14.如圖,粗細(xì)均勻、內(nèi)徑較小、兩端開口的U形管豎直放置,兩管的豎直部分高度均為20cm,水平部分BC長(zhǎng)6cm,一空氣柱將管內(nèi)水銀分隔成左右兩段.當(dāng)空氣柱溫度為T0=273K、長(zhǎng)為L(zhǎng)0=10cm時(shí),AB管內(nèi)水銀柱長(zhǎng)為2cm,BC管內(nèi)空氣柱左邊水銀柱長(zhǎng)2cm,右側(cè)水銀柱未畫出,大氣壓強(qiáng)P0=7bcrnHg.求:
①空氣柱右邊水銀柱總長(zhǎng).
②當(dāng)對(duì)空氣柱緩慢加熱,左邊的水銀恰好全部進(jìn)入豎直管AB內(nèi)時(shí),空氣柱的溫度.
③繼續(xù)緩慢加熱,空氣柱溫度為多少時(shí),左側(cè)豎直管內(nèi)的水銀柱上表面剛好到達(dá)管口.

分析 (1)由于平衡,兩邊水銀面等高,即可求得右邊水銀柱總長(zhǎng);
(2)左邊的水銀恰好全部進(jìn)入豎直管AB內(nèi)時(shí),根據(jù)左側(cè)水銀柱平衡可以求出底部氣體的壓強(qiáng),然后根據(jù)玻意耳定律列式求解;
(3)當(dāng)AB管中水銀柱上表面恰好上升到管口時(shí),高度差最大,封閉氣體發(fā)生等壓變化,根據(jù)蓋•呂薩克定律求解空氣柱溫度.

解答 解:①設(shè)右側(cè)CD管內(nèi)水銀高h(yuǎn),可知h=2cm,
所以右側(cè)水銀柱總長(zhǎng)l=h+16cm-12cm=6cm.
②當(dāng)左側(cè)水銀全部進(jìn)入AB管內(nèi)時(shí),右側(cè)CD管內(nèi)水銀柱高4cm
$\frac{{P}_{1}{V}_{1}}{{T}_{0}}=\frac{{P}_{2}{V}_{2}}{{T}_{2}}$,
P1=78cmHg,P2=80cmHg,
V1=L0S,V2=L2S,L2=14cm,
代入數(shù)據(jù)解得:${T}_{2}=\frac{{T}_{0}{P}_{2}{V}_{2}}{{P}_{1}{V}_{1}}$=392K.
③氣體做等壓變化,有:$\frac{{V}_{2}}{{T}_{2}}=\frac{{V}_{3}}{{T}_{3}}$,
V3=L3S,L3=30cm,
代入數(shù)據(jù)解得:${T}_{3}=\frac{{V}_{3}{T}_{2}}{{V}_{2}}$=840K.
答:①空氣柱右邊水銀柱總長(zhǎng)為6cm.
②空氣柱的溫度為392K.
③空氣柱溫度為840K時(shí),左側(cè)豎直管內(nèi)的水銀柱上表面剛好到達(dá)管口.

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵根據(jù)平衡條件得到底部氣體的氣體壓強(qiáng),然后根據(jù)玻意耳定律和呂薩克定律列式求解.

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:填空題

4.在電場(chǎng)中處于靜電平衡中的導(dǎo)體,其凈電荷分布在外表面上;內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)為0.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

5.隨著全世界開始倡導(dǎo)低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,電動(dòng)自行車產(chǎn)品已越來越受到大家的青睞.某同學(xué)為了測(cè)定某電動(dòng)車電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻,設(shè)計(jì)了如圖所示電路,提供的實(shí)驗(yàn)器材有:
電動(dòng)車電池一組,電動(dòng)勢(shì)約為12V,內(nèi)阻未知
直流電流表,量程300mA,內(nèi)阻不計(jì)
電阻箱R,阻值范圍為0~999.9Ω
定值電阻R0,阻值為10Ω
開關(guān)和導(dǎo)線若干
改變電阻箱的阻值R,讀出對(duì)應(yīng)的電流表的讀數(shù)I,然后把對(duì)應(yīng)的R、I值作為點(diǎn)的坐標(biāo),做出$\frac{1}{I}$-R圖線.回答下列問題:
(1)下列三組關(guān)于R的取值方案中,比較合理的方案是2(選填方案編號(hào)1、2或3).
方案編號(hào) 電阻箱的阻值R/Ω
 1 300.0 250.0 200.0 150.0 100.0
 2 100.0 85.0 70.0 55.0 40.0
 3 40.0 30.0 25.0 20.0 15.0
(2)繪出的$\frac{1}{I}$-R圖象是一條直線.若直線的斜率為k,在$\frac{1}{I}$坐標(biāo)軸上的截距為b,則該電源的電動(dòng)勢(shì)E=$\frac{1}{k}$,內(nèi)阻r=$\frac{k}-{R_0}$(用k、b和R0表示).

