[题目]一足够高的直立气缸上端开口.用一个厚度不计的活塞封闭了一段高为80cm的气柱.活塞的横截面积为0.01m2.活塞与气缸间的摩擦不计.气缸侧壁通过一个开口与U形管相连.开口离气缸底部的高度为70cm.开口管内及U形管内的气体体积忽略不计.已知图所示状态时气体的温度为7℃.U形管内水银面的高度差h1＝5cm.大气压强p0＝1.0×105 Pa� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】一足够高的直立气缸上端开口，用一个厚度不计的活塞封闭了一段高为80cm的气柱，活塞的横截面积为0.01m2，活塞与气缸间的摩擦不计，气缸侧壁通过一个开口与U形管相连。开口离气缸底部的高度为70cm，开口管内及U形管内的气体体积忽略不计。已知图所示状态时气体的温度为7℃，U形管内水银面的高度差h1＝5cm，大气压强p0＝1.0×105 Pa保持不变，水银的密度ρ＝13.6×103 kg/m3，取g＝10 m/s2。求

①活塞的质量；

②现在活塞上添加铁砂，同时对气缸内的气体加热，始终保持活塞的高度不变，此过程缓慢进行，当气体的温度升高到47℃时，U形管内水银面的高度差为多少？

【答案】①②

【解析】试题分析：封闭气体的压强可以以活塞为研究对象求出，也可以根据水银柱求出，即封闭气体的压强，即可解得活塞的质量；活塞的高度不变，U形管内的气体体积忽略不计，则气缸内气体发生等容变化，根据查理定律求解U形管内水银的高度差。

①由题意知气体状态压强

代入数据得活塞质量

②添砂加热时，气体发生等容变化，由查理定律得

代入数据得：

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