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9.如圖所示,兩端開口的U形玻璃管兩邊粗細(xì)不同且足夠長,細(xì)管A的橫截面積SA、粗管B的橫截面積SB,管中裝入水銀,兩管中水銀面相平且管口距離混為12cm.SA:SB=2:3,大氣壓強(qiáng)為P0=75cmHg.
①若用一活塞將B管的管口封閉,并緩慢向下推活塞,保持B管內(nèi)被封閉氣體溫度不變,當(dāng)兩管中水銀面高度差為5cm時,活塞下移的距離為多少?
②若同時將A、B兩管口封閉,使B管內(nèi)封閉氣體的溫度從t=27℃開始緩慢升高,A管內(nèi)氣體溫度不變,當(dāng)兩管中水銀面高度差為5cm時,求B管內(nèi)封閉氣體的溫度.

分析 (1)水銀總體積是固定的,當(dāng)兩管中水銀面高度差為5cm時,得到兩側(cè)水銀面的變化情況,求解出氣體壓強(qiáng),然后根據(jù)玻意耳定律列式求解;
(2)兩管中水銀面高度差為5cm時,得到兩側(cè)氣體壓強(qiáng)間的關(guān)系式;然后對兩側(cè)氣體分別運(yùn)用理想氣體狀態(tài)方程列式后聯(lián)立求解.

解答 解:(1)水銀總體積是固定的,A上升的高度h1與B下降的高度h2之間的關(guān)系滿足:h1SA=h2SB
所以:h1h2=SBSA=32
兩邊液面高度差為5cm時,h1+h2=5
聯(lián)立得:h1=3cm;h2=2cm
即細(xì)管A液面上升3cm,粗管B液面下降2cm
封閉氣體初始壓強(qiáng)為:p1=p0=75cmHg,l1=12cm
封閉氣體末狀態(tài)壓強(qiáng)為:p2=p0+ph=80cmHg
由p1V1=p2V2
得p1l1=p2l2,
可得l2=p1l1p2=75×1281cm=11.25 cm
所以活塞下移距離為:(12+2-11.25)cm=2.75cm
(2)B的溫度升高則B的壓強(qiáng)增大,體積增大,當(dāng)當(dāng)兩管中水銀面高度差為5cm時,A液面上升3cm,B液面下降2cm;
初末狀態(tài)A氣體已知量:pB1=p0=75cmHg,lA1=12cm,lA2=(12-3)cm=9cm
由pA1VA1=pA2VA2
得pA1lA1=pA2lA2,
可得:pA2=PA1lA1lA2=75×129=100 cmHg
初末狀態(tài)B氣體已知量:pB1=p0=75cmHg,lB1=12cm,TB1=(273+27)K=300K
由題意得到pB3=pA2+ph′=105cmHg,lB3=(12+2)cm=14 cm
由理想氣體的狀態(tài)方程:PB1SBlB1TB1=PB3SBlB3T
得:T=PB3lB3PB1lB1TB1=105×1475×12×300 K=490K
即封閉氣體的溫度為217℃.
答:(1)活塞下移的距離為2.75cm;
(2)A管內(nèi)封閉氣體的溫度為217℃.

點(diǎn)評 本題關(guān)鍵確定封閉氣體的初末狀態(tài)的已知?dú)鈮骸囟�、體積,然后結(jié)合理想氣體狀態(tài)方程列式后聯(lián)立求解.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

19.在《探究加速度與合力、質(zhì)量的關(guān)系》的實(shí)驗中:

(1)實(shí)驗前,先在長木板下面遠(yuǎn)離定滑輪的一端墊上小木塊,并做適當(dāng)調(diào)整,使放在長木板上的小車恰好做勻速直線運(yùn)動,然后才開始實(shí)驗,這樣的目是平衡摩擦力.
(2)實(shí)驗過程中,小車質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)大于所掛重物質(zhì)量.(遠(yuǎn)小于、遠(yuǎn)大于、等于)
(3)在實(shí)驗過程中,打出了一條紙帶如圖2所示,計時器打點(diǎn)的時間間隔為0.02s.從比較清晰的點(diǎn)起,每兩測量點(diǎn)間還有4個點(diǎn)未畫出,量出相鄰測量點(diǎn)之間的距離如圖所示,則該小車的加速度大小a=0.15m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).
(4)某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗數(shù)據(jù)畫出a-F圖線,如圖3所示.圖線的延長線沒有過坐標(biāo)原點(diǎn),可能原因是沒有平衡摩擦力或平衡不足.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

