气体的等温变化玻马定律

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第91节气体的等温变化、玻马定律1.2013年上海卷15.已知湖水深度为20m,湖底水温为4℃,水面温度为17℃,大气压强为1.0×105Pa。当一气泡从湖底缓慢升到水面时,其体积约为原来的(取g=10m/s2,ρ=1.0×103kg/m3)A.12.8倍B.8.5倍C.3.1倍D.2.1倍答案:C解析:湖底压强大约为3个大气压,由气体状态方程,当一气泡从湖底缓慢升到水面时,其体积约为原来的3.1倍,选项C正确。2.2014年物理上海卷10.如图,竖直放置、开口向下的试管内用水银封闭一段气体,若试管自由下落,管内气体()A.压强增大,体积增大B.压强增大,体积减小C.压强减小,体积增大D.压强减小,体积减小【答案】B【解析】初始时,水银处于静止状态,受到重力和封闭气体的压力之和与外界大气压力等大反向;当试管自由下落时,管中水银也处于完全失重状态,加速度为g竖直向下,所以封闭气体的压强与外界大气压等大;由此可知封闭气体的压强增大,根据玻马定律可知,气体的体积减小,B项正确。3.2012年物理上海卷31.(13分)如图,长L=100cm,粗细均匀的玻璃管一端封闭。水平放置时,长L0=50cm的空气柱被水银封住,水银柱长h=30cm。将玻璃管缓慢地转到开口向下的竖直位置,然后竖直插入水银槽,插入后有Δh=15cm的水银柱进入玻璃管。设整个过程中温度始终保持不变,大气压强p0=75cmHg。求:(1)插入水银槽后管内气体的压强p;(2)管口距水银槽液面的距离H。解析:(1)设当转到竖直位置时,水银恰好未流出,管截面积为S,此时气柱长l=70cm由玻意耳定律:p=p0L0/l=53.6cmHg,由于p+gh=83.6cmHg,大于p0,因此必有水银从管中流出,50cm30cm100cm设当管转至竖直位置时,管内此时水银柱长为x,由玻意耳定律:p0SL0=(p0-gh)S(L-x),解得:x=25cm,设插入槽内后管内柱长为L',L'=L-(x+h)=60cm,由玻意耳定律,插入后压强p=p0L0/L'=62.5cmHg,(2)设管内外水银面高度差为h',h'=75-62.5=12.5cm,管口距槽内水银面距离距离H=L-L'-h'=27.5cm,4.2015年上海卷9.如图,长为h的水银柱将上端封闭的玻璃管内气体分隔成两部分,A处管内外水银面相平。将玻璃管缓慢向上提升H高度(管下端未离开水银面),上下两部分气体的压强变化分别为△p1和△p2,体积变化分别为△V1和△V2。已知水银密度为ρ,玻璃管截面积为S,则(A)(A)△p2一定等于△p1(B)△V2一定等于△V1(C)△p2与△p1之差为ρgh(D)△V2与△V1之和为HS解析:当玻璃管缓慢向上提升H高度时,气体的体积变大,压强变小,有部分水银进入玻璃管,则管中的水银面会比管外的高。设高度差为△h,初状态上面气体的压强为p1=p0-ρgh,末状态上面气体的压强为p'1=p0-ρgh-ρg△h,所以△p1=ρg△h,同理可求出△p2=ρg△h,故A正确,C错误;由玻马定律的1111VpVp,所以体积的变化111111-VppVVV,同理可求出2222VppV,故B错误;因为有水银进入玻璃管内,所以△V2与△V1之和小于HS,故D错误。5.2016年上海卷12.如图,粗细均匀的玻璃管A和B由一橡皮管连接,一定质量的空气被水银柱封闭在A管内,初始时两管水银面等高,B管上方与大气相通。若固定A管,将B管沿竖直方向缓慢下移一小段距离H,A管内的水银面高度相应变化h,则(A)h=H(B)h2H(C)h=2H(D)2HhH【答案】B【解析】据题意,原来A、B管内的水银高度相同,有0APP;B管下移后,设A管水银下移高度为h,B管内水银末位置高度如图所示,A、B管内末位置水银高AhAB原位置A末位置B末位置BAh1h度差为1h,则B管内水银原、末位置高度差为:1hh;可以计算B管下降的高度为:12Hhh,此时由于A管内水银下降,A管内气体体积增加,压强减小,即'0APP,此时有:1'0AhPPP,计算得'0(2)APgHhP,最后有:'02APPHhg,由于'0APP,所以2Hh,故选项B正确。

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