5．如圖，一根粗細(xì)均勻的細(xì)玻璃管開口豎直向上，玻璃管中有一段長為h=24cm的水銀柱封閉了一段長為x0=23cm的空氣柱，系統(tǒng)初始閉，將系統(tǒng)溫度升至T=400K，結(jié)果發(fā)現(xiàn)管中水銀柱上升了2cm，若空氣可以看作理想氣體．試求：
（1）升溫后玻璃管內(nèi)封閉的上下兩部分空氣的壓強(qiáng)分別為多少cmHg？
（2）玻璃管總長為多少？

分析 （1）先對下部分氣體根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程列式求出壓強(qiáng)，再根據(jù)壓強(qiáng)關(guān)系求出上部分氣體的壓強(qiáng)
（2）對上部分氣體根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程列式求出最初上部分氣體的長度，從而求出管長

解答 解：（1）設(shè)升溫后下部分空氣壓強(qiáng)為p，玻璃管橫截面積為S
則：$\frac{（{p}_{0}^{\;}+h）{x}_{0}^{\;}S}{{T}_{0}^{\;}}=\frac{p（{x}_{0}^{\;}+2）S}{T}$
代入數(shù)據(jù)得：p=184cmHg
上部氣體：${p}_{1}^{\;}=p-h=160cmHg$
（2）設(shè)上部氣體最初長度為x，對上部氣體有：$\frac{{p}_{0}^{\;}xS}{{T}_{0}^{\;}}=\frac{{p}_{1}^{\;}（x-2）S}{T}$
代入數(shù)據(jù)得：x=40cm
所以管總長為：${x}_{0}^{\;}+h+x=87cm$
答：（1）升溫后玻璃管內(nèi)封閉的上部分空氣的壓強(qiáng)為160cmHg，下部分空氣的壓強(qiáng)為184cmHg
（2）玻璃管總長為87cm

點(diǎn)評 本題考查理想氣體狀態(tài)方程的綜合應(yīng)用，關(guān)鍵是正確確定上下兩部分的初末狀態(tài)的pVT，再結(jié)合一定的幾何關(guān)系即可順利求解．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

10．如圖所示，在溫度為27℃、大氣壓為P0=105Pa的教室里，有一導(dǎo)熱性能良好、內(nèi)壁光滑的氣缸，封閉著一定質(zhì)量的某種理想氣體．活塞密閉性良好，質(zhì)量不計(jì)，橫截面積S=100cm2，離氣缸底部距離L1=0.6m．現(xiàn)將此氣缸移至溫度為-53℃的冷凍實(shí)驗(yàn)室中，并在活塞上方放置一質(zhì)量為m=10kg的鉛塊．冷凍實(shí)驗(yàn)室中氣壓也為P0=105Pa．（g取10 m/s2）求：
①在冷凍實(shí)驗(yàn)室中，活塞穩(wěn)定時(shí)距氣缸底部的距離L2；
②已知一定質(zhì)量的理想氣體內(nèi)能與熱力學(xué)溫度成正比，且在教室時(shí)氣缸內(nèi)氣體內(nèi)能為U1=30J．已知在教室中穩(wěn)定狀態(tài)到實(shí)驗(yàn)室穩(wěn)定狀態(tài)變化過程中，活塞對氣體做功W=210J，求此過程中 通過缸壁傳遞的熱量Q．

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

11．某同學(xué)制作了一個(gè)結(jié)構(gòu)如圖（a）所示的溫度計(jì)．一端封閉的輕質(zhì)細(xì)管可繞封閉端O自由轉(zhuǎn)動(dòng)，管長0.5m．將一量程足夠大的力傳感器調(diào)零，細(xì)管的開口端通過細(xì)線掛于力傳感器掛鉤上，使細(xì)管保持水平、細(xì)線沿豎直方向．在氣體溫度為270K時(shí)，用一段水銀將長度為0.3m的氣柱封閉在管內(nèi)．實(shí)驗(yàn)時(shí)改變氣體溫度，測得封閉氣柱長度l和力傳感器讀數(shù)F之間的關(guān)系如圖（b）所示（實(shí)驗(yàn)中大氣壓強(qiáng)不變）．

