热学复习专题之---U形管.doc

【题文】如图所示，U型细玻璃管竖直放置，各部分水银柱的长度分别为L2=25 cm、L3 =25 cm、L4=10 cm，A端被封空气柱的长度为L1=60 cm，BC在水平面上。整个装置处在恒温环境中，外界气压P0=75 cmHg。将玻璃管绕B点在纸面内沿逆时针方向缓慢旋转90至AB管水平，求此时被封空气柱的长度。【题文】如图所示，两侧粗细均匀的U形玻璃管竖直放置，左端封闭，右端开口。开始时左管内空气柱长20cm，两管水银面等高，温度不变，大气压强为P0=75cmHg。管内气体可视为理想气体。（）若右管足够长，从右侧管口缓慢加入水银，左管内气柱长变为15cm，求加入水银的长度；（）若左、右管管口等高，用厚度不计的活塞从右管管口缓慢推入，仍使左管内气柱长变为15cm，若过程中没有漏气现象，求活塞推入的深度。【题文】如图所示，玻璃管A上端封闭，B上端开口且足够长，两管下端用橡皮管连接起来，A管上端被一段水银柱封闭了一段长为6cm的气体，外界大气压为75cmHg，左右两水银面高度差为5cm，温度为t1=27保持温度不变，上下移动B管，使A管中气体长度变为5cm，稳定后的压强为多少？稳定后保持B不动，为了让A管中气体体积回复到6cm，则温度应变为多少？【题文】如图，一粗细均匀的U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上侧与大气相通，下端开口处开关K关闭，A侧空气柱的长度为l=100cm，B侧水银面比A侧的高h=30cm，现将开关K打开，从U形管中放出部分水银，当两侧的高度差为h1=100cm时，将开关K关闭，已知大气压强P0=750cmHg。求放出部分水银后A侧空气柱的长度此后再向B侧注入水银，使A、B两侧的水银达到同一高度，求注入水银在管内的长度【题文】粗细均匀的U形管装有水银，左管上端有一活塞P，右管上端有一阀门S，开始时活塞位置与阀门等高，如图所示，阀门打开时，管内两边水银面等高，两管空气柱高均为l= 20cm，此时两边空气柱温度均为27，外界大气压强Po= 76cmHg，若将阀门S关闭后，使左边活塞P缓慢下压，直至右边水银上升l0cm，在活塞下压过程中，左管内空气温度始终保持27，并使右管内空气温度上升到177，求此时左管内空气的长度是多少？【题文】如图所示，两端封闭的U型细玻璃管竖直放置，管内水银封闭了两段空气柱，初始时空气柱长度分别为，两管液面高度差为h=6cm，气体温度均为27，右管气体压强为，热力学温度与摄氏温度的关系为T=t+273K，空气可视为理想气体，求：（结果保留到小数点后一位数字）（i）若保持两管气体温度不变，将装置以底边AB为轴缓慢转动90，求右管内空气柱的最终长度；（ii）若保持右管气体温度不变，缓慢升高左管气体温度，求两边气体体积相同时，右管内气体的压强。【题文】如图所示，内径均匀的U形玻璃管竖直放置，截面积为5 cm2，右侧管上端封闭，左侧管上端开口，内有用细线拴住的活塞两管中分别封入L11 cm的空气柱A和B，活塞上、下气体压强相等均为76 cm水银柱产生的压强，这时两管内的水银面的高度差h6 cm，现将活塞用细线缓慢地向上拉，使两管内水银面相平整个过程中空气柱A、B的温度恒定不变问（76 cm水银柱的压强相当于101105 Pa）活塞向上移动的距离是多少？需用多大拉力才能使活塞静止在这个位置上？【题文】如图所示，U形管两臂粗细不等，开口向上，右端封闭的粗管横截面积是开口的细管的三倍，管中装入水银，大气压为76cmHg。左端开口管中水银面到管口距离为11cm，且水银面比封闭管内高4cm，封闭管内空气柱长为11cm。现在开口端用小活塞封住，并缓慢推动活塞，使两管液面相平，推动过程中两管的气体温度始终不变，试求：粗管中气体的最终压强； 活塞推动的距离。【题文】一U形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞。初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示。用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止。