初二物理气体的压强练习题及答案
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初二物理气体的压强练习题及答案
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初二物理气体的压强练习题及答案
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文章来源莲 山课件 w ww.5 Y K J.cOm 9.3气体的压强
基础知识训练1．用嘴吸装矿泉水的空塑料瓶的瓶口，瓶会变塌.空塑料瓶变塌的原因是_______________________.（题型三）2．为了用注射器抽吸密封在药瓶中的药液，医生先向药液中注入一些空气，这样做的目的是__________________.（题型一）3．如图9-42，烧瓶中的水刚停止沸腾，现将注射器的活塞向外拉，观察到的现象是_________，这个现象说明________________（题型三）4．在高山上用普通的锅烧水时，水烧开的温度_________100℃，用高压锅烧水时，水烧开的温度________100℃.（选填“高于”“等于”或“低于”）（题型三）5．运动着的液体或气体叫________.流体在流速大的地方压强__________.（题型四）6．把玻璃杯盛满水，用硬纸盖住，再倒过来，如图（a），纸片能将杯中的水托住，之后，若将杯子慢慢转动，如图（b）（c），则（&&& ）（题型一）&A．杯子刚一转动，纸片就不能将水托住B．杯子转动到图b所示位置时，纸片才不能将水托住C．杯子转动到图c所示位置时，纸片才不能将水托住D．杯子转到任何位置，纸片都能将水托住7．高压锅煮牛肉时，牛肉容易烂，其原因是（&&&& ）（题型三）A．&高压锅内压力较大，牛肉被压烂B．& 高压锅内水温较高，牛肉在高温下易煮烂C．& 高压锅内压强较大，牛肉易膨胀变烂D．&以上说法都是错误的8．把装满水的量筒浸入水中，口朝下，如图9-43那样抓住筒底向上提，在筒口离开水面前，量筒露出水面的部分（&& ）（题型一）A．是空的&&&& &&&&B．有水，但不满&&&& C．充满水&&&& &&&&D．以上都有可能9．飞机能够在空中水平飞行的原因是（&& ）（题型四）A．机翼下方和上方相比较，空气流速大，压强小B．机翼下方和上方相比较，空气流速大，压强大C．机翼上方和下方相比较，空气流速大，压强小D．机翼上方和下方相比较，空气流速大，压强大10．为什么氢气球升到了一定的高度就可能破裂？（题型三）
综合提高训练1．在做托里拆利实验时，玻璃管内水银面上方的空间是_________，当大气压为76M高水银柱时，做实验的同学不慎漏进了一些空气，此时量得水银柱高为73M高水银柱，则空气产生的压强约为_________ .（题型二）2．甲、乙、丙三人分别做托里拆利实验，测出了管中水银柱长度分别为74.0M、75.6M、76.0M，已知其中一管中混有空气，另一玻璃管没有竖直放置，只有一人操作方法正确，那么当时的大气压值为___________．（题型二）3．将图9-44所示的装置接到水流稳定的自来水管上，当水在玻璃管中流动时，可看到 管中的液面比 管中的液面__________，这说明 处的压强比 处的压强________，而 处的横截面积小，水流速显然比 的_________．（题型四）
4．一次龙卷风发生时，屋外的气压急剧降到0. 9×105Pa，当时门窗紧闭，可以认为室内是1标准大气压，约为1×105Pa，屋顶面积是100 m2，这时屋顶受到的内外压力差可达________N，足以把屋顶掀飞．（题型三）
5．分析以下实验并做出判断：对着自然下垂的两张作业纸的中间向下吹气（如图9-45所示），将会看到两张纸&&&&&&&&&&&&&&& ．（题型四）
