熱學(xué)復(fù)習(xí)專題之---U形管.doc

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【題文】如圖所示，U型細(xì)玻璃管豎直放置，各部分水銀柱的長度分別為L2="25" cm、L3 ="25" cm、L4="10" cm，A端被封空氣柱的長度為L1="60" cm，BC在水平面上。整個裝置處在恒溫環(huán)境中，外界氣壓P0="75" cmHg。將玻璃管繞B點(diǎn)在紙面內(nèi)沿逆時針方向緩慢旋轉(zhuǎn)90至AB管水平，求此時被封空氣柱的長度。 【題文】如圖所示，兩側(cè)粗細(xì)均勻的U形玻璃管豎直放置，左端封閉，右端開口。開始時左管內(nèi)空氣柱長20cm，兩管水銀面等高，溫度不變，大氣壓強(qiáng)為P0=75cmHg。管內(nèi)氣體可視為理想氣體。 （?。┤粲夜茏銐蜷L，從右側(cè)管口緩慢加入水銀，左管內(nèi)氣柱長變?yōu)?5cm，求加入水銀的長度； （ⅱ）若左、右管管口等高，用厚度不計(jì)的活塞從右管管口緩慢推入，仍使左管內(nèi)氣柱長變?yōu)?5cm，若過程中沒有漏氣現(xiàn)象，求活塞推入的深度。 【題文】如圖所示，玻璃管A上端封閉，B上端開口且足夠長，兩管下端用橡皮管連接起來，A管上端被一段水銀柱封閉了一段長為6cm的氣體，外界大氣壓為75cmHg，左右兩水銀面高度差為5cm，溫度為t1=27℃． ①保持溫度不變，上下移動B管，使A管中氣體長度變?yōu)?cm，穩(wěn)定后的壓強(qiáng)為多少？ ②穩(wěn)定后保持B不動，為了讓A管中氣體體積回復(fù)到6cm，則溫度應(yīng)變?yōu)槎嗌伲? 【題文】如圖，一粗細(xì)均勻的U形管豎直放置，A側(cè)上端封閉，B側(cè)上側(cè)與大氣相通，下端開口處開關(guān)K關(guān)閉，A側(cè)空氣柱的長度為l=10．0cm，B側(cè)水銀面比A側(cè)的高h(yuǎn)=3．0cm，現(xiàn)將開關(guān)K打開，從U形管中放出部分水銀，當(dāng)兩側(cè)的高度差為h1=10．0cm時，將開關(guān)K關(guān)閉，已知大氣壓強(qiáng)P0=75．0cmHg。 ①求放出部分水銀后A側(cè)空氣柱的長度 ②此后再向B側(cè)注入水銀，使A、B兩側(cè)的水銀達(dá)到同一高度，求注入水銀在管內(nèi)的長度 【題文】粗細(xì)均勻的U形管裝有水銀，左管上端有一活塞P，右管上端有一閥門S，開始時活塞位置與閥門等高，如圖所示，閥門打開時，管內(nèi)兩邊水銀面等高，兩管空氣柱高均為l= 20cm，此時兩邊空氣柱溫度均為27℃，外界大氣壓強(qiáng)Po= 76cmHg，若將閥門S關(guān)閉后，使左邊活塞P緩慢下壓，直至右邊水銀上升l0cm，在活塞下壓過程中，左管內(nèi)空氣溫度始終保持27℃，并使右管內(nèi)空氣溫度上升到177℃，求此時左管內(nèi)空氣的長度是多少？ 