《推荐》专题14.5与液柱相关的计算问题-80个物理易错疑难考点最新模拟题精选训练(原卷版)Word版无答案
专题1.10 与液柱相关的气体计算问题(提高篇)(解析版)
2020年高考物理（选修3-3、3-4）第一部分热学（选修3-3）专题1.10 与液柱相关的气体计算问题（提高篇）1．（10分）（2019吉林三模）如图所示，竖直放置的U形管左端封闭，右端开口，左管横截面积为右管横截面积的2倍，在左管内用水银封闭一段长为l、温度为T1的空气柱，左右两管水银面高度差为hcm，外界大气压为h0 cm Hg。
①若向右管中缓慢注入水银，直至两管水银面相平（原右管中水银没全部进入水平部分），求在右管中注入水银柱的长度h1（以cm为单位）；②在两管水银面相平后，缓慢升高气体的温度至空气柱的长度为开始时的长度l，求此时空气柱的温度T′。
【思路分析】（1）以封闭气体为研究对象，先结合连通器的原理求出初末状态的压强，应用玻意耳定律可以求出气体的长度，再由几何关系即可求出；（2）在液面上升或下降的过程中，水银的体积保持不变；根据题意求出封闭气体的压强，然后应用理想气体的状态方程求出气体的温度。
【名师解析】①封闭气体等温变化，初状态：P1＝h0﹣h，V1＝lS，末状态：P2＝h0，V2＝l′•S由玻意耳定律：P1V1＝P2V2①在左侧的试管中，液面上升的高度：△h＝l﹣l′进入左侧试管中的水银的体积：△V＝△h•S所以注入右侧的水银的体积：＝所以在右管中注入水银柱的长度h1＝②联立①②得：②空气柱的长度为开始时的长度l时，左管水银面下降回到原来的位置，此时右侧的水银比开始时多出了，所以比左侧高空气柱的压强：＝③由④联立解得：答：①若向右管中缓慢注入水银，直至两管水银面相平（原右管中水银没全部进入水平部分），在右管中注入水银柱的长度是；②在两管水银面相平后，缓慢升高气体的温度至空气柱的长度为开始时的长度l，此时空气柱的温度是。
【点评】根据液体产生的压强的特点求出封闭气体压强，熟练应用玻意耳定律及查理定律即可正确解题；本题的难点是：气体最终状态的压强。
2.（2019河南示范性高中联考）如图所示，在柱形容器中密闭有一定质量的气体，一光滑绝热活塞(质量不可忽略但厚度可忽略)将容器分为A、B两部分离汽缸底部高为45cm处开有一小孔，与U形水银管相连，容器顶端有一阀门K。
2019年高考提分秘籍--动态液柱(或活塞)问题分析全攻略
动态液柱（或活塞）问题分析全攻略江苏省赣榆高级中学（222100） 徐修晓用液柱或活塞隔开两部分气体，当气体温度变化时，判断液柱或活塞是否移动、如何移动的问题是这一部分内容中常出现的一类问题，学生处理起来往往觉得有些棘手，其实要掌握好这一问题，关键在于要明确此类问题的特点，并选用恰当的方法。
笔者结合自身的教学实际，将液柱（或活塞）移动问题的分析方法进行总结，希望能够给中学生朋友带来帮助。
一．特点和思路此类问题的特点是：气体的状态参量p 、V 、T 都发生了变化，直接判断液柱或活塞的移动情况比较困难。
分析此类问题的基本思路：通常可先进行气体状态的假设，然后应用查理定律。
二．常用方法1.假设推理法根据题设条件，假设发生某种特殊的物理现象或物理过程，运用相应的物理规律及有关知识进行严谨的推理，得出正确的答案。
巧用假设推理法可以化繁为简，化难为易，简捷解题。
其一般的分析思路是：（1）先假设液柱（或活塞）不发生移动，两部分气体均做等容变化。
（2）对两部分气体分别应用查理定律的推论p TT p ∆=∆，求出每部分气体压强的变化量p ∆，并加以比较。
（3）如果液柱（或活塞）两端的横截面积相等，且p ∆均大于零，意味着两部分气体的压强均增大，则液柱（或活塞）向p ∆值较小的一方移动；若p ∆均小于零，意味着两部分气体的压强均减小，则液柱（或活塞）向p ∆值较大的一方移动；若p ∆相等，则液柱（或活塞）不移动。
（4）如果液柱（或活塞）两端的横截面积不相等，则应考虑液柱（或活塞）两端的受力变化（pS ∆）。
若p ∆均大于零，则液柱（或活塞）向pS ∆值较小的一方移动；若p ∆均小于零，则液柱（或活塞）向pS ∆值较大的一方移动；若pS ∆相等，则液柱（或活塞）不移动。
2.极限法所谓极限法就是将问题推向极端。
如在讨论压强大小变化时，将变化较大的压强推向无穷大，而将变化较小的压强推向零，这样使复杂的问题变得简单明了。
3.图像法使用图像法时，首先在同一T p -图像上画出两段气体的等容图线，由于两气柱在相同温度下压强不同，所以它们等容线的斜率也不同，气柱的压强较大的等容线的斜率也较大。
高考物理高三二轮复习：热学专题液柱类问题的求解技巧(共19张PPT)
(2)当 A、B 两侧的水银面达到同一高度时，设 A 侧空气柱的长度为 l2，压强为
p2.