6．如图9-46所示，取一个瓶口直径小于鸡蛋的瓶子，在瓶底铺层沙子，点燃浸过酒精的棉花，把它放入瓶中再用剥了皮的熟鸡蛋堵住瓶口，结果鸡蛋进到瓶子里，这是因为&& （&&& ）（题型三）&&&&
A．鸡蛋受重力作用吸进瓶内&&&&B．鸡蛋有一定弹性挤进瓶内C．鸡蛋因瓶口的膨胀掉进瓶内&&&&D．鸡蛋被大气压强压进瓶内7．在制药时，为从溶液中提取抗菌素，要用加热的方法，使水沸腾而去除水分，但抗菌素不能在超过80℃的温度下提取，由此可知水面上的气压&&&& (&&& ) （题型三）A．一定等于1标准大气压&&& &&&&B．一定小于1标准大气压C．一定大于1标准大气压&&& &&&&D．可能等于2标准大气压
8．茶壶上开一个小孔的作用是&&&&& (&&& ) （题型三） A．让热气冒出来，便于热茶冷却B．好用绳子拴住壶盖，防止壶盖打坏C．让外面空气流进壶内，可保证茶水新鲜D．让外面空气流进壶内，倒茶时不至于壶内气压减小而使水流不出来9．在全国人民众志成城防治“非典”的战役中，常用如图9-47所示的喷壶来喷药消毒．下列关于它在喷药时的说法中正确的是 (&&& ) （题型一）A．喷壶把药液汽化了&&&&&&&&&&& B．喷壶把药液液化了C．喷壶内气压大于外界大气压&&&& D.& 喷壶内气压小于外界大气压&&&&&
10．两个粗细相差不大的试管，大试管中装有一定量水．将小试管放入后迅速倒转，如图9-48所示，在水外流的时间内，小试管将& (&&& ) （题型三）A．下落&&&&&&&&&&&&&&&& B．上升C．静止不动&&&&&&&&&&&& D．无法判断& & 11．如图9-49是高压锅的结构示意图，锅盖紧扣在锅体上，盖上装有一金属管作排气孔，金属管上方倒扣一个像砝码一样的重锤起限压作用．当锅内蒸汽压强过大时，蒸汽顶起限压阀，通过金属管向外排气．& (1) 高压锅煮饭熟得快，原因是：____________________________．(2) 在保证安全的条件下，为了提高锅内蒸煮时的温度，可采用的方法是 (&&& )& A．适当减小锅内容积&&&&&&& B．适当增大排气管的直径& C．适当增大限压阀的质量&&& D．适当增大火力蒸煮&&
12．把注射器的活塞到针筒顶部时，用橡皮帽封住针筒的小管口，如果活塞的横截面积是10 ，大气压强为76M水银柱高，在活塞下面最少挂多大质量的物体才会把活塞从针筒中拉出来？（活塞质量不计）（题型二）
13．这是发生在1942年秋天的一件事，宽阔的海面上，两艘轮船居然相撞了.当时，世界上最大的一艘远洋轮船“奥林匹克”号在大海上航行，在离它100m远的地方，有一艘比它小得多的铁甲巡洋舰“豪克”号，正与它平行疾驶去.可是，意外的事情发生了，小船像被大船吸了过去似的，竟扭转船头向大船驶去.“豪克”号上的水手们急忙拉操纵杆转舵，但船却一点不服从舵手的操纵，还是径直地向“奥林匹克”号撞了个大洞.⑴对该事故发生原因的解释有：A．水是流体，物体在流体中运动时，要受到流体的阻力.流体阻力的大小与物体的速度、横截面积有关，还与物体形状有关.由于大船和小船的形状、航行速度不同，因此在水中航行时所受阻力大小也就不同，两船平行疾驶时，小船受到的阻力小，小船航行的速度会越来越快，以致来不及操纵，因而撞上大船，造成事故.B．两船平行疾驶，它们之间的水流狭窄，流速较大，因此压强较小，而在两船外侧的水面宽阔，水流较缓，因此压强较大.在水流压力差的作用下，两船会靠得越来越近，以致碰到一起，引发撞船事故.C．船在高速航行时，浸在水中的部分会获得水对船的升力，减小了船体与水的接触面，从而减小了水对船体的阻力，使航速加快.两船平行疾驶时，彼此的航速都在加快，在来不及操纵的情况下，就容易引发撞船事故.你认为较为科学的解释是&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& [&&&& ]⑵想一想：如果人遇到高速行驶的火车和汽车，应该怎样做比较安全.（题型四）&
