1.如圖所示,粗細(xì)均勻的U形玻璃管豎直放置,左端封閉,右端開口,左端用水銀封閉著長(zhǎng)L=10cm的理想氣體,當(dāng)溫度為T=300K時(shí),兩管水銀面的高度差△h=4cm,設(shè)外界大氣壓為p0=76cmHg,為了使左、右兩管中的水銀面相平,求:
(1)若對(duì)封閉氣體緩慢加熱,溫度需升高多少攝氏度?
(2)若溫度保持初始溫度不變,需從右管的開口端再緩慢注入多少高度的水銀柱?

分析 (1)分別求出封閉氣體初態(tài)和末態(tài)的壓強(qiáng),由氣態(tài)方程求解封閉氣體溫度需升高多少.
(2)保持27°C不變,為了使左、右兩管中的水銀面相平,需從右管的開口端再緩慢注入的水銀,封閉氣體發(fā)生等溫變化,水銀面相平時(shí),封閉氣體的壓強(qiáng)等于大氣壓,由玻意耳定律和幾何關(guān)系求出注入的水銀柱高度h.

解答 解:(1)據(jù)題:為了使左、右兩管中的水銀面相平,左管水銀面下降$\frac{△h}{2}$,左管中氣柱的長(zhǎng)度增大$\frac{△h}{2}$
封閉氣體初態(tài):${p}_{1}^{\;}={p}_{0}^{\;}-△h$           ${V}_{1}^{\;}=LS$      T=300K
末態(tài):${p}_{2}^{\;}={p}_{0}^{\;}$         ${V}_{2}^{\;}=(L+\frac{△h}{2})S$         T′=?
對(duì)封閉氣體運(yùn)用理想氣體狀態(tài)方程
$\frac{({p}_{0}^{\;}-△h)LS}{T}=\frac{{p}_{0}^{\;}(L+\frac{△h}{2})S}{T′}$
代入數(shù)據(jù)解得:T′=380K故t′=107℃
需升高△t=△T=380-300=80℃
(2)對(duì)封閉氣體使用玻意耳定律:$({p}_{0}^{\;}-△h)LS={p}_{0}^{\;}L′S$
代入數(shù)據(jù)解得:L′=9.5cm
所加水銀柱長(zhǎng)度:h′=2(L-L′)+△h=5cm
答:(1)若對(duì)封閉氣體緩慢加熱,溫度需升高80℃
(2)若溫度保持初始溫度不變,需從右管的開口端再緩慢注入5cm高度的水銀柱

點(diǎn)評(píng) 本題要注意研究過程中哪些量不變,哪些量變化,選擇合適的氣體實(shí)驗(yàn)定律解決問題,要注意左右兩管粗細(xì)不同,抓住體積不變,研究水銀面高度變化的關(guān)系.

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

11.質(zhì)量為2kg的物體在光滑水平面上受到與水平方向成30°角的拉力F=3N的作用,經(jīng)過10s時(shí)間力F的沖量大小為30N•s,重力的沖量大小為200N•s,彈力的沖量大小為185   N•s(g取10m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

12.關(guān)于沖量、動(dòng)量的相關(guān)知識(shí),下列說法中正確的是(  )
A.動(dòng)量的方向一定是物體速度的方向
B.物體的動(dòng)量越大,它的慣性也越大
C.物體動(dòng)量變化的方向一定與物體所受合外力的沖量方向相同
D.動(dòng)量變了,動(dòng)能可能不變
E.物體受到的沖量越大,則它的動(dòng)量一定越大

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

9.“北斗”衛(wèi)星定位系統(tǒng)由地球靜止軌道衛(wèi)星(同步衛(wèi)星)、中軌道衛(wèi)星和傾斜同步衛(wèi)星組成.地球靜止軌道衛(wèi)星和中軌道衛(wèi)星都在圓軌道上運(yùn)行,它們距地面的高度分別約為地球半徑的6倍和3.4倍,下列說法中正確的是(  )
A.靜止軌道衛(wèi)星的周期約為中軌道衛(wèi)星的2倍
B.靜止軌道衛(wèi)星的線速度大小約為中軌道衛(wèi)星的2倍
C.中軌道上的衛(wèi)星所受的萬有引力比靜止軌道上的衛(wèi)星大
D.中軌道上的衛(wèi)星在運(yùn)動(dòng)過程中加速度不變

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

16.以下關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)及萬有引力的描述正確的是( 。
A.開普勒認(rèn)為行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道是橢圓,行星在橢圓軌道上各個(gè)地方的速率均相等
B.太陽(yáng)對(duì)行星的引力與地球?qū)υ虑虻囊儆诓煌再|(zhì)的力
C.牛頓提出的萬有引力定律只適用于天體之間
D.卡文迪許利用扭稱實(shí)驗(yàn)測(cè)出了引力常量的數(shù)值

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

6.如圖所示電路,前級(jí)輸入既有直流成分,又有交流高頻和低頻成分,線圈的自感系數(shù)L=2mH,電容器的電容C=80pF,則該電路的作用是( 。
A.阻直流、通交流,輸出交流
B.阻高頻、通低頻、輸出低頻交流和直流
C.阻低頻、通高頻、輸出高頻交流
D.阻交流、通直流、輸出直流

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

13.在研究物體運(yùn)動(dòng)時(shí),下列物體中不能當(dāng)做質(zhì)點(diǎn)處理的是( 。
A.用GPS定位系統(tǒng)研究汽車位置時(shí)
B.研究“神舟八號(hào)”飛船繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)
C.研究乒乓球運(yùn)動(dòng)員張繼科發(fā)出的乒乓球時(shí)
D.研究火車穿越一山洞所需時(shí)間時(shí)

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

10.如圖所示,半徑R=0.5m的$\frac{1}{4}$圓弧接收屏位于電場(chǎng)強(qiáng)度方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,OB水平,一質(zhì)量為m=1.0×10-6kg,帶電荷量為q=8.0×10-6C的粒子從與圓弧圓心O等高且距O點(diǎn)0.3m的A點(diǎn)以初速度v0=3×102m/s 水平射出,粒子重力不計(jì),粒子恰好能垂直打到圓弧曲面上的C點(diǎn)(圖中未畫出),取C點(diǎn)電勢(shì)為0,則(  )
A.該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為105 V/m
B.粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能為8×10-5J
C.粒子到達(dá)C點(diǎn)的速度大小為4×102m/s
D.粒子速率為400m/s時(shí)的電勢(shì)能為4.5×10-4J

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

4.關(guān)于物體的運(yùn)動(dòng)描述下列說法中正確的是( 。
A.做曲線運(yùn)動(dòng)的物體速度方向必定變化,且一定處于不平衡狀態(tài)
B.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)但加速度可能恒定不變
C.做平拋運(yùn)動(dòng)的物體某時(shí)刻速度的速度方向可能豎直向下
D.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合外力方向不一定與速度方向垂直

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