【題文】如圖所示，兩端封閉的U型細(xì)玻璃管豎直放置，管內(nèi)水銀封閉了兩段空氣柱，初始時空氣柱長度分別為，，兩管液面高度差為h=6cm，氣體溫度均為27℃，右管氣體壓強(qiáng)為，熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系為T=t+273K，空氣可視為理想氣體，求：（結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后一位數(shù)字） （i）若保持兩管氣體溫度不變，將裝置以底邊AB為軸緩慢轉(zhuǎn)動90，求右管內(nèi)空氣柱的最終長度； （ii）若保持右管氣體溫度不變，緩慢升高左管氣體溫度，求兩邊氣體體積相同時，右管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)。 【題文】如圖所示，內(nèi)徑均勻的U形玻璃管豎直放置，截面積為5 cm2，右側(cè)管上端封閉，左側(cè)管上端開口，內(nèi)有用細(xì)線拴住的活塞．兩管中分別封入L＝11 cm的空氣柱A和B，活塞上、下氣體壓強(qiáng)相等均為76 cm水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)，這時兩管內(nèi)的水銀面的高度差h＝6 cm，現(xiàn)將活塞用細(xì)線緩慢地向上拉，使兩管內(nèi)水銀面相平．整個過程中空氣柱A、B的溫度恒定不變．問（76 cm水銀柱的壓強(qiáng)相當(dāng)于1．01105 Pa） ①活塞向上移動的距離是多少？ ②需用多大拉力才能使活塞靜止在這個位置上？ 【題文】如圖所示，U形管兩臂粗細(xì)不等，開口向上，右端封閉的粗管橫截面積是開口的細(xì)管的三倍，管中裝入水銀，大氣壓為76cmHg。左端開口管中水銀面到管口距離為11cm，且水銀面比封閉管內(nèi)高4cm，封閉管內(nèi)空氣柱長為11cm?，F(xiàn)在開口端用小活塞封住，并緩慢推動活塞，使兩管液面相平，推動過程中兩管的氣體溫度始終不變，試求： ①粗管中氣體的最終壓強(qiáng)； ②活塞推動的距離。 【題文】一U形玻璃管豎直放置，左端開口，右端封閉，左端上部有一光滑的輕活塞。初始時，管內(nèi)汞柱及空氣柱長度如圖所示。用力向下緩慢推活塞，直至管內(nèi)兩邊汞柱高度相等時為止。求此時右側(cè)管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)和活塞向下移動的距離。已知玻璃管的橫截面積處處相同；在活塞向下移動的過程中，沒有發(fā)生氣體泄漏；大氣壓強(qiáng)p0=75．0 cmHg。環(huán)境溫度不變。 題文】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0C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0C加熱到一定溫度時，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。 【題文】如圖所示，粗細(xì)均勻的L形玻璃管放在豎直平面內(nèi)，封閉端水平放置，水平段管長60cm，上端開口的豎直段管長20cm，在水平管內(nèi)有一段長為20cm的水銀封閉著一段長35cm的理想氣體，已知?dú)怏w的溫度為7℃，大氣壓強(qiáng)為75cmHg，現(xiàn)緩慢對封閉理想氣體加熱．求： ①水銀柱剛要進(jìn)入豎直管時氣體的溫度； ②理想氣體的溫度升高到111℃時，玻璃管中封閉理想氣體的長度． 【題文】如圖所示，總長1m粗細(xì)均勻的直角玻璃管，AO和BO等長，A端封閉，B端開口，內(nèi)有20cm長的水銀柱．