4．如圖所示為一簡易火災(zāi)報(bào)警裝置，其原理是：豎直放置的試管中裝有水銀，當(dāng)溫度升高時(shí)，水銀柱上升，使電路導(dǎo)通，蜂鳴器發(fā)出報(bào)警的響聲．已知27℃時(shí)，空氣柱長度L1為20cm．此時(shí)水銀柱上表面與導(dǎo)線下端的距離L2為10cm．管內(nèi)水銀柱的高度h為8cm，大氣壓強(qiáng)為75cmHg．
（1）當(dāng)溫度達(dá)到多少℃時(shí)，報(bào)警器會(huì)報(bào)警？
（2）如果要使該裝置在87℃時(shí)報(bào)警，則應(yīng)該再往玻璃管內(nèi)注入多少cm高的水銀柱？

分析 （1）溫度升高，封閉氣體體積增大，水銀柱上升，當(dāng)電路恰好接通時(shí)，報(bào)警器開始報(bào)警；此時(shí)空氣柱長度L1+L2，以封閉空氣柱為研究對(duì)象，根據(jù)等壓變化規(guī)律求出溫度．
（2）加入水銀柱后空氣柱下降，但是玻璃管的總長度38cm不變，再由理想氣體狀態(tài)變化方程求得加入水銀柱的長度．

解答 解：（1）報(bào)警器報(bào)警，則氣體柱的長度要增大到L1+L2
根據(jù)等壓變化$\frac{{T}_{1}}{{T}_{2}}$=$\frac{{V}_{1}}{{V}_{2}}$
代入數(shù)據(jù)得T2=450K，即t2=177℃
（2）設(shè)加入X水銀柱，在87℃時(shí)會(huì)報(bào)警，$\frac{{P}_{1}{V}_{1}}{{T}_{1}}$=$\frac{{P}_{3}{V}_{3}}{{T}_{3}}$
可得$\frac{83×20S}{300}$=$\frac{（83+x）（30-x）S}{360}$
解得X=8.14cm
答：（1）當(dāng)溫度達(dá)到177℃時(shí)，報(bào)警器會(huì)報(bào)警；
（2）如果要使該裝置在87℃時(shí)報(bào)警，則應(yīng)該再往玻璃管內(nèi)注入8.14cm高的水銀柱；

點(diǎn)評(píng) 氣體狀態(tài)變化可以應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程求解，本題的關(guān)鍵是找出氣體的變化是等壓變化．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

11．如圖所示，金屬板的右側(cè)存在兩種左右有理想邊界的勻強(qiáng)磁場，磁場的上邊界AE與下邊界BF間的距離足夠大．ABCD區(qū)域里磁場的方向垂直于紙面向里，CDEF區(qū)域里磁場的方向垂直于紙面向外，兩區(qū)域中磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B，兩磁場區(qū)域的寬度相同．當(dāng)加速電壓為某一值時(shí)，一電子由靜止開始，經(jīng)電場加速后，以速度v0垂直于磁場邊界AB進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，經(jīng)t=$\frac{πm}{2eB}$的時(shí)間后，垂直于另一磁場邊界EF離開磁場．已知電子的質(zhì)量為m，電荷量為e．求：
（1）每一磁場的寬度d；
（2）若要保證電子能夠從磁場右邊界EF穿出，加速度電壓U至少應(yīng)大于多少？
（3）現(xiàn)撤去加速裝置，使ABCD區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)?B，使電子仍以速率v0從磁場邊界AB射入，可改變射入時(shí)的方向（其它條件不變）．要使得電子穿過ABCD區(qū)域的時(shí)間最短時(shí)，求電子穿過兩區(qū)域的時(shí)間t．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

15．勻強(qiáng)電場所在空間中有八個(gè)點(diǎn)，其中四個(gè)點(diǎn)構(gòu)成正方形Ⅰ，另外四個(gè)點(diǎn)構(gòu)成正方形Ⅱ．正方形Ⅰ、Ⅱ的中心重合，其邊長之比為2：1，則正方形Ⅰ四個(gè)頂點(diǎn)的電勢之和∑φI和正方形Ⅱ四個(gè)頂點(diǎn)的電勢之和∑φII滿足的關(guān)系是（　�。�
A．∑φI=$\frac{1}{2}$∑φIIB．∑φI=∑φIIC．∑φI=2∑φIID．∑φI=4∑φII