由玻意耳定律得 pl＝p2l2
⑤
由力学平衡条件有 p2＝p0
⑥
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
联立②⑤⑥式，并代入题给数据得
l2＝10.4 cm
⑦
设注入的水银在管内的长度Δh，依题意得
Δh＝2(l1－l2)＋h1
⑧
联立④⑦⑧式，并代入题给数据得
(1)求放出部分水银后 A 侧空气柱的长度； (2)此后再向 B 侧注入水银，使 A、B 两侧的水银面达到同一高度， 求注入的水银在管内的长度．
答案：(1)12.0 cm (2)13.2 cm
优秀ppt公开课ppt免费课件下载免费 课件高 考物理 高三二 轮复习 ：热学 专题液 柱类问 题的求 解技巧 (共19 张PPT)
“液柱”类问题的求解技巧
[液课体前密练度习均] 若为已ρ，知求大被气封压闭强气为体p0的，压在强图．中各装置均处于静止状态，图中
答案：甲：p0－ρgh
乙：p0－ρgh
丙：p0－
3 2 ρgh
p0＋ρg(h2－h1－h3) pb＝p0＋ρg(h2－h1)
丁：p0＋ρgh1
戊：pa＝
平衡状态下气体压强的求法小结
(ⅰ)为使左端水银面下降3 cm，封闭气体温度应变为多少？
(ⅱ)封闭气体的温度重新回到280 K后，为使封闭气柱长度变为20 cm，需向开口端注入的水 银柱长度为多少？
解析：初态压强p1＝(76－16)cmHg，末态时左右水银面的高度差为16－2×3 cm＝10 cm，
末状态压强为p2＝(76－10)cmHg，末状态空气长度为22＋3＝25 cm，
（i）求玻璃泡C中气体的压强（以mmHg为单位）
选修液柱类计算题
高要二中2017届高三专题复习二（液柱类计算题）1、如图所示，竖直放置的粗细均匀的U形管，右端封闭有一段空气柱，两管内水银面咼度差为h= 19 cm,封闭端空气柱长度为40 cm.为了使左、右两管中的水银面相平，（设外界大气压强P o = 76 cmHg空气柱温度保持不变）试问：①需从左管的开口端再缓慢注入高度多少的水银柱？此时封闭端空气柱的长度是多少？②注入水银过程中，外界对封闭空气做 ____________ （填“正功”“负功” 或“不做功”），气体将____ （填“吸热”或“放热” ）•2、如图所示，U形管右管横截面积为左管横截面积的2倍，在左管内用水银封闭一段长为26 cm温度为280 K的空气柱，左、右两管水银面高度差为36 cm,外界大气压为76 cmHg若给左管的封闭气体加热，使管内气柱长度变为30 cm,则此时左管内的温度为多少？3、如图所示为一可以测量较高温度的装置，左、右两壁等长的U形盛有温度为0 C的水银，左管上端开口，水银恰到管口，在封闭的右管上方有空气，空气柱高h= 24 cm,现在给空气柱加热，空气膨胀，挤出部分水银，当空气又冷却到0 C 时，左边开口管内水银面下降了H= 5 cm。
试求管内空气被加热到的最高温度。
设大气压p°= 76 cmHg（设管子足够长，右管始终有水银）。
4、如图，一根粗细均匀的细玻璃管开口朝上竖直放置，玻璃管中有一段长为h= 24 cm的水银柱封闭了一段长为X。
二23 cm 的空气柱，系统初始温度为26 cmcm-a ■»■ +X气体T。
= 200 K,外界大气压恒定不变为p o= 76 cmHg。
