人教版高中物理选修3-3测试题第11讲：液柱移动方向的判断技巧

人教版高中物理选修3-3测试题第11讲：液柱移动方向的判断技巧

第11讲 液柱移动方向的判断技巧

【技巧点拨】

用液柱隔开的两部分气体，当气体温度变化时，往往气体的状态参量p、V、T都要发生变化，直接判断液柱的移动方向比较困难，通常先进行气体状态的假设，然后应用查理定律求解．其一般思路为：

1．先假设液柱不发生移动，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分比式Δp＝

?Tp，求出每部分气体压强的变化量Δp，T或利用p-T图象的等容线求出与温度变化量ΔT对应的压强变化量Δp，并加以比较． 说明：液柱两边横截面积相等时只需比较压强的变化量，液柱两边横截面积不相等，则应注意比较变化后液柱两边受力的大小。 【对点题组】

1.在一粗细均匀且两端封闭的U型玻离管内，装有一段水银柱，将A和B两端的气体隔开，如下图所示．在室温下，A、B两端的气体体积都是V，管内水银面的高度差为Δh，现将它竖直地全部浸没在沸水中，高度差Δh怎么变化？

2．如下图所示，两端封闭、粗细均匀、竖直放置的玻璃管内，有一长为h的水银柱，将管内气体分为两部分．已知l2＝2l1.若使两部分气体同时升高相同的温度，管内水银柱将如何移动？(原来温度相同)

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3.两端封闭的玻璃管在常温下如图竖直放置，管内有一段汞柱将空气分隔成上下两部分，下

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列判断中正确的是（ ）

A．当它转过90°成水平状态时，原下部空气柱体积会增大 B．当它竖直向上加速运动时，下部空气柱体积增大 C．当它自由下落时，上部空气柱体积减小

D．当它完全浸没在冰水中后，上部空气柱体积增大

4.如下图所示为竖直放置的上细下粗密闭细管，水银柱将气体分隔为A、B两部分，初始温度相同．使A、B升高相同温度达到稳定后，体积变化量为ΔVA，ΔVB，压强变化量ΔpA、ΔpB，对液面压力的变化量为ΔFA、ΔFB，则( )

A．水银柱向上移动了一段距离 B．ΔVA<ΔVB

来源:]C．ΔpA>ΔpB D．ΔFA＝ΔFB 【高考题组】

5.（2010?上海卷）如图，玻璃管内封闭了一段气体，气柱长度为l，管内外水银面高度差为h，若温度保持不变，把玻璃管稍向上提起一段距离，则( )

A．h，l均变大 B．h，l均变小 C．h变大，l变小 D．h变小，l变大

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6.（2012·重庆卷）如图为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定量的空气.若玻璃管内水柱上升，则外界大气的变化可能是 ( )

A.温度降低，压强增大 B.温度升高，压强不变 C.温度升高，压强减小 D.温度不变，压强减小

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解析答案

【对点题组】 1.【答案】Δh增大

【解析】假设上下两部分气体的体积不变，根据查理定律Δp＝的压强变化Δp∝p，而pB>pA，故ΔpB>ΔpA，故Δh将增大． 2．【答案】向上移动 【解析】(1)假设法

假设升温后水银柱不动，两部分气体都做等容变化，分别对两部分气体应用查理定律：

pΔT，判断出两部分气体Tp2p2?T2??上段：，所以p2′＝p2. T2T2?T2Δp2＝p2′－p2＝(T2??T?1)p2＝2p2.

T2T2?T1p1. T1同理，下段：Δp1＝

又因为ΔT2＝ΔT1，T1＝T2，p1＝p2＋h cmHg＞p2， 所以Δp1＞Δp2，即水银柱向上移动． (2)图象法

在同一p－T图上画出两段气柱的等容线，如图．

因在温度相同时，p1＞p2，得气柱l1等容线的斜率较大．当两气柱升高相同的温度ΔT时，其压强的增量Δp1＞Δp2，所以水银柱向上移动． 3.【答案】ACD

【解析】开始时上面空气压强为pcmHg，下面空气压强为：p+h，其中h为水银柱高度；转过90度的过程，下面的空气压强减小，由于气体做等温变化，pV=C，水银下面空气的体积变大，故A正确；当它竖直向上加速运动时，水银柱受到的合力竖直向上，所以下面的空气压强变大，有等温变化可知下面气体体积减小；故B错误；当玻璃管自由落体时，水银柱不产生压强，水银下面空气压强变小，由于气体做等温变化，pV=C，水银下面空气的体积变大，故上面空气体积减小，故C正确．当把玻璃管浸入冰水中，气体的温度降低，假

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设气体做等容变化，对上面的气体由：

p?p，所以初态压强p越大的气体压强减少的?T?T越多，所以下部气体压强减小的多，故水银柱下降，上面空气体积增大，故：D正确． 4.【答案】AC

pApA?pA??pApA【解析】假定水银柱不动，升高相同的温度，对气体A：，得，??T1T2T2?T1T1pB??pBpB同理知，又因为pA>pB，故pA′－pA>pB′－pB，所以水银柱向上移动，水银柱?T2?T1T1上下液面压强差更大，所以ΔpA>ΔpB，因此A、C两项正确；因为水银不可压缩，故ΔVA＝ΔVB，B项错误；因为ΔFA＝ΔpA·SA，ΔFB＝ΔpB·SB，故D项错．故正确答案为A、C. 【高考题组】 5.【答案】A

【解析】假设水银在管中的高度不变，对封闭气体由玻意耳定律，知plS=C，l变大，p变小，根据p?p0??gh，h变大。 6.【答案】A

【解析】根据压强关系，外部气压等于内部气压加上水柱压强.即p0=p+ρgh，当外界大气压强p0增大时，由于玻璃泡内空气体积、温度、压强都不变，所以水柱上升；当外界温度降低时，由于玻璃泡中的空气体积V不变，内部气体压强p减小，所以导致水柱上升.因此，选项A正确.

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