9．3参考答案基础知识训练&&& 1．吸出瓶中一些空气后，瓶中气体压强变小，外界大气压将瓶压瘪&&&& 2．增大瓶中药液上方的压强&& &3．水又重新沸腾&& 水的沸点随着气压的减小而降低4．低于& 高于&&&5．流体& 小6．D&& 析：因为大气内部向各个方向都存在压强7．B&& 析：高压锅的锅盖密闭，锅内气压增大，锅内水的沸点高于100℃，因而水温将高于通常烧煮时的温度．牛肉的煮烂的程度直接与温度高低有关，温度越高，越容易烂8．C&& 析：量筒内的水面上方没有空气，作用在量筒外水面上的大气压把量筒内的水托住了．9．C10．大气压是由于大气层受到重力作用而产生的，离地面越高的地方，上面的大气层越薄，那里的大气压越来越小，密封的氢气球内部的压强是比较大的，随着氢气球上升，内、外的压强差越来越大，最后氢气球在内部压强的作用下就可能胀裂．
综合提高训练&&&&&&&&&&&&&&&&& 1．真空&& & 2．75.6cm高水银柱&& 3．高&& 大&& 快4．1×106&&&&& 析：由于龙卷风使屋外的气压急剧下降，这时屋内外存在压强差为：&&& Δp＝p内一p外＝1 ×105Pa一0. 9×105Pa=0. 1×105Pa．&&& 屋顶受到的内外压力差为：&&& F=ΔpS＝0. 1×105Pa×100 m2=1×106N．5．向中间合拢6．D&&& 析：瓶中的空气受热膨胀，有一部分空气跑到瓶外，使瓶内空气稀薄，气压减小，外界大气压大于瓶内气压，鸡蛋在大气压的作用下被压进了瓶内．7．B&&&&&&&&&&&&&&& 8．D&& 析：若不留小孔，当茶壶中的水倒出一些以后，壶内水面上方空气的密度变小，气压减小，小于外界的大气压，水将被外界大气压压住而倒不出来。9．C10．B&& 析：粗试管内的水慢慢流出而使试管内上端出现真空，小试管在外界大气压的作用下被压进了大试管中，所以小试管会上升11．（1）气压大，沸点高&&& （2） C12． 13．（1）B&&&&&& （2）远离或迅速趴下 文章来源莲 山课件 w ww.5 Y K J.cOm
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怎么确定物体内部气体压强方向和外部大气压强方向
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因为气体分子不断在做不规则的运动，所以在气体内部，气体压强是向着各个方向的。空气受到重力作用，而且空气具有流动性，因此空气内部向各个方向都有压强，这个压强就叫大气压强。气压的影响因素：①温度：温度越高，空气分子运动的越强烈，压强越大。②密度：密度越大，表示单位体积内空气质量越大，压强越大。③海拔高度：海拔高度越高，空气越稀薄，大气压强就越小。理想气体方程（克拉伯龙方程）：pv=nRTp表示压强、V表示气体体积、n表示物质的量、T表示绝对温度、R表示气体常数。所有气体R值均相同。如果压强、温度和体积都采用国际单位（SI），R=8.314帕·米³/摩尔·K。如果压强为大气压，体积为升，则R=0.0814大气压·升/摩尔·K。R 为常数
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气体压强是各向同性的。所以没有所谓的独立的压强方向一说。物体内部或物体外部气体亚青的方向，和容器或物体的壁垂直。
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2015高中物理复习试题：选3-3章专项训练气体压强的计算及微观解释
