决战2020高考物理板块题型专练专题15 选修热学之水银柱模型计算（原卷版）

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专题 15 选修热学之水银柱模型计算-决战 2020 高考物理选修热学板块

强化专练

1.若已知大气压强为 p0，图中各装置均处于静止状态，液体密度均为 ρ，重力加速度为 g，求各被封闭气体

的压强。

2.(2018·全国卷Ⅲ)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逸入另一边。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。

3.如图所示，一根两端开口、横截面积为 S＝2 cm2足够长的玻璃管竖直插入水银槽中并固定(插入水银槽中

的部分足够深)。管中有一个质量不计的光滑活塞，活塞下封闭着长 L＝21 cm 的气柱，气体的温度为 t1＝7

℃，外界大气压取 p0＝1.0×105 Pa(相当于 75 cm 高汞柱压强)。

(1)若在活塞上放一个质量为 m＝0.1 kg 的砝码，保持气体的温度 t1不变，则平衡后气柱为多长？ (g＝10

m/s2)

(2)若保持砝码的质量不变，对气体加热，使其温度升高到 t2＝77 ℃，此时气柱为多长？

(3)若在(2)过程中，气体吸收的热量为 10 J，则气体的内能增加多少？

4.(2019·石家庄二模)如图所示，内径相同的两 U形玻璃管竖直放置在空气中，中间用细软管相连，左侧 U

形管顶端封闭，右侧 U形管开口，用水银将部分气体 A封闭在左侧 U形管内，细软管内还有一部分气体。

已知环境温度恒为 27 ℃，大气压强为 76 cmHg，稳定时，A部分气体长度为 20 cm，管内各液面高度差分

别为 h1＝10 cm、h2＝12 cm。

(1)求A部分气体的压强；

(2)现仅给 A部分气体加热，当管内气体温度升高了 50 ℃时，A部分气体长度为 21 cm，求此时右侧 U形管

液面高度差 h2′。

5.如图所示，内径均匀的 U形细玻璃管一端开口，竖直放置，开口端与一个容积很大的贮汽缸 B连通，封

闭端由水银封闭一段空气 A，已知－23 ℃时空气柱 A长62 cm，右管水银面比左管水银面低 40 cm，当气

温上升到 27 ℃时，水银面高度差变化 4 cm。B贮汽缸左侧连接的细玻璃管的体积变化不计，A、B两部分

气体的温度始终相同。

(1)试论证当气温上升到 27 ℃时，水银面高度差是增大 4 cm 还是减小 4 cm?

(2)求－23 ℃时贮汽缸 B中气体的压强。

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