江苏省南通市如皋市2023-2024学年高三上学期8月诊断测试物理/

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三步一体高效训练第Ⅱ卷（非选择题共52分)二、实验探究题：本题共1小题，共12分。将符合题意的内容填写在题目中的横线上，或按题目要求作答7.(12分)如图所示，粗细均匀、一端封闭的U形导热玻璃管中用水银封闭一段气体，当温度为7℃时，被封闭的气柱长L=22cm,U形管中左右两端水银面高度差h=16cm,已知大气压强为76cmHg。(1)若将封闭气体加热到77℃时，左端水银面下降cm。(2)若向开口端注入水银，则注入的水银柱长度为cm时，封闭气柱长度变为20cm。(气体温度保持不变)解析：(1)设玻璃管的横截面积为S,左端水银面下降△，封闭气体压强为1，初始根据水银面受力衡可分析得p1十16cmHg=po,可得p1=60cmHg,T1=280K;T2=350K,当左端水银面下降h,右端水银面必然上升△h,则左右两端水银面高度差变为(16一2△h)cm,此时封闭气体的压强为p2,同样根据水银面受力衡可分析得p2十(16-2△h)cmHg=,可得p,=60+2△cmHg,根据理想气体状态方程sSL_色SL十2)，代入数据解得M=3cmTT2(2)设此时封闭气体压强为，封闭气柱长'=20m,根据理想气体状态方程可得LS_PS,计算可得=66cmHg,1此时左右两端水银面高度差△/=二》=10m,左端水银面上升4=L-L'=2cm,右端水银面上升=h十一△h'=8cm,所以开口端注入水银的长度为十2=l0cm。答案：(1)3(6分)(2)10(6分)三、计算题：本大题共2小题，共40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。8.(18分)为了测量某高度处的大气压强，一气象探测热气球将图中所示的粗细均匀、导热良好、左端封闭有一定质量的理想气体的U形管带往高空。将U形管分别竖直放置在地面和某高度处时的相关参数如下表所示，在地面上时U形管左端水银面要比右端高出=25cm.求：（以下计算结果均保留2位有效数字）(1)此高度处的封闭气体的压强。(2)此高度处的大气压强高。地面高处重力加速度30.93g环境温度T1=300KT2=200K大气压强p地=75cmHg高封闭气柱长度L1=30 cmL2=50 cm解：(1)以左管中封闭气体为研究对象，U形管在地面上时，有封闭气体的压强p=p地一pgh=50cmHg(1分)设U形管的横截面积为S,则气体体积V1=L1S,气体温度T1=300K(1分)U形管在此高度处时，气体体积V2=L2S,气体温度T2=200K,由理想气体状态方程得V=y(3分)代入数据，解得在此高度处时封闭气体的压强p2=20cmHg。(4分)(2)由几何关系知封闭气柱长度L2=50cm时，U形管右端水银面要比左端高出h2=15cm根据液体压强公式p=pgh有P水银×gXh=P水银X0.93g×15(3分)代入数据，解得h=14cm(3分)故在此高度处时的大气压强p高=p?一pgh=6.0cmHg。(3分)23·ZCYK·物理-R-选修3-3-QG