一道热学题的错解分析

一道热学题的错解分析刘兰梅原题：一端封闭一端开口的粗细均匀的细长玻璃管中，用长２４厘米的水银柱封闭一定量的空气，当管子平放时，空气柱长１５厘米，当开口向上竖直放置时，空气柱长为１１．４厘米，试求当时的大气压强是多少厘米水银柱？（设温度不变）．解：设大...     

理想气体状态方程也要重过程

题1 如图,粗细均匀的U型玻璃管A端封闭,管中被水银柱封闭的空气柱长Z为40cm,当管口竖直向下,温度为27℃时,水平管及竖直管中水银柱恰好都为15cm,问当气柱温度至少升到多高时,水银可全部进入右侧竖直管中（右管足够长,大气压为75cmHg）．     

弄清现象本质 深化习题教学

在一次关于理想气体状态方程的应用的习题课上中,笔者出示了如下二道习题: 例题1粗细均匀长为2L0(cm)的玻璃管竖直放置,开口端朝上,管内被长为L0(cm)的水银柱封闭着长为L0(cm)的空气柱,管中气体的温度为T0,大气压强为L0(cmHg),欲使管中的水银溢出一半,管内气体的温度至少要升高到多少?     

热学中液柱或活塞移动问题辨析

1液柱移动方向的判断 引起液柱移动的原因,通常有如下2类. 1)温度变化 例1如图1所示,两端封闭的均匀玻璃管内,有一段水银柱将气体分为两部分.当玻璃管与水平面成α角且管各处温度相同时,两部分气柱长之比L1:L2=1:2.现使两部分气体同时升高相同的温度,管内水银柱将向什么方向移动?     

一直角弯管水银柱问题"三解"的研究

一根粗细均匀弯成直角的玻璃管,一端开口,一端封闭,两边长均为100 cm,当开口竖直向上时,弯角处水银柱在横着的封闭管内封住了一定质量的理想气体.已知两边水银柱长10cm,外界大气压强p0=75cmHg,如图1(a),当从该位置顺时针旋转90°,使封闭端竖直向下时,如图1(b),求密闭气柱的长度。     

水银溢出问题归类分析

“水银溢出”是中学物理热学部分的一类典型问题 ,其特点表现为 :分析条件隐蔽 ,临界取值复杂 ,所求结果通常需要讨论、验算 .正因如此 ,这类问题无形中成为许多学生认知中的难点。本文仅就常见题型作一归类分析 .一、水银因“倒置”而溢出例 1　长Ｌ=1 0 0ｃｍ且一端封闭的均匀玻璃管中 ,有一段长ｈ=2 0ｃｍ的水银柱封闭了一部分空气 .当管口向上竖直放置时 ,空气柱长ｌ1=49ｃｍ ;当管口向下竖直放置时 ,空气柱长为多少 ?(大气压强ｐ0 =76ｃｍＨｇ)解 :设倒置时气柱长为ｌ2 ｃｍ ,则 :(ｐ0 ｈ)ｌ1 =(ｐ0 -ｈ)ｌ2代入数据　 (76 2 0 ) ×…     

解二次方程中遇到的物理问题

解物理题离不开数学工具,二次方程就是其中应用较广的一类。这类方程求解时,从数学角度考虑应注意以下几点:①讨论问题有确定解的条件。②说明根的性质。③决定根的取舍。应该说上述问题在解物理方程时也同样会遇到,下面举例加以说明。 [例题]一端封闭的U形管粗细均匀、两边等长,管总长1米(两边各按50厘米计算,中间弯曲部分长度不计)。管内用水银封住一段气柱,当管口竖直向上时,两侧水银面恰好相平,此时封闭气柱长30厘米,现将管缓慢翻转180°,求管口竖直向下时管内气柱长度。(设大气压强76厘米汞柱,翻转过程温度不变)     

