如图所示为验证查理定律的实验装置。A为烧瓶，内贮空气。B为U形管，下部与较长的软橡胶管相连。由于组装不慎，U形管左侧10cm水银柱的下方混入一段长为4cm的空气

题型：上海模拟题难度：来源：

如图所示为验证查理定律的实验装置。A为烧瓶，内贮空气。B为U形管，下部与较长的软橡胶管相连。由于组装不慎，U形管左侧10cm水银柱的下方混入一段长为4cm的空气柱，左侧水银柱上表面与标志线E对齐。开始时烧瓶所在水槽内水温为7℃，U形管两边水银面相平。当水温升至63℃时，调整右边开口水银管的高度，使左侧水银柱上表面仍与标志线E对齐。已知大气压p₀=76cmHg。此时
（1）烧瓶A中的气体压强为多少？
（2）左侧管内空气柱变为多长？
（3）右侧管内水银面高度将升高多少？

答案

解：（1）设烧瓶内空气为A，U形管中混入的空气柱为B，它们初始状态的压强分别为p_A和 p_B由图得p_B=p₀+ρgh=（76+14）cmHg=90cmHg
p_A=p_B-ρgh=（90-10）cmHg=80cmHg
（2）烧瓶内空气为等容变化，设其末状态压强为p_A′

空气柱末状态压强为p_B′
p_B′= p_A′+ρgh=（96+10）cmHg=106cmHg
空气柱为等温变化，后来长度为L_A′
由p_A L_A=p_A′L_A′，得

（3）在末状态时，设右管中水银面比原来升高x
则p_B′=p₀+ρgx+ρgh+ρgL_A′
即106=76+x+10+3.5
所以x=16.6cm

举一反三

（选修3-3选做题）
如图所示，上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放置，截面积为40cm²的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体A封闭在汽缸内．在汽缸内距缸底60cm处设有a、b两限制装置，使活塞只能向上滑动．开始时活塞搁在a、b上，缸内气体的压强为p₀(p₀＝1.0×10⁵Pa为大气压强)，温度为300K。现缓慢加热汽缸内气体，当温度为330K时，活塞恰好离开a、b；当温度为360K时，活塞上升了4cm。g取10m/s²。求：
(1)活塞的质量；
(2)物体A的体积．

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（选修3-3选做题）
某同学在研究气体的等容变化规律时，在实验室里将一玻璃瓶开口向上竖直放入烧杯中的水里，缓慢加热到77 ℃后，用一个软木塞封住瓶口，当烧杯中水温缓慢降至42 ℃时，若想向上拔出软木塞，至少需要施加多大外力？已知大气压强p₀=1.0×10⁵ Pa ，瓶口面积S=1.0×10^-3 m²，软木塞的重量G=0.50 N。（软木塞与瓶口之间的摩擦不计）

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密封的宇宙飞船在起飞时舱内温度为7°，水银气压计读数为H，在飞船匀加速上升过程中，舱内温度调至27°，水银气压计读数下降到

，试求飞船的加速度。（设重力加速度g恒定）

题型：辽宁省期中题难度：| 查看答案

一足够高的直立气缸上端开口，用一个厚度不计的光滑活塞封闭了一段高为80 cm的气柱，气缸侧壁通过一个小开口与U形管相连，开口离气缸底部的高度为70 cm，开口管内及U形管内的气体体积忽略不计。已知图示状态时气体的温度为7℃，U形管内水银面的高度差h₁=5cm，大气压强为p₀=1.0×10⁵ Pa不变，水银的密度ρ=13.6×10³ kg/m³，取g＝10m/s²。求：
（1）现在活塞上添加沙粒，同时对气缸内的气体加热，始终保持活塞的高度不变，当气体的温度缓慢升高到37℃时，U形管内水银的高度差为多少？
（2）停止添加沙粒，让气缸内的气体逐渐冷却，那么当气体的温度至少降为多少℃时，U形管内两侧的水银面变为一样高？

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如图为竖直放置的上细下粗的密闭细管，水银柱将气体分隔成A、B两部分，初始温度相同。使A、B升高相同温度达到稳定后，体积变化量为△V_A、△V_B，压强变化量为△p_A、△p_B，对液面压力的变化量为△F_A、△F_B，则

[ ]
A．水银柱向上移动了一段距离
B．△V_A＜△V_B
C．△p_A＞△p_B
D．△F_A＝△F_B

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