當(dāng)AO水平，BO豎直時，水銀柱在AO的最右端，這時大氣壓為75cmHg，溫度為27℃． （1）若將此裝置繞A點(diǎn)在紙面內(nèi)順時針轉(zhuǎn)90，當(dāng)溫度為多少時水銀柱恰好全部在OB段的最左端？ （2）若在圖示位置將溫度升高到600K，封閉氣體的長度為多少？（） 【題文】如圖所示，粗細(xì)均勻的管子，豎直部分長為l=50cm，水平部分足夠長．當(dāng)溫度為15℃時，豎直管中有一段長h=20cm的水銀柱，封閉著一段長l1=20cm的空氣柱．設(shè)外界大氣壓強(qiáng)始終保持在76cmHg．求： ①被封空氣柱長度為l2=40cm時的溫度 ②溫度升高至327℃時，被封空氣柱的長度l3 【題文】如圖，一定質(zhì)量的氣體溫度保持不變，最后，U形管兩臂中的水銀面相齊，燒瓶中氣體體積為800mL；現(xiàn)用注射器向燒瓶中注入200mL水，穩(wěn)定后兩臂中水銀面的高度差為25cm，不計(jì)U形管中氣體的體積。求： (1)大氣壓強(qiáng)是多少cmHg? (2)當(dāng)U形管兩邊水銀面的高度差為45cm時，燒瓶內(nèi)氣體的體積是多少？ 【題文】在室溫恒定的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)放置著如圖所示的粗細(xì)均勻的L形管，管的兩端封閉且管內(nèi)充有水銀，管的上端和左端分別封閉著長度均為的A、B兩部分氣體，豎直管內(nèi)水銀高度為H=20cm，A部分氣體的壓強(qiáng)恰好等于大氣壓強(qiáng)。保持A部分氣體溫度不變，對B部分氣體進(jìn)行加熱，到某一溫度時，水銀柱上升h=5cm，已知大氣壓強(qiáng)為76cmHg，室溫為300K，試求： （i）水銀柱升高h(yuǎn)時，A部分氣體的壓強(qiáng)； （ii）水銀柱升高h(yuǎn)時，B部分氣體的溫度。（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)） 【題文】如圖所示，一豎直放置、粗細(xì)均勻且足夠長的U形玻璃管與容積為V0=90cm3的金屬球形容器連通，用U形玻璃管中的水銀柱封閉一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)環(huán)境溫度為27℃時，U形玻璃管右側(cè)水銀面比左側(cè)水銀面高出h1=16cm，水銀柱上方空氣柱長h0=20cm?，F(xiàn)在對金屬球形容器緩慢加熱．（已知大氣壓p0=76cmHg，U形玻璃管的橫截面積為S=0．5cm2）．求： （i）當(dāng)加熱到多少攝氏度時，兩邊水銀柱高度在同一水平面上； （ii）當(dāng)加熱到277℃時停止加熱（此時右管中還有水銀），求此時金屬球形容器內(nèi)U形玻璃管左側(cè)、右兩側(cè)水銀面的高度差． 【題文】如圖所示的玻璃管ABCDE，CD部分水平，其余部分豎直（B端彎曲部分長度可忽略），玻璃管截面半徑相比其長度可忽略，CD內(nèi)有一段水銀柱，初始時數(shù)據(jù)如圖，環(huán)境溫度是300K，大氣壓是75cmHg?，F(xiàn)保持CD水平，將玻璃管A端緩慢豎直向下插入大水銀槽中，當(dāng)水平段水銀柱剛好全部進(jìn)入DE豎直管內(nèi)時，保持玻璃管靜止不動。問： （i）玻璃管A端插入大水銀槽中的深度是多少？（即水銀面到管口A的豎直距離）？ （ii）當(dāng)管內(nèi)氣體溫度緩慢降低到多少K時，DE中的水銀柱剛好回到CD水平管中？ 