液体溢出问题的类型与解决方法

在研究气体性质的问题时 ,常会遇到诸如气体的温度升高液体从容器中溢出的问题 ,那么是否只有温度升高时液体才溢出呢 ?不是的 .其实在有些问题中恰是在温度降低过程中液体溢出 ,还有的溢出过程中温度是先升高后降低的 ,液体溢出过程中温度变化类型不外以上三种 .那么如何解决这类问题呢 ?图 1[例题 ]如图 1所示 ,内径粗细均匀的Ｕ形玻璃管竖直放置 ,水平管长 5ｃｍ ,且充满水银 ,左管上端封闭 ,内有 2 7℃的理想气体 ,右管与大气相通 ,左右两管长度均为 4 0ｃｍ ,当左管内封闭气柱温度至少升到多少度时 ,水银柱全部溢出 (大气压恒为75ｃｍ…     

巧设计、妙点破,培养学生的发散思维

在物理总复习教学中,笔者常通过“一题多解”、“一题多问”、“一题多变”培养学生的发散思维。下面就容器中两部分气体间液柱移动方向问题的教学,谈谈在这方面的尝试。〔题目〕如图一,两端封闭、粗细均匀、竖直放置的玻璃管内有一长为h的水银柱,将管内气体分为两部分,且L2=2L1。若使两部分气体同时升高相同的温度(设原来温度相同),管内水银柱将如何运动?一、一题多解〔分析〕原来受力平衡而静止的水银柱之所以会移动,一定是由于温度变化时平衡遭到破坏,故可从气体压强的变化来分析。解法一：设两部分气体都作等容变化,并分别将…     

温度究竟升多高?(高一、高二、高三)

题如图1,有一开口竖直向上放置的长直玻璃管,长为85cm,内有一段长为10cm的水银柱封住了长为60cm的空气柱,大气压强为75cmHg,气温为27℃,现给被封闭的空气柱加热,问气体温度升至多高,管内水银才能全部溢出?错解以被封闭的气体为研究对象,设管的横截面积为Scm2,气体的初始状态为     

“假设法”判断液柱及活塞的移动

1 玻璃管中封闭一部分空气柱 例1 如图1所示,开口向下并竖直插入水银槽中的粗细均匀的玻璃管内封闭着长为H的空气柱,管内水银柱高度为h,若将玻璃管竖直向上缓慢地提起（管下端未离开槽内水银面）,请分析H和h的变化情况．     

例析封闭气体的压强问题

题目:如图1所示,在一个竖直放置、下端封闭的玻璃管中,有一段5cm高的水银柱将部分空气密闭在玻璃管的下端. 若当时的大气压为75cm高水银柱,则密闭部分的空气压强为().A.75cm高水银柱B.70cm高水银柱C.80cm高水银柱D.无法判断解析:处理此问题时,一般思路是:选用于密封气体的那段水银柱为研究对象,对水银柱在竖直方向的受力情况进行分析,然后依据水银柱处于平衡状态,其所受的合力为零,进而列式求解.设大气压强为p0,密闭部分的空气压强为p,水银柱的高为h柱、横截面积为S.在竖直向下方向,水银柱受到重力G以及大气压力F0;在竖直向上方向,水银柱…     

大气压问题错解选析

例1 在托里拆利实验中,测得大气压是76厘米高汞柱。(1)如果把玻璃管横截面积增大一倍,管内外水银柱高度差是多少?(2)如果把玻璃管向上提起4厘米(管口未出水银面),则管内外水银面高度差又是多少? 错解:(1)38厘米;(2)80厘米分析:(1)托里拆利实验的原理是:管内水银面上方没有空气,因此就没有大气压作用在     

如何变 两管判

一类有创意的U形管气体问题,水银柱怎样移动?如何确定气体的状态参量?这要由两管中水银柱的长度及气体的初始状态来共同决定.并由此进行合理、正确的推断,才能实现从未知到已知的转化,顺利解决问题.由于这类问题有效地考查了“推理能力”和“分析综合能力”等,受到命题者的“青睐”.下面结合实例谈谈这类问题的解法技巧.供大家参考.一、由两管中水银柱长度推断气体柱的位置和状态.并由此顺利解决问题.例1细长的横截面积均匀的U形玻璃管,两端都开口,管内有两段水银柱封闭着一段空气柱,若气体温度是27℃时,空气柱在U形管的左侧A、B两点之间,长度为15cm.如图1所示,图中标的长度单位为cm.若保持气体的温度不变,从左侧开口处缓慢地再注入25cm长的水银柱,管内的空气柱长为多少?为了使这     