求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离。已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强p0=750 cmHg。环境温度不变。题文】如图，由U形管和细管连接的玻璃泡A、B和C浸泡在温度均为0C的水槽中，B的容积是A的3倍。阀门S将A和B两部分隔开。A内为真空，B和C内都充有气体。U形管内左边水银柱比右边的低60mm。打开阀门S，整个系统稳定后，U形管内左右水银柱高度相等。假设U形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积。（i）求玻璃泡C中气体的压强（以mmHg为单位）（ii）将右侧水槽的水从0C加热到一定温度时，U形管内左右水银柱高度差又为60mm，求加热后右侧水槽的水温。【题文】如图所示，粗细均匀的L形玻璃管放在竖直平面内，封闭端水平放置，水平段管长60cm，上端开口的竖直段管长20cm，在水平管内有一段长为20cm的水银封闭着一段长35cm的理想气体，已知气体的温度为7，大气压强为75cmHg，现缓慢对封闭理想气体加热求：水银柱刚要进入竖直管时气体的温度；理想气体的温度升高到111时，玻璃管中封闭理想气体的长度【题文】如图所示，总长1m粗细均匀的直角玻璃管，AO和BO等长，A端封闭，B端开口，内有20cm长的水银柱当AO水平，BO竖直时，水银柱在AO的最右端，这时大气压为75cmHg，温度为27（1）若将此装置绕A点在纸面内顺时针转90，当温度为多少时水银柱恰好全部在OB段的最左端？（2）若在图示位置将温度升高到600K，封闭气体的长度为多少？（）【题文】如图所示，粗细均匀的管子，竖直部分长为l=50cm，水平部分足够长当温度为15时，竖直管中有一段长h=20cm的水银柱，封闭着一段长l1=20cm的空气柱设外界大气压强始终保持在76cmHg求：被封空气柱长度为l2=40cm时的温度温度升高至327时，被封空气柱的长度l3【题文】如图，一定质量的气体温度保持不变，最后，U形管两臂中的水银面相齐，烧瓶中气体体积为800mL；现用注射器向烧瓶中注入200mL水，稳定后两臂中水银面的高度差为25cm，不计U形管中气体的体积。求：(1)大气压强是多少cmHg?(2)当U形管两边水银面的高度差为45cm时，烧瓶内气体的体积是多少？【题文】在室温恒定的实验室内放置着如图所示的粗细均匀的L形管，管的两端封闭且管内充有水银，管的上端和左端分别封闭着长度均为的A、B两部分气体，竖直管内水银高度为H=20cm，A部分气体的压强恰好等于大气压强。保持A部分气体温度不变，对B部分气体进行加热，到某一温度时，水银柱上升h=5cm，已知大气压强为76cmHg，室温为300K，试求：（i）水银柱升高h时，A部分气体的压强；（ii）水银柱升高h时，B部分气体的温度。（计算结果保留一位小数）【题文】如图所示，一竖直放置、粗细均匀且足够长的U形玻璃管与容积为V0=90cm3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=16cm，水银柱上方空气柱长h0=20cm。现在对金属球形容器缓慢加热（已知大气压p0=76cmHg，U形玻璃管的横截面积为S=05cm2）求：（i）当加热到多少摄氏度时，两边水银柱高度在同一水平面上；（ii）当加热到277时停止加热（此时右管中还有水银），求此时金属球形容器内U形玻璃管左侧、右两侧水银面的高度差【题文】如图所示的玻璃管ABCDE，CD部分水平，其余部分竖直（B端弯曲部分长度可忽略），玻璃管截面半径相比其长度可忽略，CD内有一段水银柱，初始时数据如图，环境温度是300K，大气压是75cmHg。现保持CD水平，将玻璃管A端缓慢竖直向下插入大水银槽中，当水平段水银柱刚好全部进入DE竖直管内时，保持玻璃管静止不动。问：（i）玻璃管A端插入大水银槽中的深度是多少？（即水银面到管口A的竖直距离）？（ii）当管内气体温度缓慢降低到多少K时，DE中的水银柱刚好回到CD水平管中？【题文】如图，密闭汽缸两侧与一U形管的两端相连，汽缸壁导热；U形管内盛有密度为=7.5102 kg/m3的液体。