（高中物理）选修33总复习大串讲（三）.doc

选修3-3总复习大串讲〔三〕——液柱移动问题“青睐〞。可能是选择题、填空题也可能是计算题.这类问题的特点是：气体的三个状态参量都发生变化或者有两个参量变化。液柱移动的原因是由于液柱的受力发生变化引起的反映到状态参量上是由于液柱两侧气体的压强和体积发生了变化。例1〔07年卷〕如图1所示一定质量的空气被水银封闭在静置于竖直平面的U型玻璃管内右管上端开口且足够长右管内水银面比左管内水银面高h能使h变大的原因是〔〕〔A〕环境温度升高．图1〔B〕大气压强升高．〔C〕沿管壁向右管内加水银．〔D〕U型玻璃管自由下落．解析：A选项中为等压变化将环境温度升高使气体升温根据盖·吕萨克定律气体体积增大水银将从左侧压向右侧可增大h．B选项中为等温变化将大气压强增大导致左管封闭气体压强增大所以体积减小水银从右管流向左管h减小．C选项中在往右管参加水银的过程中假设左管中气体体积不变〔等容变化〕沿管壁向右管内加水银后封闭气体压强增大体积减小高度差增大．D项中当U型玻璃管自由下落时完全失重两侧气体压强一定相等所以左管中气体压强减小体积增大高度差增大．答案：ACD点评：此题考查实验定律和状态方程及水银柱封闭气体压强的计算同时考查对失重概念的理解．此题涉及的四个选项分属四种情况要采取逐个解析的方法每一个选项都要进行判断．例2〔08年卷〕如下列图两端开口的弯管左管插入水银槽中右管有一段高为h的水银柱中间封有一段空气那么()hB.假设把弯管向上移动少许那么管内气体体积增大C.假设把弯管向下移动少许那么右管内的水银柱沿管壁上升D.假设环境温度升高那么右管内的水银柱沿管壁上升解析：封闭气体的压强等于大气压与水银柱产生压强之差故左管内外水银面高度差也为hA对；弯管上下移动封闭气体温度和压强不变体积不变B错C对；环境温度升高封闭气体体积增大那么右管内的水银柱沿管壁上升D对。答案：ACD例3〔09年卷〕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两局部初始温度相同。使A、B升高相同温度到达稳定后体积变化量为VA、VB压强变化量为pA、pB对液面压力的变化量为FA、FB那么〔〕A．水银柱向上移动了一段距离B．VA＜VBC．pA＞pBD．FA＝FB解析：对于液柱移动问题求解方法不唯一.解法一：利用查理定律首先假设液柱不动那么A、B两局部气体发生等容变化由查理定律对气体A：；对气体B：又初始状态满足可见使A、B升高相同温度因此因此液柱将向上移动A正确C正确；由于气体的总体积不变因此VA=VB所以B、D错误。解法二：利用分析由于不知道水银柱的移动情况不妨假设水银柱不动这时左右两边的封闭气体均做等容变化由查理定律可得因A、B两局部气体开始温度T相同改变量ΔT也相同又初始状态满足因此因此液柱将向上移动A正确C正确；由于气体的总体积不变因此VA=VB所以B、D错误。点评：在多个物理量发生变化无法直接进行判断液柱的变化趋势时可用假设法比方例1中的两种解法都先假设水银柱不动在利用气体状态变化的规律解题.例4〔09·物理·21〕〔12分〕如图粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口管内有一段水银柱右管内气体柱长为39cm中管内水银面与管口A之间气体柱长为40cm。先将口B封闭再将左管竖直插入水银槽中设整个过程温度不变稳定后右管内水银面比中管内水银面高2cm求：〔1〕稳定后右管内的气体压强p；〔2〕左管A端插入水银槽的深度h。〔大气压强p0＝76cmHg〕解析：〔1〕插入水银槽后右管内气体：由玻意耳定律得：p0l0S＝p〔l0－h/2〕S所以p＝78cmHg；〔2〕插入水银槽后左管压强：p’＝p＋gh＝80cmHg左管内外水银面高度差h1＝EQ\F(p’－p0g)＝4cm中、左管内气体p0l＝p’l’l’＝38cm左管插入水银槽深度h＝l＋h/2－l’＋h1＝7cm。总结：在有关气体状态变化的问题中液柱移动问题占了很大的比重。这类问题涉及的根本规律是运动定律和气体状态变化定律而两定律的结合局部是压强。有一定压强的气体对相关的液柱发生力的作用能使后者依运动定律呈现应有的运动状态。假设引起液柱移动的原因是由于相关气体状态发生了变化可根据状态变化过程的不同取不同的判断对策。但不管是哪种变化首要运作的都是确定气体的压强。