【題目】如圖所示，粗細(xì)均勻，兩端開(kāi)口的U形玻璃管豎直放置。左右豎直部分和水平部分長(zhǎng)度均為H=14cm。水平部分一段空氣柱將管內(nèi)水銀分隔成左右兩段。當(dāng)溫度為t=0℃時(shí)，被封閉的空氣柱的長(zhǎng)度為L=8cm，水平部分左側(cè)水銀柱長(zhǎng)A=2cm，左 側(cè)豎直管內(nèi)水銀柱長(zhǎng)也是A=2cm。大氣壓強(qiáng)P。相當(dāng)于高為76cm水銀柱的壓強(qiáng)。

①當(dāng)被封閉的空氣柱溫度緩慢升高到多少攝氏度時(shí)，水平部分某一側(cè)的水銀恰好能全部進(jìn)入豎直管？

②當(dāng)被封閉的空氣柱溫度緩慢升高到多少攝氏度時(shí)，恰好能一讓某一側(cè)豎直管內(nèi)水銀柱上方的空氣全部被排出？

【答案】①147℃ ②497℃

【解析】

①U形管兩端均開(kāi)口，所以兩豎直管內(nèi)水銀柱高度應(yīng)相同，即右邊豎直管內(nèi)水銀柱高度也為h=2cm.所以被封閉的空氣柱右側(cè)的水銀柱的水平長(zhǎng)度為H-L-h=4cm

設(shè)玻璃管的橫截面積為S，以被封閉的空氣為研究對(duì)象，初狀態(tài)，Hg=78cm Hg，=LS=8S.

設(shè)當(dāng)被封閉的空氣柱溫度緩慢升高到時(shí)，因?yàn)閮韶Q直管內(nèi)水銀柱高度應(yīng)相同，所以只能是封閉空氣柱左側(cè)水銀恰好能全部進(jìn)人豎直管A中，此時(shí)右側(cè)管水銀柱高度也為4cm.

以封閉的空氣為研究對(duì)象，該狀態(tài)溫度為， Hg柱=80cm Hg柱，=12S.

由氣態(tài)方程得：

解得：=420K

所以此時(shí)被封閉的空氣柱溫度升高到=147℃

②設(shè)當(dāng)被封閉的空氣柱溫度緩慢升高到時(shí)，因?yàn)閮韶Q直管內(nèi)水銀柱高度應(yīng)相同，所以只能是左側(cè)豎直管內(nèi)的空氣恰好能全部被排出，即左側(cè)豎直管水銀柱上表面和管口相平，此時(shí)右側(cè)豎直管水銀柱高度仍為4cm，

以被封閉的空氣為研究對(duì)象，該狀態(tài)溫度為， Hg柱=80cm Hg柱，

由氣態(tài)方程得

解得：=770K

所以此時(shí)被封閉的空氣柱溫度升高到=497℃

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一個(gè)內(nèi)壁光滑、導(dǎo)熱性能良好的汽缸豎直吊在天花板上，開(kāi)口向下。質(zhì)量與厚度均不計(jì)、導(dǎo)熱性能良好的活塞橫截面積為S＝2×10－3 m2，與汽缸底部之間封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，此時(shí)活塞與汽缸底部之間的距離h＝24 cm，活塞距汽缸口10 cm。汽缸所處環(huán)境的溫度為300 K，大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105 Pa，取g＝10 m/s2。現(xiàn)將質(zhì)量為m＝4 kg的物塊掛在活塞中央位置上。

（1）活塞掛上重物后，活塞下移，求穩(wěn)定后活塞與汽缸底部之間的距離。

（2）若再對(duì)汽缸緩慢加熱使活塞繼續(xù)下移，活塞剛好不脫離汽缸，加熱時(shí)溫度不能超過(guò)多少？此過(guò)程中封閉氣體對(duì)外做功多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在等腰直角三角形abc區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，O為ab邊的中點(diǎn)，在O處有一粒子源沿紙面內(nèi)不同方向、以相同的速率不斷向磁場(chǎng)中釋放相同的帶正電的粒子，已知粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，直角邊ab長(zhǎng)為，不計(jì)重力和粒子間的相互作用力。則　　

A. 粒子能從bc邊射出的區(qū)域長(zhǎng)度為

B. 粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間為

C. 若粒子從bc邊射出，則入射方向與Ob的夾角一定小于

D. 從ac邊射出的粒子中，沿Oa方向射入磁場(chǎng)的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最短

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某原子電離后其核外只有一個(gè)電子，若該電子在核的靜電力作用下繞核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，那么電子運(yùn)動(dòng)（ ）

