【題目】(10分)如圖,一粗細均勻的U形管豎直放置,A側上端封閉,B側上側與大氣相通,下端開口處開關K關閉,A側空氣柱的長度為l=10.0cm,B側水銀面比A側的高h=3.0cm,現將開關K打開,從U形管中放出部分水銀,當兩側的高度差為h1=10.0cm時,將開關K關閉,已知大氣壓強p0=75.0cmHg。
(ⅰ)求放出部分水銀后A側空氣柱的長度;
(ⅱ)此后再向B側注入水銀,使A、B兩側的水銀達到同一高度,求注入水銀在管內的長度。
【答案】(1)12.0cm;(2)13.2cm
【解析】
試題(i)以cmHg為壓強單位.設A側空氣柱長度l=10.0cm時壓強為p,當兩側的水銀面的高度差為h1=10.0cm時,空氣柱的長度為l1,壓強為p1,由玻意耳定律,有:
pl=p1l1①
由力學平衡條件,有:
p=p0+h ②
打開開關放出水銀的過程中,B側水銀面處的壓強始終為p0,而A側水銀面處的壓強隨空氣柱長度的增加逐漸減小,B、A兩側水銀面的高度差也隨著減小,直至B側水銀面低于A側水銀面h1為止,由力學平衡條件,有:
p1=p0﹣h1③
聯立①②③,并代入題目數據,有:
l1=12cm ④
(ii)當A、B兩側的水銀面達到同一高度時,設A側空氣柱的長度為l2,壓強為P2,由玻意耳定律,有:
pl=p2l2⑤
由力學平衡條件有:
p2=p0⑥
聯立②⑤⑥式,并代入題目數據,有:
l2=10.4cm ⑦
設注入水銀在管內的長度為△h,依題意,有:
△h=2(l1﹣l2)+h1⑧
聯立④⑦⑧式,并代入題目數據,有:
△h=13.2cm
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某一時刻a、b兩物體以不同的速度經過某一點,并沿同一方向做勻加速直線運動,已知兩物體的加速度相同,則在運動過程中( )
A. a、b兩物體速度之差保持不變
B. a、b兩物體速度之差與時間成正比
C. a、b兩物體位移之差與時間成正比
D. a、b兩物體位移之差與時間平方成正比
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【題目】在物理學的重大發(fā)現中,科學家們總結出了許多物理學方法,如理想實驗法、控制變量法、極限思想法、類比法、科學假設法和建立物理模型法等。以下關于物理學研究方法的敘述正確的是( )
A. 在不需要考慮物體本身的大小和形狀時,用質點來代替物體的方法運用了假設法
B. 根據速度的定義式,當Δt趨近于零時,就可以表示物體在t時刻的瞬時速度,該定義運用了微元法
C. 伽利略認為自由落體運動相當于物體在傾角為90°的斜面上的運動,所以他根據銅球在斜面上的運動規(guī)律得出自由落體的運動規(guī)律,這里采用了實驗和邏輯推理相結合的方法
D. 在推導勻變速直線運動位移公式時,把整個運動過程等分成很多小段,然后將各小段位移相加,運用了極限思想法
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【題目】某區(qū)域的電場線分布如圖所示,其中間一根電場線是直線,一帶正電的粒子從直線上的O點由靜止開始在電場力作用下運動到A點。取O點為坐標原點沿直線向右為x軸正方向,粒子的重力忽略不計.在O點到A點的運動過程中,下列關于粒子運動速度和加速度a隨時間t的變化、粒子的動能Ek和運動徑跡上的電勢隨位移x的變化圖線可能正確的是
A. B. C. D.
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【題目】如圖,一半徑為r的圓環(huán)上均勻分布著電荷量為+Q的電荷,在垂直于圓環(huán)面且過圓心O的軸線上有A、B、C三個點,C和O、O和A間的距離均為d,A、B間距離為2d.在B點處有一電荷量為+q的固定點電荷.已知A點處的場強為零,k為靜電力常量,求:
(1)帶電圓環(huán)在O點處的場強大;
(2)C點處場強.
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【題目】小轎車以20m/s的速度在平直公路上勻速行駛,司機突然發(fā)現正前方有個收費站,若司機剎車使車勻減速恰好停在繳費窗口,繳費后勻加速到20m/s后繼續(xù)勻速前行.已知小轎車剎車時的加速度大小為2m/s2,停車繳費所用時間為30s,啟動時加速度為1m/s2.
(1)司機從開始剎車到恢復原速所需時間為多少?這一過程通過的位移是多少?
(2)因國慶放假期間,全國高速路免費通行,小轎車可以不停車通過收費站,但要求轎車通過收費窗口前9m區(qū)間速度不超過6m/s,則國慶期間該小轎車應離收費窗口多遠處開始剎車?因不停車通過最多可以節(jié)約多少時間?
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【題目】一輛汽車在十字路口等候綠燈,當綠燈亮時汽車以2m/s2的加速度開始勻加速行駛,恰在這時一輛自行車以10m/s的速度勻速駛來,從后邊趕過汽車,試問:
(1)汽車從路口開動后,在追上自行車之前經過多長時間兩車相距最遠?最遠距離是多大?
(2)什么時候汽車追上自行車?追上時汽車的速度是多大?
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【題目】如圖甲所示,某興趣小組將一帶有小孔、質量為m的小球和輕質彈簧穿在豎直固定的光滑細桿上,并在彈簧下端固定一力學傳感器,從小球由高h處自由下落開始計時,t1時刻小球開始接觸彈簧,傳感器顯示彈簧彈力與時間t的關系如圖乙所示,不計空氣阻力,重力加速度為g,則下列說法正確的是( )
A. t1時刻小球的動能最大 B. t2時刻小球的機械能最大
C. t3~t5時間內,小球的機械能一直在增大 D. 0~t5時間內,小球的機械能守恒
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【題目】常用的電容器,從構造上看,可以分為固定電容器和可變電容器兩類。如圖甲、乙為兩種電容器的實物圖片,根據圖中的相關信息,下列判斷中正確的是
A. 圖中甲為可變電容器,它是通過改變極板間的距離來改變電容器的電容的
B. 在不改變其他條件下,將甲電容器浸入煤油中,其電容不發(fā)生變化
C. 根據圖乙中電容器外殼上標的數據可知,電壓超過5.5V時乙電容器就會被擊穿
D. 根據圖乙中電容器外殼上標的數據可知,乙電容器接5.5V電壓時,儲存的電量為5.5C
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