物理必修3固体和液体实验计算题练习含答案10道题学校:___________姓名：___________班级：___________考号：_
__________一、解答题1．如图所示，右端开口、左端封闭的竖直U形玻璃管（管壁厚度不计）两边粗细不同，粗玻璃管半径为细玻璃管
半径的2倍，两管中装入高度差为5cm的水银，左侧封闭气柱长为10cm，右侧水银面距管口为5cm。现将右管口封闭，并给右管内气
体加热，缓慢升高其温度，直到两管水银面等高，该过程中左管内的气体温度不变。已知外界大气压强为76cmHg、环境温度为300K。
求：（1）两管水银面等高时右侧气体的压强；（2）两管水银面等高时右管内气体的热力学温度（结果保留一位小数）。2．如图所示，导热良好
的长为的圆柱形气缸开口竖直向上放置，一定质量的理想气体被横截面积为的薄活塞封闭在气缸内，活塞刚好静止于气缸正中间位置。现将气缸缓慢
转动至开口竖直向下，活塞刚好滑到气缸开口处。不计活塞和气缸间的摩擦且不漏气，重力加速度为，外界大气压强为求：(1)活塞的质量；(2
)再将气缸缓慢转到开口斜向右上方，气缸侧面与水平面夹角为（此时活塞仍旧垂直于气缸壁），则此时气体的体积为多少。3．某容积为20L的
氧气瓶里装有30atm的氧气，现把氧气分装到容积为5L的小钢瓶中，使每个小钢瓶中氧气的压强为4atm，如每个小钢瓶中原有氧气压强为
latm。问最多能分装多少瓶？（设分装过程中无漏气，且温度不变）4．如图所示，在内壁光滑的细玻璃管中用水银密封一段空气柱（可视为理
想气体），当玻璃管竖直放置时，水银柱高，空气柱高。现将玻璃管放在倾角为的粗糙斜面上，管口向上，玻璃管与斜面间的动摩擦因数为。已知外
界温度不变，大气压强，水银的密度，重力加速度g取，假设斜面足够长，让玻璃管由静止下滑，当玻璃管与水银柱相对静止时，求玻璃管中空气柱
的长度（结果保留三位有效数字）。5．如图所示，汽缸长L=1.0m，固定在水平地面上，汽缸中有横截面积S=100cm2的光滑活塞，活
塞封闭了一定质量的理想气体，大气压强p0=1.0×105Pa，当温度t=27℃时，气柱长度l=0.8m，汽缸和活塞的厚度均可忽略不
计。求：①如果温度保持不变，将活塞缓慢拉至汽缸右端口，此时水平拉力F的大小；②如果汽缸内气体温度缓慢升高，使活塞移至汽缸右端口时的
气体温度。6．如图中A、B是体积相同的绝热气缸，A内有一导热的、可在气缸内无摩擦滑动的、体积可以不计的活塞C，D是不导热的阀门。起
初阀门关闭，A、B内分别有压强为p、温度为T的氧气和压强为2p、温度为的氮气。现打开阀门，活塞C向左移动，最后达到平衡。假定氧气和
氮气均可看成理想气体，并与外界没有热交换，连接气缸的管道体积可忽略。求平衡后氧气体积VO与氮气体积VN之比。7．如图所示，一粗细均
匀的U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上端与大气相通，下端开口处开关K关闭；A侧空气柱的长度为l＝10.0cm，B侧水银面比A侧
的水银面高h＝3.0cm。现将开关K打开，从U形管中放出部分水银，当两侧水银面的高度差为h1＝10.0cm时将开关K关闭。已知
大气压强p0＝75.0cmHg。(1)求放出部分水银后A侧空气柱的长度；(2)此后再向B侧注入水银，使A、B两侧的水银面达到同一高
度，求注入的水银在管内的长度。8．如图所示，水平放置的长为L、左端开口的气缸与大气相通，大气压强为，静止在气缸中央的光滑活塞将可视
为理想气体的空气分为体积相同的左、右两部分，活塞气闭性良好且厚度不计。现将气缸沿顺时针方向缓慢转至竖直位置，稳定后活塞距缸底。(1
)若将活塞下方气体温度缓慢降为原来的，求活塞最终离气缸底部的距离；(2)若保持缸内气体温度始终不变，从开口处缓慢抽气，求活塞离缸底