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

12．某行星自轉(zhuǎn)一周所需時(shí)間為地球上的6h，在這行星上用彈簧秤測某物體的重量，在該行量赤道上稱物重是兩極時(shí)測得讀數(shù)的90%，已知萬有引力恒量G=6.67×10-11N•m2/kg2，若該行星能看做球體，則它的平均密度為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

19．如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓盤上，沿半徑方向放置兩個(gè)用細(xì)線相連的質(zhì)量均為m的小物體A、B，它們到轉(zhuǎn)軸的距離分別為rA=20cm，rB=30cm，A、B與盤間最大靜摩擦力均為重力的k=0.4倍，現(xiàn)極其緩慢的增加轉(zhuǎn)盤的角速度，試求：（答案可用根號(hào)表示）
（1）當(dāng)細(xì)線上開始出現(xiàn)張力時(shí)，圓盤的角速度ω1；
（2）當(dāng)A開始滑動(dòng)時(shí)，圓盤的角速度ω；
（3）當(dāng)A即將滑動(dòng)時(shí)，燒斷細(xì)線，A、B運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何？

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

9．在物理學(xué)發(fā)展的過程中，許多物理學(xué)家的科學(xué)研究推動(dòng)了人類文明的進(jìn)程．在對(duì)以下幾位物理學(xué)家所作科學(xué)貢獻(xiàn)的敘述中，正確的說法是（　　）
A．英國物理學(xué)家卡迪兒用實(shí)驗(yàn)的方法測出引力常量G
B．第谷接受了哥白尼日心說的觀點(diǎn)，并根據(jù)開普勒對(duì)行星運(yùn)動(dòng)觀察記錄的數(shù)據(jù)，應(yīng)用嚴(yán)密的數(shù)學(xué)運(yùn)算和橢圓軌道假說，得出了開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律
C．伽利略通過計(jì)算首先發(fā)現(xiàn)了海王星和冥王星
D．牛頓提出的萬有引力定律奠定了天體力學(xué)的基礎(chǔ)

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

16．如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為M，長為L的圓管豎直放置，頂端塞有一個(gè)質(zhì)量為m的彈性小球，M=4m，球和管間的滑動(dòng)摩擦力與最大靜摩擦力大小均為4mg，管下端離地面高度H=5m．現(xiàn)讓管自由下落，運(yùn)動(dòng)過程中管始終保持豎直，落地時(shí)向上彈起的速度與落地時(shí)速度大小相等，若管第一次彈起上升過程中，球恰好沒有從管中滑出，不計(jì)空氣阻力，重力加速度g=10m/s2求：
（1）管第一次落地彈起剛離開地面時(shí)管與球的加速度分別多大？
（2）從管第一次落地彈起到球與管達(dá)到相同速度時(shí)所用的時(shí)間．
（3）圓管的長度L．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

13．如圖所示，豎直固定的光滑桿上套有一個(gè)質(zhì)量m的小球A，不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩通過固定在天花板上、大小可忽略的定滑輪O，連接小球A和小球B，虛線OC水平，此時(shí)連接小球A的細(xì)繩與水平的夾角為60°，小球A恰能保持靜止．現(xiàn)在小球B的下端再掛一個(gè)小球Q，小球A可從圖示位置上升并恰好能到達(dá)C處．不計(jì)摩擦和空氣阻力，重力加速度為g．則（　�。�
A．小球B質(zhì)量為$\frac{\sqrt{3}}{3}$mB．小球B質(zhì)量為$\frac{2\sqrt{3}}{3}$m
C．小球A到達(dá)C處時(shí)的加速度為0D．小球A到達(dá)C處時(shí)的加速度為g

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

14．一輛汽車以10m/s的速率通過一座拱橋的橋頂，當(dāng)汽車對(duì)橋面的壓力等于車重的一半，這座拱橋的半徑是20m．（g取10m/s2）

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