精英家教網(wǎng)如圖所示，一個足夠長的一端封閉的U形管中，用兩段水銀柱封閉著初溫87℃的長L=20cm空氣柱，已知外界大氣壓強p0=75cmHg，水銀柱h1=40cm，h2=33cm，則
（1）氣柱壓強為多少cmHg？
（2）如果保持氣體溫度不變，由于外界大氣壓p0的變化導(dǎo)致水銀柱h1對頂部壓力的變化，當壓力恰好為零時，外界大氣壓為多少？
（3）如果保持大氣壓p0=75cmHg不變，讓氣體溫度改變，則當水銀柱h1對頂部恰好無壓力時，氣體溫度為多少℃．
分析：（1）根據(jù)水銀柱見的關(guān)系可以求得封閉氣體的壓強的大小；
（2）以封閉氣體研究對象，找出初末狀態(tài)的P、V、T，利用理想氣體狀態(tài)方程可求解；
（3）根據(jù)水銀柱h1對頂部恰好無壓力，可以求得氣體的壓強的大小，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可以求得溫度．
解答：解：（1）氣柱壓強為 p1=p0-ph1=75-33=42cmHg          
（2）此時氣體壓強  P2=Ph1=40cmHg    
有狀態(tài)方程可得 P1V1=P2V2     L2=21cm        
此時的   h2′=31cm                  
P2=p0′-P 
h
′
2

所以此時的大氣的壓力 p0′=71cmHg．    
（3）氣體壓強仍然為 P2=40cmHg
P2=P0-P 
h
″
2
   
P 
h
″
2
=35cmHg   
h2″=35cm       
所以氣體長度 L′=19cm，
對氣體：
P1L
T1
=
P2L′
T2
                 
所以 T2=325.7K                 
即溫度為 t2=52.7℃．
答：（1）氣柱壓強為42cmHg；
（2）當壓力恰好為零時，外界大氣壓為71cmHg；
（3）如果保持大氣壓p0=75cmHg不變，讓氣體溫度改變，則當水銀柱h1對頂部恰好無壓力時，氣體溫度為52.7℃．
點評：本題首先要明確氣體發(fā)生了等溫變化，根據(jù)玻意耳定律和幾何關(guān)系求解加入水銀的長度是關(guān)鍵．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2005?徐州二模）如圖所示，一個足夠長的“U”形金屬導(dǎo)軌NMPQ固定在水平面內(nèi)，MN、PQ兩導(dǎo)軌間的寬為L=0.50m．一根質(zhì)量為m=0.50kg的均勻金屬導(dǎo)體棒ab靜止在導(dǎo)軌上且接觸良好，abMP恰好圍成一個正方形．該軌道平面處在磁感應(yīng)強度大小可以調(diào)節(jié)的豎直向上的勻強磁場中．a(chǎn)b棒的電阻為R=0.10Ω，其他各部分電阻均不計．開始時，磁感應(yīng)強度B0=0.50T．
（1）若保持磁感應(yīng)強度B0的大小不變，從t=0時刻開始，給ab棒施加一個水平向右的拉力，使它做勻加速直線運動．此拉力F的大小隨時間t變化關(guān)系如圖2乙所示．求勻加速運動的加速度及ab棒與導(dǎo)軌間的滑動摩擦力．
（2）若從t=0開始，使磁感應(yīng)強度的大小從B0開始使其以
△B△t
=0.20T/s的變化率均勻增加．求經(jīng)過多長時間ab棒開始滑動？此時通過ab棒的電流大小和方向如何？（ab棒與導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等）

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，一個足夠長的金屬導(dǎo)軌PQ、MN固定在水平面內(nèi)，PQ、MN兩導(dǎo)軌間的距離L=0.50m，PM間接入R=0.4Ω的電阻．一根質(zhì)量為m=0.5kg的均勻金屬導(dǎo)體棒ab橫跨在導(dǎo)軌上且接觸良好，abMP圍成一個正方形．該軌道平面處在磁感應(yīng)強度大小可以調(diào)節(jié)的豎直向上的勻強磁場中，ab棒與導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等且均為Fm=1.0N，ab棒的電阻為r=0.1Ω，其余電阻不計．開始時（t=0），磁感應(yīng)強度為B0=0.50T．
求：
（1）若從t=0時開始，調(diào)節(jié)磁感應(yīng)強度的大小，使其以
△B△t
=0.2T/s的變化率均勻增加，求經(jīng)過多長時間ab棒開始滑動及此時通過ab棒的電流方向？
（2）若保持磁感應(yīng)強度的大小恒為B0=0.50T，在t=0時刻給ab棒一個向右的瞬時沖量I，接著ab棒在導(dǎo)軌上運動了S=2m后停下來，已知在此過程中，整過回路中電阻上產(chǎn)生的電熱為Q=2J，求沖量I的大�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，一個足夠長的“門”形金屬導(dǎo)軌NMPQ固定在水平面內(nèi)，MN、PQ兩導(dǎo)軌間的寬度L=0.50m，一根質(zhì)量為m=0.50kg的均勻金屬棒ab橫跨在導(dǎo)軌上且接觸良好，abMP恰好圍成一個正方形，該導(dǎo)軌平面處在磁感應(yīng)強度大小可以調(diào)節(jié)的豎直向上的勻強磁場中，ab棒與導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力均為fm=1.0N，ab棒的電阻為R=0.10Ω，其他各部分電阻均不計，開始時，磁感應(yīng)強度B0=0.50T
（1）若從某時刻（t=0）開始，調(diào)節(jié)磁感應(yīng)強度的大小使其以
△B△t
=0.20T/s的變化率均勻增加，則經(jīng)過多少時間ab棒開始滑動？
（2）若保持磁感應(yīng)強度B0的大小不變，從t=0時刻開始，給ab棒施加一個水平向右的拉力F，使它以a=4.0m/s2的加速度勻加速運動，請推導(dǎo)出拉力F的大小隨時間變化的函數(shù)表達式，并在所給的F-t坐標上作出拉力F隨時間t變化的F-t圖線．
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科目：高中物理 來源： 題型：

（10分）如圖所示，一個足夠長的“U”型金屬導(dǎo)軌NMPQ固定在水平面內(nèi)，MN、PQ兩導(dǎo)軌間的寬度為L=0.5m。一根質(zhì)量為m=0.5kg的均勻金屬棒ab橫跨在導(dǎo)軌上且接觸良好，abPM恰好圍成一個正方形。該軌道平面處在磁感應(yīng)強度大小可以調(diào)節(jié)的豎直向上的勻強磁場中。ab棒與導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力均為Fm=1.0N，ab棒的電阻為R=0.10Ω，其他各部分電阻均不計。開始時，磁感應(yīng)強度B0=0.5T。

（1）若從某時刻（t=0）開始，調(diào)節(jié)磁感應(yīng)強度的大小使其以T/s的變化率均勻增加。求經(jīng)過多長時間ab開始滑動？此時通過ab棒的電流大小和方向如何？

（2）若保持磁感強度的大小始終為B0=0.5T，從t=0開始，給ab棒施加一個水平向右的拉力，使它以a=4m/s2的加速度勻加速運動。推導(dǎo)出此拉力F＇的大小隨時間變化的函數(shù)表達式。并在坐標圖上作出拉力F＇隨時間t變化的F＇­―t圖線。

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