专项训练一、计算的知识储备气体压强的计算及微观解释(1)液面下 h 深处由液体重量产生的压强 p＝ρgh.(注意：h 是液柱的竖直高度，不一定等 于液柱的长度) (2)若液面与外界大气相接触，则液面下 h 处的压强为 p＝p0＋ρgh，p0 为外界大气压强． (3)帕斯卡定律(液体传递压强的规律)：加在密闭静止液体上的压强，能够大小不变地由 液体向各个方向传递． (4)连通器原理：在连通器中，同一种液体(中间液体不间断)的同一水平面上的压强是相 等的． 【说明】 计算的主要依据是静力学知识． 【例 1】 如图所示，竖直放置的弯曲管 A 端开口，B 端封闭，密度为 ρ 的液体将两段 空气封闭在管内，管内液面高度差分别为 h1、h2 和 h3，则 B 端气体的压强为(已知大气压强 为 p0)( )A．p0－ρg(h1＋h2－h3) C．p0－ρg(h1＋h3－h2)B．p0－ρg(h1＋h3) D．p0－ρg(h1＋h2)【解析】 由图中液面的高度关系可知，p0＝p2＋ρgh3 和 p2＝p1＋ρgh1，由此解得 p1＝ p0－ρg(h1＋h3) 【答案】 B 【易错点】 很多学生会错误认为 p0＜p2 和 p2＜p1，此外图中 h2 是一个干扰条件，而 实际上中间气体的压强与中间两液面的高度差无关． 二、压强计算的基本方法 基本方法，实质为受力分析，即受力分析的三种表现． 1．液面法 选取一个假想的液体薄面(其自重不计)为研究对象；分析液面两侧受力情况，建立力的 平衡方程；消去横截面积，得到液面两侧的压强平衡方程；求得气体压强． 【例 2】 如图所示，在竖直平面内倾斜放置的 U 形管，管的一端封闭，内有一段空气 柱，U 形管的倾角为 θ，U 形管内水银柱长度 L1、L2，如图所示，已知水银密度为 ρ，大气 压强为 p0，则封闭段空气柱的压强为________．【解析】 本题若选取如图所示的 AB 作为等压强的液面，从理论上来说是可以的，但 是 B 至右管液面的高度差不知，无法求出．若选取 C 作为液面，则左右两侧的压强应该相等，即有 p＋ρgasinθ＋ρgL2cosθ＝p0＋ ρgL1sinθ＋ρgasinθ，解得 p＝p0＋ρg(L1sinθ－L2cosθ)． 【答案】 p0＋ρg(L1sinθ－L2cosθ) 2．平衡法 欲求用固体(如活塞等)封闭在静止容器中的气体压强，应对固体(如活塞等)进行受力分 析，然后根据力的平衡条件求解． 【例 3】 如图所示，一个横截面积为 S 的圆筒形容器竖直放置，金属圆板的上表面是 水平的，下表面是倾斜的，下表面与水平面的夹角为 θ，圆板的质量为 m，不计圆板与容器 内壁的摩擦，若大气压强为 p0，则被圆板封闭在容器中的气体的压强等于( )mgcosθ A．p0＋ S p0 mg B. ＋ cosθ Scosθ mgcos2θ C．p0＋ S mg D．p0＋ S 【解析】 为求气体的压强，应以封闭气体的圆板为研究对象，圆板受力如图所示，封 闭气体对圆板的压力垂直圆板的下表面．由竖直方向合力为零，得pS ? cosθ＝mg＋p0S cosθmg 得 p＝p0＋ S 【答案】 D 3．动力学法 当封闭气体所在的系统处于力学非平衡状态时， 欲求封闭气体的压强， 首先要恰当地选 择对象(如与气体相关联的液柱、固体等)，并对其进行正确的受力分析(特别注意分析内、外 气体的压力)，然后应用牛顿第二定律列方程求解． 【例 4】 试管内封有一定质量的气体，静止时气柱长为 L0，大气压强为 p0，其他尺寸 如图所示．当试管绕竖直轴以角速度 ω 在水平面内匀速转动时气柱长变为 L，设温度不变， 管横截面积为 S，水银密度为 ρ， 则转动时管内被封气体的压强为( )L1 A．