20.如圖所示,p-V坐標(biāo)系中每個方格的邊長均相等,在p-V圖中的直線段AB表示一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)變化過程.則氣體從狀態(tài)A 變化到狀態(tài)B 的整個過程中,下列說法正確的是( �。�
A.氣體的溫度保持不變
B.氣體的內(nèi)能先增加某一值,再減少同樣的值
C.氣體對外做功,并吸熱
D.氣體的密度不斷減小

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

17.如圖所示,傳送帶與地面傾角θ=30°,從A到B長度為16m,傳送帶以10m/s的速率逆時針轉(zhuǎn)動.在傳送帶上端A無初速地放一個質(zhì)量為m=1kg的物體,它與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為μ=32,g=10m/s2.求:
(1)剛放上時,物塊對傳送帶的壓力及物塊受到的摩擦力
(2)物體從A運(yùn)動到B所需的時間是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

4.不計空氣阻力,下列運(yùn)動中哪一種是滿足機(jī)械能守恒的.( �。�
A.斜拋的石塊拋出后的運(yùn)動B.子彈射穿木塊
C.物體沿斜面勻速下滑D.物體沿光滑圓弧面從下向上運(yùn)動

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

14.如圖所示為一種自動跳閘的閘刀開關(guān),O是轉(zhuǎn)動軸,A是絕緣手柄,C是閘刀卡口,M、N接電源線,閘刀處于垂直紙面向里、B=1T的勻強(qiáng)磁場中,CO間距離為10cm,當(dāng)磁場力為0.2N時,閘刀開關(guān)會自動跳開.則要使閘刀開關(guān)能跳開,CO中通過的電流的大小和方向為( �。�
A.電流方向C→OB.電流方向O→CC.電流大小為2AD.電流大小為0.5A

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

1.一根長為2m的直導(dǎo)線,垂直于某勻強(qiáng)磁場方向放置,當(dāng)導(dǎo)線中通有2A的電流時,導(dǎo)線受到的安培力大小為0.8N,則:
(1)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為多大?
(2)當(dāng)導(dǎo)線中的電流增大為4A時,導(dǎo)線受到的安培力為多大?此時磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

18.某學(xué)習(xí)小組利用如圖所示的裝置驗證動能定理,圖中光電門能記錄擋光條通過該光電門所用的時間,請按照要求回答下面的問題.
(1)將氣墊導(dǎo)軌接通氣泵,通過調(diào)平螺絲調(diào)整氣墊導(dǎo)軌使之水平,則檢查是否調(diào)平的方法是接通氣源,將滑塊靜置于氣墊導(dǎo)軌上,滑塊基本保持靜止說明導(dǎo)軌是光滑的(或接通氣源,將滑塊靜置于氣墊導(dǎo)軌上,輕推滑塊,滑塊能基本做勻速直線運(yùn)動);.
在本實(shí)驗中是否要滿足砝碼盤和砝碼兩者的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊、擋光條和拉力傳感器三
者的總質(zhì)量M否(填“是”或“否”).
(2)在某次實(shí)驗中,該學(xué)習(xí)小組記錄了擋光條通過光電門1和光電門2所用的時間分別為△t1和△t2,并從拉力傳感器中讀出滑塊受到的拉力的大小F,并用天平測出滑塊、擋光條和拉力傳感器的總質(zhì)量M已知實(shí)驗過程中,滑塊與定滑輪間的細(xì)繩一直處于水平狀態(tài),該小組的操作規(guī)范,則為了驗證動能定理,還需要測定的物理量有:擋光條的寬度d,兩光電門之間的距離s(寫出對應(yīng)物理量的名稱及其物理量符號),要驗證的方程是Fs=12M(1u86zmet22-12M(7uvyaxkt12(請用題中和所測定的物理量的符號表示).
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

19.一足球以10m/s的速度飛來,被一腳反向踢回,踢出時速度大小為20m/s,球與腳接觸時間為0.1s,則此過程中足球的加速度為( �。�
A.100m/s2,方向與踢出方向相同B.100m/s2,方向與飛來方向相同
C.300m/s2,方向與踢出方向相同D.300m/s2,方向與飛來方向相同

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同步練習(xí)冊答案
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