A. 半徑越大，加速度越大 B. 半徑越小，周期越大

C. 半徑越大，角速度越小 D. 半徑越小，線速度越小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，x軸在水平地面上，y軸在豎直方向。圖中畫出了從y軸上沿x軸正方向水平拋出的三個(gè)小球a、b和c的運(yùn)動(dòng)軌跡。不計(jì)空氣阻力，下列說(shuō)法正確的是

A. a和b的初速度大小之比為︰1

B. a和b在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為2︰1

C. a和c在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為︰1

D. a和c的初速度大小之比為2︰1

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，半徑為R=0.4m的半圓豎直軌道BCD與水平地面平滑連接，O是半圓形軌道的圓心，BOD在同一豎直線上。質(zhì)量m=2kg的物體（可視為質(zhì)點(diǎn)）以vA=7m/s的速度從A點(diǎn)沿水平面向右運(yùn)動(dòng)，沖上圓弧后從D點(diǎn)水平拋出，落在水平地面上，落點(diǎn)與B點(diǎn)的距離x=1.2m。忽略空氣阻力，重力加速度g=10m/s2。求：

（1）小物塊從D點(diǎn)拋出時(shí)的速度大�。�

（2）小物塊運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)，對(duì)軌道壓力的大小；

（3）小物塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的過(guò)程中克服摩擦力所做的功。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)將帶滑輪的滑板放置在水平桌面上，調(diào)節(jié)滑板上表面水平，將力傳感器固定在小車上，然后把繩的一端固定在傳感器拉鉤上，用來(lái)測(cè)量繩對(duì)小車的拉力在小車及傳感器總質(zhì)量不變的情況下，探究加速度跟它們所受拉力的關(guān)系時(shí)，根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中作出了如圖所示的a-F圖象。

(1)由a－F圖象可知小車和傳感器的總質(zhì)量為___________kg。(保留兩位有效數(shù)字)

(2)圖象不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是_________________________________。

(3)為使圖象過(guò)原點(diǎn)可墊高滑板的___________(填“左”或“右”)側(cè)，使傳感器拉鉤不掛繩時(shí)，小車能做___________(填“加速”“勻速”或“減速”)運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，光滑絕緣的細(xì)圓管彎成半徑為R的半圓形，固定在豎直面內(nèi)，管口B、C的連線水平。質(zhì)量為m 的帶正電小球從B點(diǎn)正上方的A點(diǎn)自由下落，A、B兩點(diǎn)間距離為4R。從小球（小球直徑小于細(xì)圓管直徑）進(jìn)入管口開(kāi)始，整個(gè)空間突然加上一個(gè)斜向左上方的勻強(qiáng)電場(chǎng)，小球所受電場(chǎng)力在豎直方向上的分力與重力等大反向，結(jié)果小球從管口C處離開(kāi)圓管后，又能經(jīng)過(guò)A點(diǎn)。設(shè)小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電荷量保持不變，重力加速度為g，求:

（1）小球到達(dá) B 點(diǎn)時(shí)的速度大小。

（2）小球受到的電場(chǎng)力大小。

（3）小球經(jīng)過(guò)管口C處時(shí)對(duì)圓管壁的壓力。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)利用如圖所示的裝置探究功與速度變化的關(guān)系。

（ⅰ）小物塊在橡皮筋的作用下彈出，沿水平桌面滑行，之后平拋落至水平地面上，落點(diǎn)記為M1；

（ⅱ）在釘子上分別套上2條、3條、4條……

同樣的橡皮筋，使每次橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度都保

持一致，重復(fù)步驟（ⅰ），小物塊落點(diǎn)分別記為M2、M3、M4……；

（ⅲ）測(cè)量相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

（1）為求出小物塊拋出時(shí)的動(dòng)能，需要測(cè)量下列物理量中的 ________ （填正確答案標(biāo)號(hào)）。

A．小物塊的質(zhì)量m B．橡皮筋的原長(zhǎng)x

C．橡皮筋的伸長(zhǎng)量Δx D．桌面到地面的高度h

E．小物塊拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離L

（2）將幾次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋對(duì)小物塊做功分別記為W1、W2、W3、……，小物塊拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離分別記為L1、L2、L3、……。若功與速度的平方成正比，則應(yīng)以W為縱坐標(biāo)、________為橫坐標(biāo)作圖，才能得到一條直線。

（3）由于小物塊與桌面之間的摩擦不能忽略，則由此引起的誤差屬于______（填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”）。

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