【題文】如圖，密閉汽缸兩側(cè)與一U形管的兩端相連，汽缸壁導(dǎo)熱；U形管內(nèi)盛有密度為ρ=7.5102 kg/m3的液體。一活塞將汽缸分成左、右兩個氣室，開始時，左氣室的體積是右氣室的體積的一半，氣體的壓強(qiáng)均為p0=4.5103 Pa。外界溫度保持不變。緩慢向右拉活塞使U形管兩側(cè)液面的高度差h="40" cm，求此時左、右兩氣室的體積之比。取重力加速度大小g="10" m/s2，U形管中氣體的體積和活塞拉桿的體積忽略不計(jì)。 【題文】如圖所示，L形一端開口的玻璃管在豎直平面內(nèi)，管是由粗細(xì)不同的兩部分組成的，豎直部分粗管的橫截面積是水平部分細(xì)管橫截面積的2倍，管的封閉端水平放置，水平段管長為100 cm，豎直段管長為30 cm，在水平管內(nèi)有一段長為12 cm的水銀封閉著一段長為80 cm的空氣柱。已知?dú)庵臏囟葹?7 ℃，大氣壓強(qiáng)為75 cmHg，現(xiàn)對氣體緩慢加熱，求：當(dāng)溫度上升到119 ℃時，封閉端空氣柱的長度。 【題文】有一兩端封閉、橫截面積均勻的U形細(xì)玻璃管，兩管內(nèi)分別有適量的氫氣和氦氣，一段水銀柱把兩種氣體隔開。將U形管直立（如圖1），穩(wěn)定時氫氣柱、氦氣柱的長度分別為、；再將U形管豎直倒立（如圖2），穩(wěn)定時氫氣柱、氦氣柱的長度分別為、。最后將U形管平放在水平桌面上，兩管均緊貼桌面（如圖3），穩(wěn)定時氫氣柱、氦氣柱的長度分別是多少？（水銀柱不斷裂，任一管中的氣體都不會逸入另一管，管內(nèi)氣體溫度不變） 【題文】如圖所示，是一個連通器裝置，連通器的右管半徑為左管的兩倍，左端封閉，封有長為30cm的氣柱，左右兩管水銀面高度差為37．5cm，左端封閉端下60cm處有一細(xì)管用開關(guān)D封閉，細(xì)管上端與大氣聯(lián)通，若將開關(guān)D打開（空氣能進(jìn)入但水銀不會入細(xì)管），穩(wěn)定后會在左管內(nèi)產(chǎn)生一段新的空氣柱。已知外界大氣壓強(qiáng)p0=75cmHg。求：穩(wěn)定后左端管內(nèi)的所有氣柱的總長度為多少？ 【題文】如圖所示，在一豎直放置的圓環(huán)形管道內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的理想氣體．用一絕熱的固定活塞C和絕熱、不計(jì)質(zhì)量、可自由移動的活塞A將管道內(nèi)氣體分隔成體積相等的兩部分，A、C與圓環(huán)的圓心O等高，兩部分氣體的溫度均為T0=300K．現(xiàn)保持下部分氣體的溫度不變，對上部分氣體緩慢加熱至T=500K，求此時活塞A的位置與O點(diǎn)的連線跟豎直方向OB之間的夾角θ．（不計(jì)兩活塞的體積） 【題文】如圖甲所示，左端封閉、內(nèi)徑相同的U形細(xì)玻璃管豎直放置，左管中封閉有長為L＝20cm的空氣柱，兩管水銀面相平，水銀柱足夠長．已知大氣壓強(qiáng)為p0＝75cmHg． （1）若將裝置翻轉(zhuǎn)180，使U形細(xì)玻璃管豎直倒置（水銀未溢出），如圖乙所示．當(dāng)管中水銀靜止時，求左管中空氣柱的長度； （2）若將圖甲中的閥門S打開，緩慢流出部分水銀，然后關(guān)閉閥門S，右管水銀面下降了H＝35cm，求左管水銀面下降的高度． 