【題目】如圖所示,一豎直放置的U形管兩端開口、粗細(xì)均勻,兩管的豎直部分高度為20cm,內(nèi)徑很小,水平部分BC16cm。一空氣柱將管內(nèi)水銀分隔成左右兩段。大氣壓強(qiáng)P0=76cmHg。當(dāng)空氣柱溫度為T0=273K、長為L0=8cm,BC管內(nèi)左邊水銀柱和AB管內(nèi)水銀柱長都為2cm。右邊水銀柱只畫出了一部分,求:(1)右邊水銀柱總長是多少?

(2)若緩慢降低空氣柱的溫度,當(dāng)空氣柱的溫度為多少時,左邊水銀柱全部進(jìn)入BC?

(3)若緩慢控制空氣柱的溫度,當(dāng)空氣柱的溫度為多少時,左邊的水銀恰好有一半緩慢溢出U形管?

【答案】(1)8cm(2)420K;(3)1023.75K

【解析】

(1)由于水銀處于平衡狀態(tài),則封閉氣體的壓強(qiáng):

可得CD中水銀柱的長度:

所以右邊水銀柱總長:;

(2)當(dāng)左邊水銀全部進(jìn)入AB管時,右邊豎直管中水銀柱高也為4cm,

此時氣體壓強(qiáng)為:

由幾何關(guān)系可得空氣柱的長度:

設(shè)橫截面積為S

初態(tài):壓強(qiáng),封閉氣柱長度,溫度

末態(tài):壓強(qiáng),封閉氣柱長度,溫度

根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程得:

代入數(shù)據(jù)得:

解得:;

(3)當(dāng)空氣柱的溫度為時,左邊的水銀恰好有一半溢出U形管,即左邊的水銀溢出2cm,剩余2cm,

左邊豎直管中的水銀柱為2cm,右側(cè)豎直管中的水銀柱長度為2cm

封閉空氣柱的長度變?yōu)?/span>30cm,封閉氣體的壓強(qiáng):

初態(tài):壓強(qiáng),封閉氣柱長度,溫度

末態(tài):壓強(qiáng),封閉氣柱長度,溫度

由公式

解得:。

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,間距為L、電阻不計的足夠長平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置,導(dǎo)軌左右兩端均有一阻值為R的電阻相連,導(dǎo)軌上橫跨一根長為L、質(zhì)量為m、電阻也為R的金屬棒,金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好,整個裝置處于豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,現(xiàn)給棒一瞬時沖量,讓它以初速度向右運(yùn)動,則直到棒停止的過程中有:

A. 金屬棒在導(dǎo)軌上做勻減速運(yùn)動

B. 整個過程中通過金屬棒的電量為

C. 整個過程中金屬棒克服安培力做功為

D. 整個過程中金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,輕繩一端系一質(zhì)量為m的小球,另一端做成一個繩圈套在圖釘AB上,此時小球在光滑的水平平臺上做半徑為a、角速度為ω的勻速圓周運(yùn)動.現(xiàn)拔掉圖釘A讓小球飛出,此后繩圈又被A正上方距A高為h的圖釘B套住,達(dá)穩(wěn)定后,小球又在平臺上做勻速圓周運(yùn)動.求:

(1)圖釘A拔掉前,輕繩對小球的拉力大;

(2)從拔掉圖釘A到繩圈被圖釘B套住前小球做什么運(yùn)動?所用的時間為多少?

(3)小球最后做勻速圓周運(yùn)動的角速度.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】汽車在平直公路上以速度v0勻速行駛,發(fā)動機(jī)的功率為P,司機(jī)為合理進(jìn)入限速區(qū),減小了油門,使汽車功率立即減小一半并保持該功率繼續(xù)行駛,設(shè)汽車行駛過程中所受阻力大小不變,從司機(jī)減小油門開始,汽車的速度v與時間t 的關(guān)系如圖所示,則在0t1時間內(nèi)下列說法正確的是(