的最大高度。9．如图所示，汽缸内封闭着一定温度的气体，气体长度为12cm。活塞质量为20kg，横截面积为100cm2。开始时气缸开
口向左，已知大气压强为1×105Pa。求：把汽缸开口向下放置稳定后时，气体的长度。（活塞未离开气缸）10．如图甲所示，一导热性能良
好、内壁光滑的汽缸水平放置，横截面积为、质量为kg、厚度不计的活塞与汽缸底部之间封闭了一部分理想气体，此时活塞与汽缸底部之间的距离
为30cm，在活塞的右侧10cm处有一对与汽缸固定连接的卡环，气体的温度为300K，大气压强。现将汽缸竖直放置，如图乙所示，。求：
(1)活塞与汽缸底部之间的距离：(2)加热到720K时封闭气体的压强。参考答案1．（1）90cmHg；（2）639.5K【解析
】【分析】【详解】（1）两管水银面等高时，管内气体压强相等；因粗玻璃管半径为细玻璃管半径的2倍，所以左管截面积是右管的4倍，当右管
水银面下降4cm，左管水银面上升1cm时，两水银面等高，左管内气体做等温变化，以左管内气体为研究对象初状态，末状态由玻意耳定律
得解得（2）对右管内气体为研究对象初状态，，末状态，根据理想气体的状态方程可得解得2．(1)；(2)【解析】【分析】【详解】(1)
初状态末状态等温变化得(2)倾斜时等温变化得3．34【解析】【分析】【详解】设能够分装n个小钢瓶，则以20L氧气瓶中的
氧气和n个小钢瓶中的氧气整体为研究对象，分装过程中温度不变，故遵守玻意耳定律，气体分装前后的状态如图所示，由玻意耳定律可知：即因为
即则最多能分装34瓶。4．【解析】【分析】【详解】设玻璃管的横截面积为S，当玻璃管竖直放置时，空气柱的体积压强当玻璃管与水银柱相对
静止一起沿斜面下滑时，设玻璃管和水银柱的总质量为m，加速度大小为a，对整体根据牛顿第二定律有设此时空气柱的压强为，体积为，长度为，
同理，对水银柱有整个过程中空气柱发生等温变化，根据玻意耳定律有其中联立以上各式并代入数据解得5．①200N；②375K【解析】【分
析】【详解】①设活塞缓慢到达汽缸端口时，被封气体压强为p1，则由玻意耳定律解得p1=0.8×105Pa把活塞缓慢拉至汽缸右端口处有
解得F=200N②设汽缸内气体温度缓慢升高，使活塞移至汽缸右端口时的气体温度为T2，T1=27+273K=300K由等压变化规律得
解得T2=375K6．1：4【解析】【分析】【详解】设开始时，A、B内气体的体积为V；最后平衡后，A、B内气体的压强为p1、温度为
T1，体积分别为VO、VN对A气体有对B气体有联立解得7．(1)12cm；(2)13.2cm【解析】【分析】【详解】(1)对A侧空
气柱状态1（如图1），状态2（如图2），由玻意耳定律得解得(2)对A侧空气柱状态3（如图3），由玻意耳定律得解得注入的水银在管内
的长度8．(1)；(2)【解析】【分析】【详解】(1)当温度由T降到时，由盖·吕萨克定律得解得解得(2)气缸旋转前后，由玻意耳定律
得得当抽气至活塞上方为真空时，活塞可上升到最大高度为H，由玻意耳定律有得9．15cm【解析】【分析】【详解】由题意可知，气体初始状
态参数以活塞为研究对象，活塞受力平衡解得由玻意耳定律得联立求解10．(1)20cm；(2)【解析】【分析】【详解】（1）以汽缸内
气体为研究对象，初状态末状态由玻意耳定律得解得cm.（2）假设活塞能到达卡环处，则由理想气体状态方程得所以活塞能到达卡环处，封闭气体压强为本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。试卷第1页，总3页试卷第1页，总3页答案第1页，总2页答案第1页，总2页 |
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