气体性质类计算题的解题策略

山东 张岩松 韩在峰

2016年之前，山东物理高考题采用的是山东卷。2016年-2019年山东物理高考题采用的是课标全国卷Ⅰ，试题形式是理综卷。选修3-3热学部分属于选修知识，考两道题，第一道题是选择题，分值是5分；第二道题是计算题，分值是10分，这道计算题每年均考查气体的性质。以玻璃管液柱模型和气缸活塞模型为主。

从2020年开始，山东省高考物理题再次回归使用山东卷，原选修3-3中的热学知识、选修3-4中机械波和光学知识以及选修3-5中原子、原子核知识都变成了必考知识。而且山东高考题每年的第15题(7分)，考查内容均为选修3-3中气体的性质或考查选修3-4中机械波和光学知识，为固定的二选一情况。今年考查了气体的性质，背景为中医拔罐，实际上属于“玻璃管液柱”模型，“罐”相当于玻璃管，“皮肤”相当于液柱。下面以近几年的高考题为例，具体对此类问题进行分析和解答，并总结、归纳出常用的解题方法和策略。

一、玻璃管液柱模型

【例1】[2020年全国卷Ⅲ第33题(2)]

(2)(10分)如图1所示，两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H=18 cm的U型管，左管上端封闭，右管上端开口。右管中有高h0=4 cm的水银柱，水银柱上表面离管口的距离l=12 cm。管底水平段的体积可忽略。环境温度为T1=283 K。大气压强p0=76 cm Hg。

图1

(ⅰ)现从右侧端口缓慢注入水银(与原水银柱之间无气隙)，恰好使水银柱下端到达右管底部。此时水银柱的高度为多少？

(ⅱ)再将左管中密封气体缓慢加热，使水银柱上表面恰与右管口平齐，此时密封气体的温度为多少？

【解析】(ⅰ)设玻璃管的截面积均为S，以封闭的气体为研究对象。……