一活塞将汽缸分成左、右两个气室，开始时，左气室的体积是右气室的体积的一半，气体的压强均为p0=4.5103 Pa。外界温度保持不变。缓慢向右拉活塞使U形管两侧液面的高度差h=40 cm，求此时左、右两气室的体积之比。取重力加速度大小g=10 m/s2，U形管中气体的体积和活塞拉杆的体积忽略不计。【题文】如图所示，L形一端开口的玻璃管在竖直平面内，管是由粗细不同的两部分组成的，竖直部分粗管的横截面积是水平部分细管横截面积的2倍，管的封闭端水平放置，水平段管长为100 cm，竖直段管长为30 cm，在水平管内有一段长为12 cm的水银封闭着一段长为80 cm的空气柱。已知气柱的温度为27 ，大气压强为75 cmHg，现对气体缓慢加热，求：当温度上升到119 时，封闭端空气柱的长度。【题文】有一两端封闭、横截面积均匀的U形细玻璃管，两管内分别有适量的氢气和氦气，一段水银柱把两种气体隔开。将U形管直立（如图1），稳定时氢气柱、氦气柱的长度分别为、；再将U形管竖直倒立（如图2），稳定时氢气柱、氦气柱的长度分别为、。最后将U形管平放在水平桌面上，两管均紧贴桌面（如图3），稳定时氢气柱、氦气柱的长度分别是多少？（水银柱不断裂，任一管中的气体都不会逸入另一管，管内气体温度不变）【题文】如图所示，是一个连通器装置，连通器的右管半径为左管的两倍，左端封闭，封有长为30cm的气柱，左右两管水银面高度差为375cm，左端封闭端下60cm处有一细管用开关D封闭，细管上端与大气联通，若将开关D打开（空气能进入但水银不会入细管），稳定后会在左管内产生一段新的空气柱。已知外界大气压强p0=75cmHg。求：稳定后左端管内的所有气柱的总长度为多少？【题文】如图所示，在一竖直放置的圆环形管道内封闭有一定质量的理想气体用一绝热的固定活塞C和绝热、不计质量、可自由移动的活塞A将管道内气体分隔成体积相等的两部分，A、C与圆环的圆心O等高，两部分气体的温度均为T0=300K现保持下部分气体的温度不变，对上部分气体缓慢加热至T=500K，求此时活塞A的位置与O点的连线跟竖直方向OB之间的夹角（不计两活塞的体积）【题文】如图甲所示，左端封闭、内径相同的U形细玻璃管竖直放置，左管中封闭有长为L20cm的空气柱，两管水银面相平，水银柱足够长已知大气压强为p075cmHg（1）若将装置翻转180，使U形细玻璃管竖直倒置（水银未溢出），如图乙所示当管中水银静止时，求左管中空气柱的长度；（2）若将图甲中的阀门S打开，缓慢流出部分水银，然后关闭阀门S，右管水银面下降了H35cm，求左管水银面下降的高度【题文】如图所示，内径粗细均匀的U形管，右侧B管上端封闭，左侧A管上端开口，管内注入水银，并在A管内装配有光滑的、质量可以不计的活塞，使两管中均封入L=25cm的空气柱，活塞上方的大气压强为P0=76cmHg，这时两管内水银面高度差h=6cm今用外力竖直向上缓慢地拉活塞，直至使两管中水银面相平设温度保持不变，则：A管中活塞向上移动距离是多少？【题文】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，各段水银柱的尺寸如图标注。（i）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？（ii）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？（大气压强P0=75cmHg，图中标注的长度单位均为cm）【题文】如图，喷雾器内有一定体积的水，初始时上部封闭有压强为、体积为的空气关闭喷雾阀门，用打气筒向喷雾器内再充入压强为、体积为的空气（设外界环境温度一定，空气可看作理想气体）当水面上方被封气体温度与外界温度相等时，求气体压强打开喷雾阀门，喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀，此过程气体是“吸热”、“放热”或“既不吸热也不放热”？