p0＋ρL1ω2(L2＋L0－L＋ ) 2 L1 B．p0＋ρL1ω2(L2＋ ) 2 C．p0＋ρgL1 L0 D. p0 L 【解析】 以水银柱为研究对象，水平方向受力为向右的 p0S，向左的 pS，由牛顿第二 L1 L1 定律，知 pS－p0S＝ma＝mω2(L1＋L2＋L0－L－ )，p＝p0＋ρL1ω2(L2＋L0－L＋ )；若以被封 2 2 L0 闭气体为研究对象，由等温变化可知，p0L0S＝pLS，解得 p＝ p0. L 【答案】 AD 三、压强的微观解释 1．决定压强的两个微观因素 2 p＝ n Ek 为理想气体对器壁的压强公式，其揭示出压强这一宏观量的微观本质．压强 3 公式表明，气体的压强决定于分子的数密度 n 和分子的平均平动动能 Ek ，并与二者的乘积成正比． 【例 5】 喷雾器内有 10 L 水，上部封闭有 1 atm 的空气 2 L．如图所示，关闭喷雾阀 门，用打气筒向喷雾器内再充入 1 atm 的空气 3 L(设外界环境温度一定，空气可看作理想气 体)．(1)当水面上方气体温度与外界温度相等时，求气体压强，并从微观上解释气体压强变 化的原因． (2)打开喷雾阀门，喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀，此过程气体是吸热还是放 热？简要说明理由． 【解析】 (1)设气体初态压强为 p1＝1 atm， 体积为 V1＝2 L＋3 L＝5 L； 末态压强为 p2， 体积为 V2＝2 L，由玻意耳定律 p1V1＝p2V2 ，代入数据得 p2＝2.5 atm 微观解释：温度不变，分子平均动能不变，单位体积内分子数增加，所以压强增加． (2)吸热．气体对外做功而内能不变，根据热力学第一定律，可知气体吸热． 【名师点拨】 本题对压强的微观解释是从分子的数密度 n 和分子的平均平动动能 Ek (即温度)两个方面解释的，有些考生在回答时，找不出答题要点，是对压强的微观因素的两 个原因不知，不知道为什么要从这两个方面解释． 2．分子速率是从双重意义上来影响碰撞效果的 2 1 p＝ n Ek ， p＝ nm v2 为理想气体对器壁的压强公式， 它们揭示出压强这一宏观量的微 3 3 观本质．压强公式表明，气体的压强决定于分子的数密度 n 和分子的平均平动动能 Ek ，并 与二者的乘积成正比．这一结论，是根据分子动理论，从压强是大量分子对器壁碰撞的平均 2 效果这一基本分析得出的，当然很容易从分子与器壁碰撞的角度来理解它．p＝ n Ek 表明 3 当分子平均平动动能一定时，数密度 n 越大则压强 p 越大，这是因为 n 越大时，单位时间内 撞击到器壁上的分子数越多，故器壁受到的压强越大；当 n 一定时， Ek 越大则 p 越大，这 是因为 Ek 越大， v2 越大，从而使器壁所受压强 p 越大．可见分子速率是从双重意义上来 影响碰撞效果的：一方面分子运动越快，单位时间内分子碰撞器壁的次数越多；另一方面， 分子运动越快，每次碰撞时施于器壁的冲量也越大． 【例 6】 下列说法正确的是( )A．气体的内能是分子热运动的动能和分子间的势能之和B．气体的温度变化时，其分子平均动能和分子间势能也随之改变 C．功可以全部转化为热，但热量不能全部转化为功 D．热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温 物体 E．一定量的气体，在体积不变时，分子每秒平均碰撞次数随着温度降低而减小 F．一定量的气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降 低而增加 【答案】 ADEF 四、压强的产生与理解 1．