【題文】如圖所示，內(nèi)徑粗細(xì)均勻的U形管，右側(cè)B管上端封閉，左側(cè)A管上端開口，管內(nèi)注入水銀，并在A管內(nèi)裝配有光滑的、質(zhì)量可以不計(jì)的活塞，使兩管中均封入L=25cm的空氣柱，活塞上方的大氣壓強(qiáng)為P0=76cmHg，這時兩管內(nèi)水銀面高度差h=6cm．今用外力豎直向上緩慢地拉活塞，直至使兩管中水銀面相平．設(shè)溫度保持不變，則：A管中活塞向上移動距離是多少？ 【題文】如圖所示，兩端開口、粗細(xì)均勻的長直U形玻璃管內(nèi)由兩段水銀柱封閉著長度為15cm的空氣柱，氣體溫度為300K時，空氣柱在U形管的左側(cè)，各段水銀柱的尺寸如圖標(biāo)注。 （i）若保持氣體的溫度不變，從左側(cè)開口處緩慢地注入25cm長的水銀柱，管內(nèi)的空氣柱長為多少？ （ii）為了使空氣柱的長度恢復(fù)到15cm，且回到原位置，可以向U形管內(nèi)再注入一些水銀，并改變氣體的溫度，應(yīng)從哪一側(cè)注入長度為多少的水銀柱？氣體的溫度變?yōu)槎嗌?？（大氣壓?qiáng)P0=75cmHg，圖中標(biāo)注的長度單位均為cm） 【題文】如圖，噴霧器內(nèi)有一定體積的水，初始時上部封閉有壓強(qiáng)為、體積為的空氣．關(guān)閉噴霧閥門，用打氣筒向噴霧器內(nèi)再充入壓強(qiáng)為、體積為的空氣（設(shè)外界環(huán)境溫度一定，空氣可看作理想氣體）． ①當(dāng)水面上方被封氣體溫度與外界溫度相等時，求氣體壓強(qiáng)． ②打開噴霧閥門，噴霧過程中封閉氣體可以看成等溫膨脹，此過程氣體是“吸熱”、“放熱”或“既不吸熱也不放熱”？ 【題文】（10分）（2014?徐匯區(qū)二模）如圖，在柱形容器中密閉有一定質(zhì)量氣體，一具有質(zhì)量的光滑導(dǎo)熱活塞將容器分為A、B兩部分，離氣缸底部高為49cm處開有一小孔，與U形水銀管相連，容器頂端有一閥門K．先將閥門打開與大氣相通，外界大氣壓等于p0=75cmHg，室溫t0=27C，穩(wěn)定后U形管兩邊水銀面的高度差為△h=25cm，此時活塞離容器底部為L=50cm．閉合閥門，使容器內(nèi)溫度降至﹣57C，發(fā)現(xiàn)U形管左管水銀面比右管水銀面高25cm．求： （1）此時活塞離容器底部高度L′； （2）整個柱形容器的高度H． 【題文】如圖所示，兩端開口、粗細(xì)均勻的足夠長玻璃管插在大水銀槽中，管的上部有一定長度的水銀，兩段空氣柱被封閉在左右兩側(cè)的豎直管中．開啟上部連通左右水銀的閥門A，當(dāng)溫度為300 K平衡時水銀的位置如圖，其中左側(cè)空氣柱長度L1=50cm，左側(cè)空氣柱底部的水銀面與水銀槽液面高度差為h2=5cm，左右兩側(cè)頂部的水銀面的高度差為h1=5cm，大氣壓為75 cmHg。求： ①右管內(nèi)氣柱的長度L2， ②關(guān)閉閥門A，當(dāng)溫度升至405 K時，左側(cè)豎直管內(nèi)氣柱的長度L3 【題文】有一個導(dǎo)熱性能良好的圓柱形容器，頂部由一活塞密封，容器內(nèi)盛有一定量的水，通過一根細(xì)管（體積可忽略）與外界相通，如圖所示。當(dāng)溫度為t℃時，細(xì)管中水面與容器中水面相平，被封閉空氣柱的高度為H，此時水面距細(xì)管頂端出口處高度差為h。已知大氣壓強(qiáng)為P0，水的密度為ρ，重力加速度為g。 （1）若用力壓活塞，使它緩慢向下移動，整個過程中保持溫度不變，要使水從細(xì)管頂端流出，活塞移動距離Δh至少多大？ （2）若保持活塞在初位置不動，讓溫度緩慢升高，要使水從細(xì)管頂端流出，則溫度至少要升高到多少攝氏度？ 【題文】如圖，容積為的容器內(nèi)充有壓縮空氣。容器與水銀壓強(qiáng)計(jì)相連，壓強(qiáng)計(jì)左右兩管下部由軟膠管相連。氣閥關(guān)閉時，兩管中水銀面同高，左管中水銀面上方到氣閥之間空氣的體積為。打開氣閥，左管中水銀下降；緩慢地向上提右管，使左管中水銀面回到原來高度，此時右管與左管中水銀面的高度差為h。已知水銀的密度為，大氣壓強(qiáng)為，重力加速度為g；空氣可視為理想氣體，其溫度不變。求氣閥打開前容器中壓縮空氣的壓強(qiáng)P1。 【題文】 如圖，粗細(xì)均勻，內(nèi)徑很小，兩端開口的U形管豎直放置。兩管的豎直部分高度為20厘米，水平部分BC長16厘米。一空氣柱把管內(nèi)水銀分成左右兩部分。大氣壓強(qiáng)P0=76cmHg，當(dāng)空氣柱溫度為T0=273K,長為L0="10cm" 時，水平管BC內(nèi)左邊水銀柱長為2 cm,，豎直管AB內(nèi)水銀柱長也為2cm . 求（1）空氣柱右邊水銀柱總長是多少？ （2）當(dāng)空氣柱溫度升高到多少時，左邊水銀恰好全部進(jìn)入豎直管AB內(nèi)？ （3）為使空氣柱左側(cè)管中水銀全部溢出，空氣柱溫度至少要升高到多少？ 【題文】如圖所示，U形管兩細(xì)管粗細(xì)均勻長度相等，左端封閉，右端開口，水平部分長20cm。有兩段8cm長水銀柱等高，各封住長為30cm的空氣柱A和長為40cm的空氣柱B，兩氣體溫度均為27oC，大氣壓強(qiáng)恒定?，F(xiàn)使A、B溫度緩慢升高，最終都達(dá)到57 oC。問：（1）空氣柱A的最終長度。 （2）右管內(nèi)水銀柱移動的距離。 【題文】如圖所示，質(zhì)量不計(jì)的光滑活塞被銷釘固定，使一定量氣體被封閉在容器的上部，容器下部與大氣連通，容器上部連接有一U形管（U形管內(nèi)氣體的體積忽略不計(jì)，容器下部足夠高）。此時容器上部封閉氣體的體積為V，室溫為300K，U形管兩邊水銀柱高度差為24cm（外界大氣壓等于76 cmHg）. 問： （1）此時容器上部的氣體壓強(qiáng)為多少？ （2）將封閉在容器中的氣體加熱到一定溫度后發(fā)現(xiàn)U形管兩邊水銀柱高度差變?yōu)?8cm，那么這時封閉氣體的溫度T2為多少K？ （3）保持氣體的溫度T2不變的條件下拔掉銷釘，活塞穩(wěn)定時U形管內(nèi)兩邊水銀面的高度差和容器上部氣體的體積各為多少？ 【題文】將一端封閉的U形管A如右圖所示，插入水銀槽內(nèi)，U形管內(nèi)有一段水銀柱將A和B兩部分氣體隔離開，各部分長度如圖，已知大氣壓強(qiáng)P0 = 75cmHg，氣溫均為270 C，若僅對A氣體加熱，使A與B上部水銀面相平，需使A氣體溫度升高多少度? 【題文】如圖所示，粗細(xì)均勻的L形細(xì)玻璃管AOB，OA、OB兩部分長度均為20cm，OA部分水平、右端開口，管內(nèi)充滿水銀，OB部分豎直、上端封閉．現(xiàn)將玻璃管在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)逆時針方向緩慢旋轉(zhuǎn)53，此時被封閉氣體長度為x．緩慢加熱管內(nèi)封閉氣體至溫度T，使管內(nèi)水銀恰好不溢出管口．已知大氣壓強(qiáng)為75cmHg，室溫為27℃，sin53=0．8，． 求：①氣體長度x；②溫度T 12