综合题9.0分
物理

22.如图所示,两端开口的U形玻璃管两边粗细不同,粗管横截面积是细管的2倍。管中装入水银,两管中水银面与管口距离均为12 cm,大气压强为p0=75 cmHg.现将粗管管口封闭,然后将细管管口用一活塞封闭并将活塞缓慢推入管中,直至两管中水银面高度差达6 cm为止,求活塞下移的距离(假设环境温度不变)。

正确答案及相关解析

正确答案

6.625 cm

解析

设粗管中气体为气体1.细管中气体为气体2.

对粗管中气体1:有p0L1p1L1′  (1分)

右侧液面上升h1,左侧液面下降h2,有S1h1S2h2h1h2=6 cm,(1分)

h1=2 cm,h2=4 cm      L1′=L1h1(1分)

解得:p1=90 cmHg   (1分)

对细管中气体2:有p0L1p2L

考查方向

本题考查理想气体的状态方程;封闭气体压强。

解题思路

水银总体积是固定的,当两管中水银面高度差为6cm时,得到两侧水银面的变化情况,求解出气体压强,然后根据玻意耳定律列式求解。

易错点

封闭气体的初末状态的气压、温度、体积的确定是关键。