现将玻璃管开口圭寸闭，将系统温度升至T = 400 K，结果发现管中水银柱上升了 2 cm，若空气可以看作理想气体，试求：①升温后玻璃管内封闭的上下两部分空气的压强分别为多少cmHg?②玻璃管总长为多少？5、如图所示为一简易火灾报警装置。
选修新液柱类计算题
高要二中2017届高三专题复习二（液柱类计算题）1、 如图所示，竖直放置的粗细均匀的 U 形管，右端封闭有一段空气柱，两管内水银面高度差为 h = 19 cm,封闭端空气柱长度为 L i = 40 cm.为了使左、右两管中的水银面相平， （设外界大气压强 p o = 76 cmHg ，空气柱温度保持不变）试问：① 需从左管的开口端再缓慢注入高度多少的水银柱？此时封闭端空气柱的长度是多 少？② 注入水银过程中，外界对封闭空气做________ （填“正功”“负功”或“不做功”），气体将 ____ （填“吸热”或“放热” ）• 2、 如图所示，U 形管右管横截面积为左管横截面积的 2倍，在左管内用水银封闭一段长为26 cm 、温度为280 K 的空气柱，左、右两管水银面高度差为36 cm ，外界大气压为 76 cmHg 。
若给左管的封闭气体加热,使管内气柱长度变为 30 cm ，则此时左管内气体的温度为多少? 3、如图所示为一可以测量较高温度的装置，左、右两壁等长的U 形管内盛有温度0 C 的水银，左管上端开口，水银恰到管口，在封闭的右管上方有空气，空气柱 24 cm ，现在给空气柱加热，空气膨胀，挤岀部分水银，当空气又冷却到 0 C 时,开口管内水银面下降了 H=5 cm 。
试求管内空气被加热到的最高温度。
设大气压 4、如图，一根粗细均匀的细玻璃管开口朝上竖直放置，玻璃管中有一段长为 h = 24 cm 的水银柱封闭了一段长为X 0 = 23 cm 的空气柱，系统初始温度为 T 0= 200 K ，外界大气压恒定不变为 p 0= 76 cmHg 。
现将玻璃管 开口封闭，将系统温度升至 T = 400 K ，结果发现管中水银柱上升了 2 cm ，若空气可以看作理想气体，试 求:①升温后玻璃管内封闭的上下两部分空气的压强分别为多少 cmHg?②玻璃管总长为多少?5、如图所示为一简易火灾报警装置。
其原理是：竖直放置的试管中装有水银，当温度升高 时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发岀报警的响声。
专题14.5 与液柱相关的计算问题-80个物理易错疑难考点最新模拟题精选训练(解析版) 含解析
1．（2016·邯郸质检）如图所示，在两端封闭粗细均匀的竖直长管道内,用一可自由移动的活塞A封闭体积相等的两部分气体。
开始时管道内气体温度都为T0＝500 K，下部分气体的压强p0＝1.25×105 Pa,活塞质量m＝0。
25 kg,管道的内径横截面积S＝1 cm2.现保持管道下部分气体温度不变，上部分气体温度缓慢降至T,最终管道内上部分气体体积变为原来的错误!，若不计活塞与管道壁间的摩擦,g取10 m/s2,求此时上部分气体的温度T。
答案281.25 K
2。
（10分）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，管的顶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。
