容器上端由導(dǎo)熱材料封閉。兩個(gè)容器的下端由可忽略容積的細(xì)管連通。容器內(nèi)兩個(gè)絕熱的活塞A、B下方封有氮?dú)�，B上方封有氫氣。大氣的壓強(qiáng)p0，溫度為T0=273K，連個(gè)活塞因自身重量對(duì)下方氣體產(chǎn)生的附加壓強(qiáng)均為0.1 p0。系統(tǒng)平衡時(shí)，各氣體柱的高度如圖所示�，F(xiàn)將系統(tǒng)的底部浸入恒溫?zé)崴壑�，再次平衡時(shí)A上升了一定的高度。用外力將A緩慢推回第一次平衡時(shí)的位置并固定，第三次達(dá)到平衡后，氫氣柱高度為0.8h。氮?dú)夂蜌錃饩梢暈槔硐霘怏w。求

（�。┑诙纹胶鈺r(shí)氮?dú)獾捏w積；
（ⅱ）水的溫度。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

為了保證車內(nèi)人員的安全，一般小車都裝了安全氣囊，利用NaN3爆炸產(chǎn)生的氣體充入氣囊。當(dāng)小車發(fā)生一定的碰撞時(shí)，NaN3爆炸安全氣囊將自動(dòng)打開。若氮?dú)獬淙霘饽液蟮娜莘e為V="56" L，囊中氮?dú)饷芏葹棣?2.5kg/m3，已知氮?dú)獾哪栙|(zhì)量為M0=0.028kg/mol。
①試估算氣囊中氮?dú)獾姆肿訑?shù)；
②當(dāng)溫度為27℃時(shí)，囊中氮?dú)獾膲簭?qiáng)多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（9分）如圖所示， 一密閉的截面積為S的圓筒形汽缸，高為H，中間有一薄活塞， 用一勁度系數(shù)為k的輕彈簧吊著，活塞重為G，與汽缸緊密接觸不導(dǎo)熱，若Ⅰ、Ⅱ氣體是同種氣體，且質(zhì)量、溫度、壓強(qiáng)都相同時(shí)，活塞恰好位于汽缸的正中央，設(shè)活塞與汽缸壁間的摩擦可不計(jì)，汽缸內(nèi)初始?jí)簭?qiáng)為=1.0×105Pa，溫度為， 求：
①彈簧原長(zhǎng)．
②如果將汽缸倒置， 保持汽缸Ⅱ部分的溫度不變，使汽缸Ⅰ部分升溫，使得活塞在汽缸內(nèi)的位置不變，則汽缸Ⅰ部分氣體的溫度升高多少?

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（9分）如圖所示，豎直放置的氣缸，活塞橫截面積為S=0.01m2，可在氣缸內(nèi)無摩擦滑動(dòng)。氣缸側(cè)壁有一個(gè)小孔與裝有水銀的U形玻璃管相通，氣缸內(nèi)封閉了一段高為80cm的氣柱（U形管內(nèi)的氣體體積不計(jì)）。此時(shí)缸內(nèi)氣體溫度為7℃，U形管內(nèi)水銀面高度差h1=5cm。已知大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105Pa，水銀的密度kg/m3，重力加速度g取10m/s2。

①求活塞的質(zhì)量m；
②若對(duì)氣缸緩慢加熱的同時(shí)，在活塞上緩慢添加沙粒，可保持活塞的高度不變。當(dāng)缸內(nèi)氣體溫度升高到37℃時(shí)，求U形管內(nèi)水銀面的高度差為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（10分）如圖所示，導(dǎo)熱良好的薄壁氣缸放在光滑水平面上，用橫截面積為S＝1.0×10－2m2的光滑薄活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi)，活塞桿的另一端固定在墻上．外界大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105Pa。當(dāng)環(huán)境溫度為27℃時(shí)，密閉氣體的體積為2.0×10－3m3。

①當(dāng)環(huán)境溫度緩慢升高到87℃時(shí)，氣缸移動(dòng)了多少距離？
②如果環(huán)境溫度保持在87℃，對(duì)氣缸施加水平作用力，使缸內(nèi)氣體體積緩慢地恢復(fù)到原來數(shù)值，這時(shí)氣缸受到的水平作用力多大？

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