“管内汞柱再加入问题”的再分析

问题:如图1所示,一端封闭的竖直放置的细玻璃管长为L,用长为h的一段水银柱封闭一定质量的理想气体,现在水银柱与管口相平,问能否向管内再加入水银?(设大气压强为p_0) 黄俊生先生在本刊1993年第八期发表的题为《管内汞柱再加入问题的分析》一文中得出结论:如果容器(玻璃管)不是绝热的,水银柱缓慢加入以使气体做等温变化,则能加入的条件是L>p_0 2h。“如果容器是绝热的,则元沦多么长的管子,管口哪怕只有一段水银,都将是一点也加不进去的”本     

关于管内汞柱溢出的温度讨论

问题:一根上端开口长L厘米的均匀玻璃管,内用长h厘米的汞柱密封一段空气柱(如图1所示)。空气柱长为a厘米,温度为T开。问:温度至少升到多高,才可使管内汞柱全部溢出?(大气压强为p_0厘米汞柱高) 有关这类问题的讨论,在一些物理杂志和教学参考书中已发表了数篇文章。有的文章没有给出温度计算公式,有的文章所给出的不同条件下的计算温度的公式,笔者认为并不准确。所以有必要对管内汞柱溢出的温度问题作点深入探讨,并导出     

U形管一题多解及无解的物理意义

在气态方程的教学中有一条典型的题目:如图1(a)所示,左端封闭,右端开口的U形玻璃管中,被水银柱封有一段长l_0=15厘米的空气柱。若将U形管缓慢倒转至开口竖直向下,求空气柱的长度(设大气压为75厘米汞柱高)。     

巧用数学工具解决热学问题

数学和物理是密切联系在一起的两大学科．物理上的一些问题（特别是一些难题），若巧妙地借助于数学上的一些方法，会使物理过程变得简单、清晰和容易让人接受． ［例１］一竖直放置的粗细均匀的玻璃管长为 Ｈ ｃｍ，内有一段长为 ｈ ｃｍ的水银柱，把一定质量的气体封闭在管内，当温度为Ｔ０Ｋ时，被封闭气体的长度为ａｃｍ，如图１所示，已知大气压为Ｈ０ｃｍＨｇ高．今将管内的气体缓慢加热，问温度至少升高到多大可使水银全部从管中溢出？ 分析：当管内气体的温度升高时，气体的体积膨胀，水银柱上升，至水银刚要溢出时（管内水银的上表…     

托里拆利实验及其习题解答

我们在做托里拆利实验时，由于玻璃管内水银柱上方是真空，这时压在水银槽内水银面上的压强有两个，一个是管外大气的压强，另一个是管内水银柱产生的压强．如果管外大气压大于管内水银柱产生的压强，这时槽内水银在大气压作用下将被压进管内，使管内水银柱升高．如果管内水银柱产生的压强大于管外大气压，管内水银柱将下降进入水银槽内．只有当管内水银柱产生的压强等于管外大气压时，管内水银柱就不再上升或下降，所以大气压等于管内水银柱产生的压强．当大气压为一个标准大气压时，P。一76厘米汞柱一Pgh—13．6X10’千克／米‘Xg．8牛…     

确定气体“状态”也需要“过程”分析

我们在应用气体实验定律和理想气体状态方程解题时 ,往往特别注重气体初、末状态参量的确定 ,而忽视气体状态变化的“过程分析”和“实际状态”的确定 ,因而导致对一些题目的解答会出现不符合实际的情况 .现举两例给予说明 .例 1.一根粗细均匀弯成直角的细玻璃管 ,一端开口 ,一端封闭 ,两边均长 10 0 cm.当开口竖直向上放置时 ,弯角处水银柱在平放着的封闭管内封闭了一定质量理想气体 .已知两边水银柱均长 10 cm,外界大气压强 p0 =75cm Hg,如图 1所示 .求 :当从该位置顺时针缓慢转过 90°,使封闭端竖直向下 ,开口端水平时 ,如图2所示 ,密闭…