源于压强的基本概念 F 压强的基本概念为 p＝ ，大气压从压强定义出发可理解为大气自身重力产生的． S 【例 7】 已知地球半径约为 6.4×106m，空气的摩尔质量约为 29×10 3kg/mol，一个－标准大气压约为 1.0×105Pa，利用以上数据可估算出地球表面大气在标准状况下的体积为 ( ) A．4×1016 m3 C．4×1020 m3 B．4×1018 m3 D．4×1022 m3F mg mg 【解析】 大气压是由大气重量产生的．大气压强 p＝ ＝ ＝ ，带入数据可得地 S S 4πR2 球表面大气质量 m＝5.2×1018kg.标准状态下 1 mol 气体的体积为 V0＝22.4×10 3m3， 故地球－5.2×1018 m －3 3 表面大气体积为 V＝ V0＝ m ＝4×1018 m3，B 项对． － ×22.4×10 m0 29×10 3 【答案】 B 【名师点拨】 本题源于 1984 年全国普通高等学校招生统一考试物理试题原题如下： 估算地球大气层空气的总重量．(最后结果取 1 位有效数字)，(答案：5×1019N)．可谓老题 新编． 2．从分子动理论的角度理解大气压强 前面说大气压是大气自身重力产生的，这与在地球表面任取一部分气体的压强约为 1.013×105Pa 是不矛盾的， 这时的压强是大气压的一部分， 已经具有由重力产生压强的属性， 不可再由取出部分的气体重力产生的． 这个压强可从分子动理论的角度理解， 即气体分子的 碰撞产生的． 【例 8】 一位质量为 60 kg 的同学为了表演“轻功”，他用打气筒给 4 只相同的气球 充以相等质量的空气(可视为理想气体)，然后将这 4 只气球以相同的方式放在水平放置的木 板上，在气球的上方放置一轻质塑料板，如图所示．(1)关于气球内气体的压强，下列说法正确的是( A．大于大气压强 B．是由于气体重力而产生的 C．是由于气体分子之间的斥力而产生的 D．是由于大量气体分子的碰撞而产生的)(2)在这位同学慢慢站上轻质塑料板中间位置的过程中，球内气体温度可视为不变．下 列说法正确的是( ) B．球内气体体积变小 D．球内气体内能不变A．球内气体体积变大 C．球内气体内能变大(3)为了估算气球内气体的压强，这位同学在气球的外表面涂上颜料，在轻质塑料板面 和气球一侧表面贴上间距为 2.0 cm 的方格纸．表演结束后，留下气球与方格纸接触部分的 “印迹”如图所示．若表演时大气压强为 1.013×105Pa，取 g＝10 m/s2，则气球内气体的压 强为________ Pa.(取 4 位有效数字)气球在没有贴方格纸的下层木板上也会留下“印迹”， 这一“印迹”面积与方格纸上留 下的“印迹”面积存在什么关系？ 【解析】 (1)由于气球对球内气体的作用，球内气体压强大于大气压强，A 选项正确， B 选项错误；根据气体的压强的微观理论，可知 C 选项错误，D 选项正确． (2)由于可视为理想气体，则 pV ＝C，T 不变，p 增大，V 减小，A 选项错误，B 选项正 T确；理想气体的内能只与温度有关，C 选项错误，D 选项正确． (3)人作用在气球上的力 F＝mg＝600 N，“印迹”的面积为 4S，S 为每个“印迹”的面 积(大于半格的算一格，小于半格的去掉)，得 S＝354×10 4m2，人作用在气球上的压强．可－以以其中一个球的接触薄层为研究对象，薄层受到向上的压力 pS，向下的压力 p0S，每个球 1 mg 4 1 1 承受人体重力的 ，即 mg，由平衡关系，可知 p＝p0＋ 4 4 S1 ×600 4 ＝1.013×105 Pa＋ Pa＝1.053×105 Pa － 354×10 4 气球内部气体压强处处相等，气球上下两部分形变一样，面积相同． 【答案】 (1)AD (2)BD (3)1.053×105Pa 面积相同 五、浮力的实质 浮力产生的原因是压力差，推导如下：如图所示，物块浮在液体中，物块受到向下的 p0S，向上的 pS，两侧均有对称的作用力，即两侧的合力为零．