开启顶部连通左右水银的阀门,右侧空气柱长为L0，右侧空气柱底部水银面比槽中水银面高出h,右侧空气柱顶部水银面比左侧空气柱顶部水银面低h。
①试根据上述条件推测左侧空气柱的长度为________,左侧空气柱底部水银面与槽中水银面的高度差为
________.
②若初始状态温度为T0,大气压强为p0，关闭阀门A，则当温度升至多少时，右侧气柱底部水银面与水银槽中的水银面相平？（不考虑水银柱下降对大水银槽中液面高度的影响，大气压强保持不变)
【名师解析】
②以右侧气柱为研究对象,初态
T1=T0,p1=p0-h,L1=L0;
末态p2=p0，L2=L0+h;
根据理想气体状态方程知:
=；
解得：T2=T0
答案：（1)B、C、E （2）①L02h。
高三物理二轮复习常考模型微专题复习-理想气体液柱类问题专题
理想气体液柱类问题专题一、单选题1.如图，两端开口的弯管，左管插入水银槽中，管内外水银面高度差为，右侧管有一段水银柱，两端液面高度差为，中间封有一段空气A. 若大气压升高，减小，增大B. 若把弯管向上移动少许，重新平衡后，管内气体体积不变C. 若把弯管向下移动少许，重新平衡后，管内气体压强不变D. 弯管无论向上还是向下移动，重新平衡后，始终等于2.一开口向下导热均匀直玻璃管，通过细绳悬挂在天花板上，玻璃管下端浸没在固定水银槽中，管内外水银面高度差为h，下列情况中能使细绳拉力增大的是()A. 大气压强增加B. 环境温度升高C. 向水银槽内注入水银D. 略微增加细绳长度，使玻璃管位置相对水银槽下移3.一端封闭的玻璃管开口向上竖直放置，管内高为h的水银柱下方封闭着一定量的理想气体，当玻璃管静止时，封闭空气长度L1，压强p1，外界大气压强p0。
当它开口向上，竖直自由落下时，封闭空气长度L2，压强p2，若气体温度不变，则()A. p2>p1，L2>L1B. p1>p2>p0，L2>L1C. p2=p0，L2>L1D. p2=p0，L2<L14.如图所示，上端封闭的玻璃管，开口向下，竖直插在水银槽内，管内长度为h的水银柱将一段空气柱封闭，现保持槽内水银面上玻璃管的长度l不变，将管向右倾斜30°，若水银槽内水银面的高度保持不变，待再次达到稳定时，则下列说法中不正确的是()A. 管内水银柱产生的压强变大B. 管内水银柱的长度变大C. 管内空气柱的密度变大D. 管内空气柱的压强变大5.如图所示，两个容器A和B容积不同，内部装有气体，其间用细管相连，管中有一小段水银柱将两部分气体隔开。
当A中气体温度为t A，B中气体温度为t B，且t A>t B，水银柱恰好在管的中央静止。
若对两部分气体加热，使它们的温度都升高相同的温度，下列说法正确的是()A. 水银柱一定保持不动B. 水银柱将向右移动C. 水银柱将向左移动D. 水银柱的移动情况无法判断6.．两端封闭、内径均匀的直玻璃管竖直放置，如图．两端空气柱体积V上<V下，温度均为20℃，现将两端空气柱的温度均降为10℃，则管中水银柱将()A. 不动B. 向上移动C. 向下移动 D. 无法确定是否移动7.如图，竖直导热圆筒是固定不动的，粗筒横截面积是细筒的3倍，细筒足够长，粗筒中A、B两轻质活塞间封有气体，气柱长L=19cm，活塞A上方的水银深H=10cm，两活塞与筒壁间的摩擦不计，用外力向上托住活塞B，使之处于平衡状态，水银面与粗筒上端相平．现使活塞B缓慢上移，直至水银的一半被推入细筒中，若大气压强p0=75cmHg，则此时气柱的长为()A. 16cmB. 17cmC. 18cmD. 19cm8.用如下图所示的装置可以测量液体的密度。
物理探究电流,电压与热量涉及液柱差的题
物理探究电流,电压与热量涉及液柱差的题
在物理实验中，我们经常会涉及到电流、电压和热量的测量和计算。
其中一个经典的实验是液柱差实验，它能帮助我们深入了解电流、电压和热量之间的关系。
液柱差实验通常包括一个电解池和一段导电管道，管道的两端分别与电解池的两个极相连。
在电解池中，通过电解过程产生的离子会在导电管道中形成一定的液柱差，这个液柱差可以通过测量电压来得到。
当通过导电管道的电流增大时，液柱差也会随之增大。
这个实验可以帮助我们探究电流和液柱差之间的关系。
根据欧姆定律，电流和电压之间存在线性关系，即I = V/R，其中I代表电流，V代表电压，R代表电阻。
在液柱差实验中，我们可以通过改变导电管道的电阻来观察电压和电流的变化。
当电阻增大时，电流减小，电压也会相应地减小。
同时，我们还可以通过这个实验来研究电流和热量之间的关系。
根据焦耳定律，电流通过导线时会产生一定的热量。
热量的产生可以通过以下公式来计算：Q = I^2 * R * t，其中Q代表热量，I代表电流，R代表电阻，t代表时间。
通过实验中测量的电流和电阻值，我们可以计算出通过导电管道产生的热量。
液柱差实验不仅可以帮助我们了解电流、电压和热量之间的关系，还可以加深我们对欧姆定律和焦耳定律的理解。
这些实验的结果和数据有助于我们进一步研究电热学和电路理论，对于工程和科学领域的应用具有重要意义。
