专题强化二十五 应用气体实验定律解决两类模型问题-2026版大一轮高考物理复习.pdf
专题强化二十五应用气体实验定律解决两类模型问题
学习目标1.复习巩固气体三个实验定律和理想气体状态方程。2.会分析“玻璃
管液封”模型和“汽缸活塞”模型。
考点一“玻璃管液封”模型
角度单独气体
例1(2024·吉林长春模拟)如图1所示,两侧粗细均匀,横截面积相等的U形管,
左管上端封闭,右管上端开口。左管中密封气体的长度为L=10cm,右管中水
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银柱上表面比左管中水银柱上表面低H=4cm。大气压强p=76cmHg,环境温
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度为T=27℃,重力加速度为g。
图1
(1)先将左管中密封气体缓慢加热,使左右管水银柱上表面相平,此时左管密封气
体的温度为多少;
(2)使左管中气体保持(1)问的温度不变,现从右侧端口缓慢注入水银(与原水银柱
之间无气隙),求注入多少长度的水银(右端足够长,无水银从管口溢出)能使最终
稳定后左管密封的气体恢复原来的长度。
答案(1)380K(2)19.2cm
解析(1)由题意得,加热前左管中气体压强
p=76cmHg-4cmHg=72cmHg
左1
加热后左管中气体压强p=p=76cmHg
左20
H1
加热后左管中气体长度为L=L+=12cm
21
2
pLSpLS
由理想气体状态方程得左11=左22
T1T2
其中L=10cm,T=(273+27)K=300K
11
解得T=380K。
2
(2)设注入水银的长度为x,左侧内部温度不变,由玻意耳定律有
pLS=pLS
左22左31
此时左侧管中气体压强p=p+ρg(x-H)
左301
解得x=19.2cm。
1.如图2所示,一根上细下粗、上下分别均匀且上端开口、足够长的薄壁玻璃管,
管内用水银柱封住了一段理想气体柱。上下管中水银柱长度h=h=2cm,上方
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玻璃管横截面积为S,下方玻璃管横截面积为S,且S=2S,气体柱长度l=6cm,
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大气压强为76cmHg,气体初始温度为300K,重力加速度为g。缓慢升高理想气
体温度,求:
图2
(1)当水银刚被全部挤出粗管时,理想气体的温度;
(2)当理想气体温度为451K时,水银柱下端距粗管上端的距离。
答案(1)410K(2)1.6cm
解析(1)设水银刚被全部挤出粗管时水银柱的长度为x,根据体积关系可得
hS+hS=xS
11221
根据平衡条件可知,开始时理想气体的压强为
p=p+ρg(h+h)
1012
水银刚被全部挤出粗管时理想气体的压强为
p=p+ρgx
20
由理想气体状态方程有
plhS
plS(+)
12222
=
T1T2
解得T=410K。
2
(2)设理想气体温度为451K时的体积为V,根据盖-吕萨克定律有
3
lhS
(+)V
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