（1）管內(nèi)水銀柱長度為0.1mm，為保證水銀不溢出，該溫度計(jì)能測得的最高溫度為360 K．
（2）若氣柱初始長度大于0.3m，該溫度計(jì)能測量的最高溫度將減小（選填：“增大”，“不變”或“減小”）．
（3）若實(shí)驗(yàn)中大氣壓強(qiáng)略有升高，則用該溫度計(jì)測出的溫度將偏低（選填：“偏高”，“不變”或“偏低”）．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

8．水平地面上有質(zhì)量分別為m和4m的物A和B，兩者與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ．細(xì)繩的一端固定，另一端跨過輕質(zhì)動(dòng)滑輪與A相連，動(dòng)滑輪與B相連，如圖所示．初始時(shí)，繩處于水平拉直狀態(tài)．若物塊A在水平向右的恒力F作用下向右移動(dòng)了距離s，重力加速度大小為g．求
（1）物塊B克服摩擦力所做的功；
（2）物塊A、B的加速度大�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

15．如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量相等的小球分別固定在輕桿的中點(diǎn)A及端點(diǎn)B，當(dāng)桿在光滑水平面上繞O做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，求桿OA段及AB段對球的拉力之比．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

10．2015年秋季，高三（5）班來到浙江正和造船有限公司參加社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)，某同學(xué)對如圖所示的工業(yè)模型產(chǎn)生了濃厚興趣．經(jīng)測量后，獲得如下信息：軌道AB部分水平粗糙，長S0=2m，豎直半圓軌道BDC光滑，半徑R=0.1m，兩軌道相切于B點(diǎn)，C處固定一彈性檔板（物塊與其發(fā)生碰撞后會(huì)原速率彈回）．質(zhì)量為m=1kg小物塊（視為質(zhì)點(diǎn)）置于軌道的左端A處，該同學(xué)給小物塊施加一水平向右的恒力F=5.5N，使其向右運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B處時(shí)將力撤去，發(fā)現(xiàn)小物塊恰好可上升到與圓心O等高的D點(diǎn)，后再沿軌道滑下．當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?0m/s2，在小物塊運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中工業(yè)模型始終不動(dòng)．求：
（1）小物塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)；
（2）小物塊再次滑到B點(diǎn)時(shí)對圓弧軌道的壓力大�。�
（3）現(xiàn)增大恒力F，為使小物塊始終不脫離軌道，則F應(yīng)滿足什么條件？

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

17．如圖所示為通過彈射器研究彈性勢能的實(shí)驗(yàn)裝置．光滑$\frac{3}{4}$圓形軌道豎直固定于光滑水平面上，半徑為R．彈射櫸固定于A處．某實(shí)驗(yàn)過程中彈射器射出一質(zhì)量為m的小球，恰能沿圓軌道內(nèi)側(cè)到達(dá)最髙點(diǎn)C，然后從軌道D處（D與圓心等高）下落至水平面．取重力加速度為g下列說法正確的是（　�。�
A．小球運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)B時(shí)對軌道壓力為5mg
B．小球從D處下落至水平面的時(shí)間小于$\sqrt{\frac{2R}{g}}$
C．小球落至水平面時(shí)的動(dòng)能為2mgR
D．釋放小球前彈射器的彈性勢能為$\frac{5mgR}{2}$

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

14．在研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中：
（1）讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動(dòng)，通過描點(diǎn)法畫小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，為了能較準(zhǔn)確地描繪運(yùn)動(dòng)軌跡，下面列出了一些操作要求，將你認(rèn)為不正確的選項(xiàng)前面的字母填在橫線上：D．
A．通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平
B．每次釋放小球的位置必須相同
C．每次必須由靜止釋放小球
D．將球的位置記錄在紙上后，取下紙，用直尺將點(diǎn)連成折線
（2）如圖所示為一小球做平拋運(yùn)動(dòng)的閃光照相照片的一部分，圖中背景方格的邊長均為5cm，如果取g=10m/s2，那么：照相機(jī)的閃光時(shí)間間隔是0.1s；小球運(yùn)動(dòng)中水平分速度的大小是1.5m/s．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

15．如圖所示，實(shí)線表示兩個(gè)相干波源S1．S2發(fā)出的波的波峰位置，設(shè)波的周期為T．波長為λ．波的傳播速度為v，下列說法正確的是（　�。�
A．圖中的a點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)的位置
B．圖中的b點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)的位置
C．從圖中時(shí)刻開始，波源S1的波峰傳播到a、b位置的最短時(shí)間均為$\frac{T}{2}$
D．V=λT
E．波源S1的波經(jīng)過干涉之后波的性質(zhì)完全改變

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