3.如圖為一粗細均勻、足夠長的等臂細U形管豎直放置,兩側(cè)上端都封閉有理想氣體A、B且被水銀柱隔開,已知氣體A的壓強PA=75.cmHg,A氣柱長度為lA=20.0cm,兩氣柱的長度差為h=5.0cm.現(xiàn)將U形管水平放置,使兩臂位于同一水平面上.設(shè)整個過程溫度保持不變,求穩(wěn)定后兩空氣柱的長度差h′.

分析 左右兩端的封閉氣體發(fā)生等溫變化,利用玻意耳定律列式求解.

解答 解:當U形管豎直放置時,兩部分氣體的壓強關(guān)系有:
${p}_{B}^{\;}$=${p}_{A}^{\;}-h$=70cmHg
當U形管平放時,兩部分氣體的壓強關(guān)系有:
${p}_{A}^{′}={p}_{B}^{′}=p$
所以有A部分氣體等溫且壓強減小,體積增大;B部分氣體等溫且壓強增大,體積減小,故水銀柱會向B移動,空氣柱的長度差將變大.
對于氣體A,由玻意耳定律得:
${p}_{A}^{\;}{l}_{A}^{\;}=p{l}_{A}^{′}$
對于氣體B:
${p}_{B}^{\;}{l}_{B}^{\;}=p{l}_{B}^{′}$
由幾何關(guān)系:
${l}_{A}^{\;}-h={l}_{B}^{\;}$=15cm,${l}_{A}^{′}-h′={l}_{B}^{′}$
${l}_{A}^{\;}+{l}_{B}^{\;}={l}_{A}^{′}+{l}_{B}^{′}$=35cm
所以$h′=\frac{105}{17}cm≈6.2cm$
答:穩(wěn)定后兩空氣柱的長度差h′為6.2cm

點評 本題涉及兩部分氣體的狀態(tài)變化問題,運用氣體實驗定律求解,關(guān)鍵是把握它們之間的關(guān)系,如體積關(guān)系和壓強關(guān)系.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

5.某靜電場在x軸上各點的電勢φ隨坐標x的分布圖象如圖,x軸上A、O、B三點的電勢值分別為φA、φO、φB,電場強度沿x軸方向的分量大小分別為EAx、EOx、EBx,電子在A、O、B三點的電勢能分別為EPA、EPO、EPB,下列判斷正確的是(  )
A.φO>φB>φAB.EPO<EPB<EPAC.EOx<EBx<EAxD.EPO-EPA>EPO-EPB

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

14.火車在一段水平的直線軌道上勻加速運動,若阻力不變,則牽引力F和它的瞬時功率P的變化情況是( 。
A.F不變,P變大B.F變小,P不變C.F變大,P變大D.F不變,P不變

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

11.“研究力的平行四邊形定則”的實驗裝置如圖甲所示,其中A為固定橡皮筋的圖釘,O為橡皮筋與細線的結(jié)點,OB和OC為細繩,圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的圖.
(1)圖乙中F與F′兩力中,方向一定沿AO方向的是F′.
(2)下列是某同學(xué)在做該實驗的一些看法,其中正確的是AB(填相應(yīng)的字母).
A.拉橡皮筋的繩線要細長,實驗中彈簧秤、橡皮筋、細繩應(yīng)貼近木板且與木板平面平行
B.拉橡皮筋結(jié)點到某一位置O時,拉力要適當大些,讀數(shù)時視線要正對彈簧秤刻度
C.拉橡皮筋結(jié)點到某一位置O時,兩個彈簧秤之間夾角應(yīng)取90°以便于算出合力大小.
D.實驗中,橡皮筋應(yīng)該與兩個彈簧秤之間夾角的平分線在同一直線上
E.實驗中,先將其中一個彈簧秤沿某一方向拉到最大量程.然后只需調(diào)節(jié)另一彈簧秤拉力的大小和方向,把橡皮筋另一端拉到O點.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

