2024教科版高中物理选择性必修第三册同步练习--专题强化练3　关联气体问题

中小学教育资源及组卷应用平台 2024教科版高中物理选择性必修第三册同步 专题强化练3　关联气体问题 题组一　水银柱关联气体问题 1.(2023四川南充月考)左端封闭、右端开口、粗细均匀的倒置U形玻璃管,用水银封住两部分气体,静止时如图所示。若让U形管保持竖直状态做自由落体运动,则 (　　) A.气体柱Ⅰ长度将减小 B.气体柱Ⅱ长度将增大 C.左管中水银柱A将上移 D.右管中水银面将下降 2.(2023河北邯郸联考)如图所示,粗细均匀、导热良好的薄壁U形管左管开口竖直向上,管中装有水银,左管内水银面比右管内水银面高Δh=5 cm,左管内水银面到管口的距离h1=30 cm,右管内封闭的空气柱长度h2=22.5 cm。现用活塞把开口端封住,并缓慢推动活塞,使左、右管内水银面齐平。已知大气压强恒为p0=75 cmHg,活塞可沿左管壁无摩擦地滑动,推动过程中气体温度始终不变,下列说法正确的是 (　　) A.左管内水银面向下移动的距离为5 cm B.活塞向下移动的距离为7.5 cm C.稳定后右管中气体的压强为90 cmHg D.稳定后固定活塞,若环境温度缓慢降低,则左管内水银面逐渐高于右管 3.(2023四川德阳月考)在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一段水银柱,水银柱的两端各封闭有一段空气。当U形管两端竖直朝上时,左、右两边空气柱的长度分别为l1=18.0 cm和l2=12.0 cm,左边气体的压强为12.0 cmHg。现将U形管缓慢平放在水平桌面上,没有气体从管的一边通过水银进入另一边。求U形管平放时两边空气柱的长度。(在整个过程中,气体温度不变) 4.(2023山东潍坊期中)如图所示,粗细均匀、一端开口的直角玻璃管竖直放置,管内用两段水银柱封闭着A、B两段气体(可看作理想气体),A气柱长度lA=30 cm,竖直管中水银柱和水平管左端水银柱长度均为l1=25 cm,B气柱长度lB=60 cm,水平管右端水银柱长度l2=15 cm。现在缓慢地将玻璃管逆时针转过90°,已知大气压p0=75 cmHg,环境温度保持不变,求稳定后A、B气柱的长度。 题组二　活塞关联气体问题 5.(2023福建厦门期末)一横截面积为S的汽缸水平放置,固定不动,汽缸壁是导热的。两个活塞A和B将汽缸分隔为1、2两气室,达到平衡时1、2两气室的体积之比为5∶4,如图所示。在室温不变的条件下,缓慢推动活塞A,使之向右移动一段距离d,不计活塞与汽缸壁之间的摩擦,则活塞B向右移动的距离为 (　　) A.d　　B.d　　C.d　　D.d 6.(2023山东德州期末)研究表明,新冠病毒耐寒不耐热,在温度超过56 ℃的环境下,30分钟就可以灭活。如图所示,含有新冠病毒的气体被轻质绝热活塞封闭在粗细均匀的绝热汽缸下部,汽缸顶端有一绝热阀门K,汽缸底部接有电热丝E,汽缸的总高度h=90 cm。a部分气体的初始温度t1=27 ℃,活塞与缸底的距离h1=60 cm,活塞和汽缸间的摩擦不计。若阀门K始终打开,电热丝通电一段时间,稳定后活塞与缸底的距离h2=66 cm。关于上述变化过程,下列说法正确的是 (　　) A.b部分逸出的气体占原b部分气体的 B.a部分气体吸收热量,压强增大 C.稳定后,a部分气体温度为50 ℃ D.稳定后,保持该温度不变再持续30分钟,a部分气体中的新冠病毒能够被灭活 7.(2023吉林长春期末)如图所示,开口向上的绝热汽缸由粗细不同的两段圆筒组成,上段汽缸足够高,下段汽缸高度为2l,上段内径为下段内径的2倍。绝热活塞P静止在上段汽缸中,导热活塞Q静止在下段汽缸正中间的位置,P、Q间距离为2l,两活塞厚度不计,P的质量为4m,Q的质量为m、横截面积为S,大气压强为p0,两个活塞与汽缸内壁间的摩擦忽略不计,且气密性好,缸内封闭有两段理想气体Ⅰ、Ⅱ,气体温度均为T0,重力加速度为g。求: (1)气体Ⅱ的压强; (2)若给气体Ⅰ、Ⅱ同时缓慢加热,使两部分气体升高相同的温度,活塞Q刚好上升l,这时两部分气体的温度升高了多少 活塞P上升的高度为多少 8.(2023四川成都期末)如图所示,内壁光滑、横截面积不同的两个连在一起的 ... ...