故压力差 ΔF＝pS－p0S＝(p0 ＋ρgh)S－p0S＝ρghS＝ρgV 排＝F 浮，即浮力的实质为上下的压力差．【例 9】 在天花板上用轻弹簧悬挂一支平底试管，将试管口向下竖直插入水银槽中， 当处于如图所示的静止状态时，不计管壁厚度，关于弹簧秤对试管作用力的大小，下列正确 的说法是( )A．大小等于试管重力 B．大小等于试管重力减去水银对试管的浮力 C．大小等于试管重力减去管内 h 高度部分相当的水银的重力 D．大小等于试管重力减去内部气体与外界大气对试管压力之差 【解析】 以试管为研究对象，对试管进行受力分析如图所示，试管受到向下的重力 mg、大气的向下的压力 p0S、试管内被封闭的气体的向上的压力 pS、弹簧向上的拉力 F，pS＋F＝mg＋p0S，所以 F＝mg＋p0S－pS＝mg－(pS－p0S)＝mg－F浮＝mg－ρgV 排，故选 B、C、D 三项． 【答案】 BCD 六、自由落体下的压强变化分析气体压强是大量气体分子频繁碰撞容器壁的结果， 在完全失重的情况下， 气体对器壁仍 产生同样的碰撞结果，温度变化，压强变化．如 2013 全国新课标Ⅱ33C 选项“在完全失重 的情况下，气体对容器壁的压强为零”，此选项错误． 【例 10】 如图所示， 一定质量的空气被水银封闭在静置于竖直平面的 U 型玻璃管内， 右管上端开口且足够长，右管内水银面比左管内水银面高 h，能使 h 变大的原因是( )A．环境温度升高 B．大气压强升高 C．沿管壁向右管内加水银 D．U 型玻璃管自由下落 【解析】 以左端被封闭气体为研究对象，假设被封闭气体压强不变，温度升高，必然 导致被封闭体积的增加，则两侧水银柱长度 h 增加，A 选项正确；大气压升高，暗含温度不 变，即导致体积减小，h 减小，B 选项错误；沿管壁向右管内加水银，使被封闭气体的压强 增加，而被封闭气体的压强 p＝p0＋ρgh，故两侧水银柱长度 h 增加，C 选项正确；U 型玻璃 管自由下落，水银处于完全失重状态，故被封闭气体的压强等于外界大气压 p＝p0，压强减 小了，被封闭气体的体积增大，两侧水银柱长度 h 增加，D 选项正确． 【答案】 ACD 七、活塞与弹簧结合问题 【例 11】 如图所示，竖直放置在水平面上的汽缸，其中缸体质量 M＝10 kg，活塞质 量 m＝5 kg，横截面积 S＝2×10－3m2，活塞上部的汽缸里封闭一部分理想气体，下部有气孔 a 与外界相通，大气压强 p0＝1.0×105Pa，活塞的下端与劲度系数为 k＝2×103 N/m 的弹 簧相连． 当汽缸内气体温度为 127 ℃时， 弹簧的弹力恰好为零， 此时缸内气柱长为 L＝20 cm. 求：当缸内气体温度升高到多少度时，汽缸对地面的压力为零？(g 取 10 m/s2，活塞不漏气 且与汽缸壁无摩擦)【解析】 缸内气体初态：V1＝LS＝20S mg p1＝p0－ ＝0.75×105 Pa S T1＝(273＋127) K＝400 K 10×10 Mg 末态：p2＝p0＋ ＝1.0×105 Pa＋ Pa＝1.5×105Pa － S 2×10 3 系统受力平衡：kx＝(m＋M)g ?m＋M?g ?5＋10?×10 则 x＝ ＝ m＝0.075 m＝7.5 cm k 2×103 缸内气体体积 V2＝(L＋x)S＝27.5S p1V1 p2V2 对缸内气体建立状态方程 ＝ T1 T2 即 0.75×105×20 S 1.5×105×27.5 S ＝ 400 T2解上式，可得 T2＝1 100 K，即 t＝T2－273 ℃＝827 ℃ 【答案】 827 ℃
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