A. 汽車的牽引力不斷減小

B. t=0時,汽車的加速度大小為

C. 阻力所做的功為

D. 汽車行駛的位移為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一汽缸豎直放在水平地面上,缸體質(zhì)量M=10kg,活塞質(zhì)量m=4kg,活塞橫截面積S=2×10-3m2,活塞上面的汽缸內(nèi)封閉了一定質(zhì)量的理想氣體,下面有氣孔O與外界相通,大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105 Pa;钊旅媾c勁度系數(shù)k=2×103 N/m的輕彈簧相連,當(dāng)汽缸內(nèi)氣體溫度為127℃時彈簧為自然長度,此時缸內(nèi)氣柱長度L1=20cm,g10m/s2,活塞不漏氣且與缸壁無摩擦.現(xiàn)給封閉氣體加熱,則下列說法正確的是( )

A. 當(dāng)缸內(nèi)氣柱長度L2=24cm,缸內(nèi)氣體溫度為720K

B. 當(dāng)缸內(nèi)氣柱長度L2=24cm,缸內(nèi)氣體溫度為680K

C. 缸內(nèi)氣體溫度上升到782.5K以上,氣體將做等壓膨脹

D. 缸內(nèi)氣體溫度上升到1012.5K以上,氣體將做等壓膨脹

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【題目】過山車是游樂場中常見的設(shè)施。下圖是一種過山車的簡易模型,它由水平軌道和在豎直平面內(nèi)的三個圓形管道組成,B、C分別是二個圓形管道的最低點(diǎn),半徑R1=2.0m、R2=1.4m。一個質(zhì)量為m=1.0kg的小球(視為質(zhì)點(diǎn)),從軌道的左側(cè)A點(diǎn)以v0=12.0m/s的初速度沿軌道向右運(yùn)動,A、B間距L1=6.0m。小球與水平軌道間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,圓形管道是光滑的。假設(shè)水平軌道足夠長。重力加速度取g=10m/s2。試求:

1)小球在經(jīng)過第一個圓形管道的最高點(diǎn)時,軌道對小球作用力的大;

2)如果小球恰能通過第二個圓形管道,B、C間距L應(yīng)是多少;

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【題目】如圖所示,等邊三棱鏡abc平放在水平桌面上,光屏MN與棱鏡ac邊平行,一寬度為d的單色平行光束垂直ac邊從ab邊射入棱鏡,通過棱鏡后在光屏上的光束寬度變?yōu)?/span>2d,已知真空中光速為c。求:

1)棱鏡的折射率n;

2)該光束中的光通過棱鏡所需時間的最大時間差t

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩光滑斜面的傾角分別為30°45°,質(zhì)量分別為2的兩個滑塊用不可伸長的輕繩通過滑輪連接(不計滑輪的質(zhì)量和摩擦),分別置于兩個斜面上并由靜止釋放;若交換兩滑塊位置,再由靜止釋放.則在上述兩種情形中正確的有

A. 質(zhì)量為2的滑塊受到重力、繩的張力、沿斜面的下滑力和斜面的支持力的作用

B. 質(zhì)量為的滑塊均沿斜面向上運(yùn)動

C. 繩對質(zhì)量為滑塊的拉力均大于該滑塊對繩的拉力

D. 系統(tǒng)在運(yùn)動中機(jī)械能均守恒

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,靜止于A處的離子,經(jīng)電壓為U的加速電場加速后沿圖中的半圓弧虛線通過靜電分析器,從P點(diǎn)垂直CN進(jìn)入矩形區(qū)域的有界勻強(qiáng)電場,電場方向水平向左。靜電分析器通道內(nèi)有均勻輻向分布的電場,已知圓弧所在處場強(qiáng)大小都為E0,方向沿圓弧半徑指向圓心O。離子質(zhì)量為m、電荷量為q,QN=2d、PN=3d,離子重力不計。

(1)離子離開加速電場時的速度;

(2)求圓弧虛線對應(yīng)的半徑R的大;

(3)若離子恰好能打在QN的中點(diǎn)上,求矩形區(qū)域QNCD內(nèi)勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E的值

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