【题文】（10分）（2014徐汇区二模）如图，在柱形容器中密闭有一定质量气体，一具有质量的光滑导热活塞将容器分为A、B两部分，离气缸底部高为49cm处开有一小孔，与U形水银管相连，容器顶端有一阀门K先将阀门打开与大气相通，外界大气压等于p0=75cmHg，室温t0=27C，稳定后U形管两边水银面的高度差为h=25cm，此时活塞离容器底部为L=50cm闭合阀门，使容器内温度降至57C，发现U形管左管水银面比右管水银面高25cm求：（1）此时活塞离容器底部高度L；（2）整个柱形容器的高度H【题文】如图所示，两端开口、粗细均匀的足够长玻璃管插在大水银槽中，管的上部有一定长度的水银，两段空气柱被封闭在左右两侧的竖直管中开启上部连通左右水银的阀门A，当温度为300 K平衡时水银的位置如图，其中左侧空气柱长度L1=50cm，左侧空气柱底部的水银面与水银槽液面高度差为h2=5cm，左右两侧顶部的水银面的高度差为h1=5cm，大气压为75 cmHg。求：右管内气柱的长度L2，关闭阀门A，当温度升至405 K时，左侧竖直管内气柱的长度L3【题文】有一个导热性能良好的圆柱形容器，顶部由一活塞密封，容器内盛有一定量的水，通过一根细管（体积可忽略）与外界相通，如图所示。当温度为t时，细管中水面与容器中水面相平，被封闭空气柱的高度为H，此时水面距细管顶端出口处高度差为h。已知大气压强为P0，水的密度为，重力加速度为g。（1）若用力压活塞，使它缓慢向下移动，整个过程中保持温度不变，要使水从细管顶端流出，活塞移动距离h至少多大？（2）若保持活塞在初位置不动，让温度缓慢升高，要使水从细管顶端流出，则温度至少要升高到多少摄氏度？【题文】如图，容积为的容器内充有压缩空气。容器与水银压强计相连，压强计左右两管下部由软胶管相连。气阀关闭时，两管中水银面同高，左管中水银面上方到气阀之间空气的体积为。打开气阀，左管中水银下降；缓慢地向上提右管，使左管中水银面回到原来高度，此时右管与左管中水银面的高度差为h。已知水银的密度为，大气压强为，重力加速度为g；空气可视为理想气体，其温度不变。求气阀打开前容器中压缩空气的压强P1。【题文】 如图，粗细均匀，内径很小，两端开口的U形管竖直放置。两管的竖直部分高度为20厘米，水平部分BC长16厘米。一空气柱把管内水银分成左右两部分。大气压强P0=76cmHg，当空气柱温度为T0=273K,长为L0=10cm 时，水平管BC内左边水银柱长为2 cm,，竖直管AB内水银柱长也为2cm .求（1）空气柱右边水银柱总长是多少？（2）当空气柱温度升高到多少时，左边水银恰好全部进入竖直管AB内？（3）为使空气柱左侧管中水银全部溢出，空气柱温度至少要升高到多少？ 【题文】如图所示，U形管两细管粗细均匀长度相等，左端封闭，右端开口，水平部分长20cm。有两段8cm长水银柱等高，各封住长为30cm的空气柱A和长为40cm的空气柱B，两气体温度均为27oC，大气压强恒定。现使A、B温度缓慢升高，最终都达到57 oC。问：（1）空气柱A的最终长度。（2）右管内水银柱移动的距离。【题文】如图所示，质量不计的光滑活塞被销钉固定，使一定量气体被封闭在容器的上部，容器下部与大气连通，容器上部连接有一U形管（U形管内气体的体积忽略不计，容器下部足够高）。此时容器上部封闭气体的体积为V，室温为300K，U形管两边水银柱高度差为24cm（外界大气压等于76 cmHg）. 问：（1）此时容器上部的气体压强为多少？（2）将封闭在容器中的气体加热到一定温度后发现U形管两边水银柱高度差变为38cm，那么这时封闭气体的温度T2为多少K？（3）保持气体的温度T2不变的条件下拔掉销钉，活塞稳定时U形管内两边水银面的高度差和容器上部气体的体积各为多少？【题文】将一端封闭的U形管A如右图所示，插入水银槽内，U形管内有一段水银柱将A和B两部分气体隔离开，各部分长度如图，已知大气压强P0 = 75cmHg，气温均为270 C，若仅对A气体加热，使A与B上部水银面相平，需使A气体温度升高多少度? 【题文】如图所示，粗细均匀的L形细玻璃管AOB，OA、OB两部分长度均为20cm，OA部分水平、右端开口，管内充满水银，OB部分竖直、上端封闭现将玻璃管在竖直平面内绕O点逆时针方向缓慢旋转53，此时被封闭气体长度为x缓慢加热管内封闭气体至温度T，使管内水银恰好不溢出管口已知大气压强为75cmHg，室温为27，sin53=08，求：气体长度x；温度T12