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精英家教网如图所示,内径均匀的U型细玻璃管A端封闭,E 端开口,ABCD段充满空气,DE段充满水银.已知AB段长300mm,BC段长100mm,CD段长400mm,DE=560mm,外界大气压P0=760mmHg.现迅速截去DE部分下段长400mm的玻璃管,则U型管内空气柱的长度最终将变为多少?
分析:连续的水银柱的同一高度,压强相等;连续的水银柱内高度相差h的液面的压强差为ρgh;
求解出初末状态的气体压强后根据玻意耳定律列式求解即可.
解答:解:设余下的水银有部分进入AB管,设长为x,有p1=760-560=200cmHg,
V1=(300+100+400)S=800S,
p2=(760+x)cmHg,V2=(300-x)S
根据玻意耳定律,有:p1V1=p2V2
代入数据,有:200×800=(760+x)(300-x),
即x2+460x-68000=0
即x≈117.7mm,
因为0≤x≤160cm,所以上述的解在这个范围内
所以,l2=300-117.7=182.3mm
点评:本题关键是根据玻意耳定律列式求解;末状态气体压强的确定,存在多种可能,要分析清楚.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示为内径均匀的U形管,其内部盛有水银,封闭端内的空气柱长12cm.温度为27℃时,两侧水银面的高度差为2cm.已知大气压强为p0=75cmHg,则当环境温度变为
-5.14
-5.14
℃时,两侧水银面的高度相等.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2013?商丘三模)如图所示,内径均匀的直角细玻璃管ABC两端开口,AB段竖直,BC段水平,AB=100cm,BC=40cm,在水平段BC内有一长10cm的水银柱,其左端距B点10cm,环境温度为330K时,保持BC段水平,将玻璃管A端缓慢竖直向下插入大水银槽中,使A端在水银面下10cm.已知大气压为75cmHg且保持不变,若环境温度缓慢升高,求温度升高到多少K时,水银柱刚好全部溢出.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2013?泰安三模)如图所示,内径均匀的导热性能良好的“U”形玻璃管竖直放置,横截面积S=5cm2,右侧管上端封闭,左侧管上端开口,内有用细线栓住的活塞.两管中均封入长L=11cm的空气柱A和B,活塞上、下表面处的气体压强均为p=76cm水银柱产生的压强,这时两管内的水银面的高度差h=6cm.环境温度恒定,现将活塞用细线缓慢地向上拉,使两管内水银面相平,则:
①此过程中活塞向上移动的距离h′是多少?
②此过程中空气柱B内的气体对外界做
正功
正功
(填“正功”或“负功”),气体将
吸热
吸热
(填“吸热”或放热”).

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,内径均匀的弯曲玻璃管ABC两端开口,AB段竖直,BC段水平,AB=100cm,BC=40cm,在水平段BC内有一长10cm的水银柱,其左端距B点10cm,环境温度为330K时,保持BC段水平,将玻璃管A端缓慢竖直向下插入大水银槽中,使A端在水银面下20cm.已知大气压为75cmHg且保持不变,若环境温度缓慢升高,求温度升高到多少K时,水银柱刚好全部溢出.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2013?嘉定区一模)如图所示,内径均匀的U形管竖直放置,内部装有水银,温度为27°C时在封闭端内的空气柱长为12cm,开口端水银面比封闭端水银面高2cm,已知大气压强为p0=75cmHg,则当温度变为
-5.29
-5.29
°C时,两侧水银面高度相等,若不改变温度而在开口管内加入25cm长的水银柱,则管内空气柱长度为
9.5
9.5
cm.

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