18.如圖所示,開口處有卡口、內(nèi)橫截面積為S的圓柱形氣缸,缸壁導(dǎo)熱良好,氣缸內(nèi)總?cè)莘e為V0,大氣壓強為P0,一厚度不計、質(zhì)量為m(m=$\frac{0.2{P}_{0}S}{g}$)的活塞封閉住一定量的理想氣體,溫度為T0時缸內(nèi)氣體體積為0.8V0,活塞與氣缸內(nèi)壁間無摩擦.先在活塞上緩慢放上質(zhì)量為2m的砂子,然后將缸內(nèi)氣體溫度升高到2T0.氣體的內(nèi)能與熱力學(xué)溫度的關(guān)系是U=aT,其中a為常量.求:
①溫度為2T0時缸內(nèi)氣體的壓強.
②加完砂子后,氣體溫度由T0升高到2T0過程中氣體吸收的熱量.

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

8.用圖所示的電路測定一種特殊電池的電動勢和內(nèi)阻,它的電動勢E約為8V,內(nèi)阻r約為30Ω,已知該電池允許輸出的最大電流為40mA.為防止調(diào)節(jié)滑動變阻器時造成短路,電路中用了一個定值電阻充當保護電阻,除待測電池外,可供使用的實驗器材還有:
A.電流表A(量程為0.05A、內(nèi)阻約為0.2Ω)
B.電壓表V(量程為6V、內(nèi)阻為20kΩ)
C.定值電阻R1(阻值為100Ω、額定功率為1W)
D.定值電阻R2(阻值為200Ω、額定功率為1W)
E.滑動變阻器R3(阻值范圍為0~10Ω、額定電流為2A)
F.滑動變阻器R4(阻值范圍為0~750Ω、額定電流為1A)
G.導(dǎo)線和單刀單擲開關(guān)若干
(1)為了電路安全及便于操作,定值電阻應(yīng)該選R2;滑動變阻器應(yīng)該選R4.(填寫器材名稱)
(2)接入符合要求的用電器后,閉合開關(guān)S,調(diào)滑動變阻器的阻值,讀取電壓表和電流表的示數(shù).取得多組數(shù)據(jù),作出了如圖所示的圖線.根據(jù)圖線得出該電池的電動勢E為7.7V,內(nèi)阻r為26Ω.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
(3)若所給的電壓表已被損壞,其他器材均可使用.重新選擇器材,設(shè)計電路測定該電池的電動勢和內(nèi)阻.請在虛線框中畫出設(shè)計的電路圖并在上面標明選定器材的名稱.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

15.一質(zhì)量為2kg的物體,在水平恒定拉力的作用下以一定的初速度在粗糙的水平面上做勻速運動,當運動一段時間后,拉力逐漸減小,且當拉力減小到零時,物體剛好停止運動,圖中給出了拉力隨位移變化的關(guān)系圖象.已知重力加速度g=10m/s2,由此可知( 。
A.物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.35
B.減速過程中拉力對物體所做的功約為13J
C.勻速運動時的速度約為5m/s
D.減速運動的時間約為3s

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

12.有一同學(xué)探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗過程如圖所示,其中F、2F分別是小車所受的合外力,M、2M分別是小車的總質(zhì)量,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)得到如圖所示的v-t圖線.
(1)要分析加速度與質(zhì)量的關(guān)系,應(yīng)選用甲與丙;要分析加速度與合外力的關(guān)系,應(yīng)選用甲與乙.(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)
(2)從圖中相應(yīng)的v-t圖線可知:甲車的加速度a和丙車的加速度a的大小關(guān)系為a=2a,結(jié)合兩車的質(zhì)量和受力情況,可以得到結(jié)論:物體的加速度與質(zhì)量成反比.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

13.某種酒精油酸溶液中油酸的體積百分比濃度為0.05%,50滴這種溶液的總體積為1mL,將1滴這樣的溶液滴在足夠大的水面上,酒精溶于水并很快揮發(fā)后,最后在水面上形成的油膜最大面積約為( 。
A.103cm2B.104cm2C.105cm2D.106cm2

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