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

2.在某個(gè)點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)的A點(diǎn),放入試探電荷q=2C,受到的電場(chǎng)力為2N,則該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為1N/C;若把試探電荷q拿走后,該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小又為1N/C;若又把另一個(gè)試探電荷q=3C放入該點(diǎn),則該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小又為1N/C.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

9.有一列水波在平靜的水中傳播,把水波簡(jiǎn)化為橫波,已知該水波的波長(zhǎng)為λ=4m,傳播速度V=2m/s  波浪的浪高為A=0.5m,離波源距離為S=16m處的平靜水面上有一個(gè)漂浮的浮雕,求
(1)該列波的周期T是多少?
(2)波從波源傳播到浮雕處需要用多少時(shí)間?
(3)波從波源開始傳播,經(jīng)過60s的時(shí)間,求浮雕所通過的路程是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

19.有一些問題你可能不會(huì)求解,但是你仍有可能對(duì)這些問題的解是否合理進(jìn)行分析和判斷.例如從解的物理量的單位,解隨某些已知量變化的趨勢(shì),解在一定特殊條件下的結(jié)果等方面進(jìn)行分析,并與預(yù)期結(jié)果、實(shí)驗(yàn)結(jié)論等進(jìn)行比較,從而判斷解的合理性或正確性.
舉例如下:如圖所示,質(zhì)量為M、傾角為θ的滑塊A放于水平地面上.把質(zhì)量為m的滑塊B放在A的斜面上.忽略一切摩擦,有人求得B相對(duì)地面的加速度a=$\frac{M+m}{M+msin^{2}θ}$ gsinθ,式中g(shù)為重力加速度.
對(duì)于上述解,某同學(xué)首先分析了等號(hào)右側(cè)量的單位,沒發(fā)現(xiàn)問題.他進(jìn)一步利用特殊條件對(duì)該解做了如下四項(xiàng)分析和判斷,所得結(jié)論都是“解可能是對(duì)的”.但是,其中有一項(xiàng)是錯(cuò)誤的.請(qǐng)你指出該項(xiàng).(  )
A.當(dāng)θ°時(shí),該解給出a=0,這符合常識(shí),說明該解可能是對(duì)的
B.當(dāng)θ=90°時(shí),該解給出a=g,這符合實(shí)驗(yàn)結(jié)論,說明該解可能是對(duì)的
C.當(dāng)M>>m時(shí),該解給出a=gsinθ,這符合預(yù)期的結(jié)果,說明該解可能是對(duì)的
D.當(dāng)m>>M時(shí),該解給出a=$\frac{g}{sinθ}$,這符合預(yù)期的結(jié)果,說明該解可能是對(duì)的

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

3.一輕桿兩端分別固定質(zhì)量為mA和mB的兩個(gè)小球A和B(可視為質(zhì)點(diǎn)).將其放在一個(gè)光滑球形容器中從位置1開始下滑,如圖所示,當(dāng)輕桿到達(dá)位置2時(shí)球A與球形容器球心等高,其速度大小為v1,已知此時(shí)輕桿與水平方向成θ=30°角,B球的速度大小為v2,則(  )
A.v2=$\frac{1}{2}$v1B.v2=2v1C.v2=v1D.v2=$\sqrt{3}$v1

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

20.如圖中,A、B、C是勻強(qiáng)電場(chǎng)中同一平面上的三個(gè)點(diǎn),各點(diǎn)電勢(shì)φA=10V、φB=-2V、φC=4V,圖中的各圖中電場(chǎng)強(qiáng)度的方向表示正確的是 (  )
A.B.C.D.

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

1.某同學(xué)在做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)時(shí),從打下的若干紙帶中選出了如圖所示的一條(每?jī)牲c(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出來),圖中上部的數(shù)字為相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50Hz.

(1)該紙帶上每?jī)蓚(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.1s.
(2)用s1、s2、s3、s4、s5、s6來表示各相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離,該勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度的表達(dá)式為a=$\frac{{({s_6}+{s_5}+{s_4})-({s_3}+{s_2}+{s_1})}}{{9{T^2}}}$,其數(shù)值大小為a=1.93 m/s2.(保留3位有效數(shù)字)
(3)與紙帶上D點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度為v=1.18 m/s.(保留3位有效數(shù)字)

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