通过不断的实践和探索，我们可以更全面地理解电流、电压和热量之间的联系，为物理学的研究和应用做出贡献。
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1．(2016·邯郸质检)如图所示，在两端封闭粗细均匀的竖直长管道内，用一可自由移动的活塞A封闭体积相等的两部分气体。
开始时管道内气体温度都为T0＝500 K，下部分气体的压强p0＝1.25×105 Pa，活塞质量m＝0.25 kg，管道的内径横截面积S＝1 cm2。
现保持管道下部分气体温度不变，上部分气体温度缓慢降至T，最
终管道内上部分气体体积变为原来的3
4
，若不计活塞与管道壁间的摩擦，g取10
m/s2，求此时上部分气体的温度T。
2.(10分)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,管的顶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。
开启顶部连通左右水银的阀门,右侧空气柱长为L0,右侧空气柱底部水银面比槽中水银面高出h,右侧空气柱顶部水银面比左侧空气柱顶部水银面低h。
①试根据上述条件推测左侧空气柱的长度为________,左侧空气柱底部水银面与槽中水银面的高度差为________。
②若初始状态温度为T0,大气压强为p0,关闭阀门A,则当温度升至多少时,右侧气柱底部水银面与水银槽中的水银面相平?(不考虑水银柱下降对大水银槽中液面高度的影响,大气压强保持不变)
3．(2016·云南大理质检)如图所示，长为31 cm、内径均匀的细玻璃管开口向上竖直放置，管内水银柱的上端正好与管口齐平，封闭气体的长为10 cm，外界大气压强不变。
若把玻璃管在竖直平面内缓慢转至开口竖直向下，这时留在管内的水银柱长为15 cm，然后再缓慢转回到开口竖直向上，求：
(1)大气压强p0的值；
(2)玻璃管重新回到开口竖直向上时空气柱的长度。
4.(10分)如图所示,一根长L=100cm、一端封闭的细玻璃管开口向上竖直放置,管内用h=25cm 长的水银柱封闭了一段长L1=30cm的空气柱。
已知大气压强为75cmHg,玻璃管周围环境温度为27℃。
求：
①若将玻璃管缓慢倒转至开口向下,玻璃管中气柱将变成多长?
②若使玻璃管开口水平放置,缓慢升高管内气体温度,温度最高升高到多少摄氏度时,管内水银不能溢出?
5．(2015·全国新课标Ⅱ)如图所示，一粗细均匀的U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上端与大气相通，下端开口处开关K关闭；A侧空气柱的长度l＝10.0 cm，B侧水银面比A侧的高h＝3.0 cm。
现将开关K打开，从U形管中放出部分水银，当两侧水银面的高度差为h1＝10.0 cm时将开关K关闭。
已知大气压强p0＝75.0 cmHg。
(1)求放出部分水银后A侧空气柱的长度；
(2)此后再向B侧注入水银，使A、B两侧的水银面达到同一高度，求注入的水银在管内的长度。
6．如图所示，在一端封闭的U形管中用水银柱封闭一段空气柱L，当空气柱的温度为27 ℃时，左管水银柱的长度h1＝10 cm，右管水银柱长度h2＝7 cm，气柱长度L＝13 cm；当空气柱的温度变为127℃时，h1变为7 cm。
求：当时的大气压强和末状态空气柱的压强(单位用cmHg)。
7.(2016·海口模拟)如图所示，一竖直放置的、长为L的细管下端封闭，上端与大气(视为理想气体)相通，初始时管内气体温度为T1。
现用一段水银柱从管口开始注入管内将气柱封闭，该过程中气体温度保持不变且没有气体漏出，平衡后管内上下两部分气柱长度比为1∶3。
若将管内下部气体温度降至T2，在保持温度不变的条件下将管倒置，平衡后水银柱下端与管下端刚好平齐(没有水银漏出)。
已知T1＝5
2
T
2
，大气压强为p0，重力加速度为g。
求水银柱的长度h和水银的密度
ρ。
8.（10分）(2016吉林长春市二模)如图所示为一竖直放置、上粗下细且上端开口的薄壁玻璃管，上部和下部的横截面积之比为2:1，上管足够长，下管长度l=34cm。
在管内用长度h=4cm 的水银封闭一定质量的理想气体，气柱长度l1=20cm。
大气压强P0=76cmHg，气体初始温度为T1=300K。
①若缓慢升高气体温度，使水银上端面到达粗管和细管交界处，求此时的温度T2；
②继续缓慢升高温度至水银恰好全部进入粗管，求此时的温度T3。
9.( 2016湖北七市(州)联考)
（１０分）如图乙所示，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柱，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３００Ｋ，平衡时水银柱的位置如图（ｈ１＝ｈ２＝５ｃｍ，L1＝５０ｃｍ），大气压为７５ｃｍＨｇ．
求：
（i）右管内气柱的长度L2．
（ii）关闭阀门Ａ，当温度升至４０５Ｋ时，左侧竖直管内气柱的长度L3．（大气压强保持不变）。