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。     

“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     

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?     

“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．     

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     

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     

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…     

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）．     

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...     

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…     

气体状态的非单调变化——一道气态方程习题求解的分析

在气态方程部分,有这样一道题目: 如图1所示,粗细均匀的U型玻璃管横截面积为1厘米~2,竖直放置。当温度为27℃时,封闭在管内的空气柱AB长30厘米,BC长10厘米,管内水银柱水平部分CD长18厘米,竖直部分DE长15厘米,外界大气压为75厘米汞柱。求:(1)当气温升到35℃时,管内气柱的压强为多少?(2)温度升高,水银柱在管内移动,要使水银柱不在水平管BD内,温度最小值是多少?     

活塞(水银柱)移动方向的判定

在气体的性质这一章的教学中.常遇到用活塞或水银柱把两部分气体分开而平衡,当一边或两边气体状态发生变化时,研究这时活塞(或水银柱)是否平衡或怎样移动.这一类题,一般解法是假定活塞(或水银柱)不动(即等客变化),研究末状态中两边压强的大小变化关系来判断为了判断末态两边压强大小变化关系,我们可以从理想气体方程导出公式,也可以从图象来判断,下面分别举例来说明以上方法的应用,(一)从气态方程导出的公式判断例1.两容器A、B装有同种气体,用一细玻璃管连接.A中温度为-10℃,B中气体温度为10℃,管中一段水银柱在中央保持平衡.当两容器温度都下降10℃时,水银柱是怎样运动?     

巧解物理选择题的6种方法

一、特殊值法取一些特殊值代入题目所给的已知条件,可以迅速确定正确答案。[例1]如图所示,粗细均匀的玻璃管长90cm.封闭端在下.开口端用长为10cm的水银柱封闭.竖直放置.外界大气压为75cmHg.则在管底加热时,管内     

一道极易失分的奥赛训练题

在奥赛训练中,训练思维的严谨性、解题过程的完善性,是训练的内容之一. 例题 两端开口的U形管中注有长为h的水银柱,若将管的右端封闭,被封闭的空气柱长为L,然后使水银柱做微小的振荡,设空气为理想气体,且认为水银振荡时右管中封闭气体经历的是绝热过程,大气压为h_0水银柱,空气的绝热过程满足pV~r=常数,试求水银的振动周期.     

如何计算气体做功(高二、高三)

1.用公式W=p·△V计算 当气体等压膨胀时,气体对外做功 W=p·△V; 当气体等压收缩时,外界对气体做功 W=p·△V. 例1 如图1所示,气缸竖直放置,其横截面积为S,用质量为M的活塞封闭n摩尔理想气体,活塞可无摩擦上下移动.气缸外的大气压强p。保持不变,求气缸内气体的温度由T1升至T2时气体对外界做的功.     

如何确定密闭气体压强的大小

密闭在容器内一定质量的气体，温度不变时，体积越大，压强越小；体积越小，压强越大．利用二力平衡条件，可以判定被水银柱密闭的气体的压强大小．一、试管内密闭气体的压强如果大气压强p０＝７６cm高水银柱，试管内水银柱的长度为h＝５cm，根据试管的放置方向可以判定不同情况下密闭气体的压强大小．１．试管竖直放置：当试管开口向上时（图１），密闭气体的压强大小为p＝p０＋h＝８１cm高水银柱．当试管开口向下时（图２），密闭气体的压强大小为p＝p０－h＝７１cm高水银柱．２．试管水平放置：试管水平放置时，密闭气体的压强与管外大气…     

“推理法”判断水银柱移动例析

高中物理“气体性质”一章的教学中,理解掌握并运用气体实验定律和气态方程来解决问题是教学的重点,难点是各种变化状态下压强的确定。如何正确引导学生突破这一难点就成了教学的关键。在学生掌握基本概念、基本规律的前提下,运用“推理法”使问题从特殊到一般,再由一般到特殊,学生在理解应用物理规律方面也将有一个新的飞跃。一、用“推理法用析等温变化中水银柱的移动1·如图,竖直插入水银槽中的玻璃管上端封闭,下端开口,管内外水银面的高度差为h。如果大气压不变,将玻璃管缓慢向上提升时管内水银柱将如何移动？如果玻璃管不动而…     

数学方法在热学问题中的应用

学生在学习热学中的气体性质时,如能灵活运用数学知识分析处理有关问题,则能有效地培养自己综合运用知识解决物理问题的能力。以下通过对具体事例的分析,说明数学知识在解决热学问题中的有效应用。 1 不等式在热学中的应用 利用不等式推理或判断一些物理现象。 例1 如图1所示,两端封闭的竖直玻璃管,中间用一段水银柱将气体隔成两部分,开始时水银柱保持静止,初温相同。开始时水银柱保持静止,若将两段气体升高相同温度,则水银柱向哪个方向移动?     

气体教学中的动态问题精析

一、玻璃管上提、下压或倾斜例1 如图1所示,开口向下并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),则H和h的变化情况为( ).     

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)。