时间:2017-08-25 12:00:23
1、计算题 如图所示，一端封闭、粗细均匀的薄壁玻璃管开口向下竖直插在装有水银的水银槽内，管内封闭有一定质量的空气，水银槽的截而积上下相同，是玻璃管截面积的5倍，开始时管内空气柱长度为6cm，管内外水银面高度差为50cm。将玻璃管沿竖直方向缓慢上移（管口未离开槽中水银），使管内外水银而高度差变成60cm。（大气压强相当于75cmHg）求：
（1）此时管内空气柱的长度；
（2）水银槽内水银面下降的高度。
参考答案：解：（1）玻璃管内的空气作等温变化
?
?
（2）设水银槽内水银面下降，水银体积不变
本题解析：
本题难度：一般
2、选择题 如图所示，两端开口的U形管，左侧直管中有一部分空气被一段水银柱与外界隔开，若在左管中再缓慢注入一些水银，平衡后则( ? )
A．两侧水银面A、B高度差h变大
B．两侧水银面A、B高度差h不变
C．左侧封闭气柱体积不变
D．左侧封闭气柱体积变大
参考答案：A
本题解析：
试题分析: 若在左管中再缓慢注入一些水银，气体的压强变大，温度不变，体积变小，所以两侧水银面A、B高度差h变大，故A正确，B、C、D错误
本题难度：简单
3、计算题 内径均匀的U型细玻璃管一端封闭，如图所示，AB段长30mm，BC段长10mm，CD段长40mm，DE段充满水银，DE=560mm，AD段充满空气，外界大气压p0=1，01325×105Pa=760mmHg，现迅速从E向上截去400mm，长玻璃管，平衡后管内空气柱的长度多大？
参考答案：182.3mm
本题解析：
【错解分析】错解：当从下面截去400mm后，空气柱的压强变了，压强增大，在等温条件下，体积减小，根据玻意耳定律。
初态：p1=(760-560)=200mmHg? V1=(300+100+400)S=800S(mm3)
末态：p2=(760-160)=600(mmHg)?
解得：l2=267mm?即空气柱的长度为267mm。
上述解答看起来没有什么问题，实际上，稍微思考一下，就会发现，答案不合理。因为解答结果认为空气柱的长度267mm，而AB段的总长度为300mm，这样就意味着水银柱可能进入AB管，而如果水银进入横着的BC管，压强就不再是（760-160）=600mmHg，因此，答案就不对了。
【正解】首先需要判断一下水银柱截去后剩余的水银柱会停留在什么地方。
（1）是否会停留在右侧竖直管内。由前面的分析可知是不可能的。
（2）是否会有部分水银柱留在竖直CE管中，即如图所示情况，由玻意耳定律可知
200×800S=（760-x）[300+100-（160-x）]S
160000=（760-x）（240+x）
解得：x1=40cm
x2=560mm
两个答案均与所设不符，所以这种情况也是不可能的。
（3）是否会出现水银柱充满BC管的情况，如图所示。
由玻意耳定律可知：
200×800S=（760+60）·l2·S
解得l2=195mm结果明显与实际不符，若真能出现上述情况，从几何关系很容易就可以知道l2=240mm，可见这种情况是不可能的。
（4）设水银柱部分进入BA管，部分留在BC管中，如图所示。
由玻意耳定律可知
200×800S=[760+（300-l2）]·l2S
解得
因此，本题的正确答案是：平衡后管内空气柱的长度为182.3mm。
【点评】通过本题的分析解答可看出，对于一个具体的物理问题，不能仅观注已知的数据，更要对题目所述的物理过程进行全面的分析，以确定出问题的真实物理过程。同时可以看到，真实物理过程的判断，又是以具体的已知条件及相应的物理规律为基础的，而不是“想当然”地捏造物理过程。
本题难度：一般
4、选择题 如图所示是一定质量的气体从状态A经过状态B 到状态C的p-T图象，由图象可知
[? ]
参考答案：AC
本题解析：
本题难度：一般
5、计算题 【选修3-3选做题】
为适应太空环境，去太空旅行的航天员都要穿航天服。航天服有一套生命系统，为航天员提供合适的温度、氧气和气压，让航天员在太空中如同在地面上一样。假如在地面上航天服内气压为1.0×105Pa，气体体积为2L，到达太空后由于外部气压低，航天服急剧膨胀，内部气体体积变为4L，使航天服达到最大体积。若航天服内气体的温度不变，将航天服视为封闭系统。?
（1）求此时航天服内的气体压强；?
（2）若开启航天服封闭系统向航天服内充气，使航天服内的气压恢复到9.0×104Pa，则需补充1.0×105Pa的等温气体多少升？
参考答案：解：（1）航天服内气体经历等温过程，p1=1.0×105Pa，V1=2L，V2=4L
由玻意耳定律p1V1=p2V2?
得p2=5×104Pa
（2）设需要补充的气体体积为V，将补充的气体与原航天服内气体视为一个整体，充气后的气压p3=9.0×104Pa
由玻意耳定律p1（V1+V）=p3V2?
得V=1.6L
本题解析：
本题难度：一般