【題目】粗細(xì)均勻的U形玻璃管豎直放置，左端封閉，右端開(kāi)口。初始時(shí)，管內(nèi)水銀柱及空氣柱長(zhǎng)度如圖所示，下方水銀柱足夠長(zhǎng)且左、右兩側(cè)水銀面等高。已知大氣壓強(qiáng)p0=75cmHg，環(huán)境溫度不變。現(xiàn)從U形管右側(cè)緩慢注入水銀，使右側(cè)空氣柱上方水銀柱的長(zhǎng)度變?yōu)?/span>25cm。求：

(i)右側(cè)管內(nèi)封閉空氣柱的長(zhǎng)度；

(ii)左側(cè)管內(nèi)水銀面上升的高度。

【答案】(i)4.5cm；(ii)2cm

【解析】

(i)設(shè)玻璃管的橫截面積為S；令、g分別為水銀密度和重力加速度，初始時(shí)，右側(cè)水銀柱高度為h1=15cm，產(chǎn)生壓強(qiáng)為ph1，空氣柱長(zhǎng)度為l1=5cm，壓強(qiáng)為p1，注入水銀后，右側(cè)水銀柱高度為h1=25cm，產(chǎn)生壓強(qiáng)為ph1，空氣柱長(zhǎng)度為l1，壓強(qiáng)為p1，由力的平衡條件有

p1=p0+ph1=90cmHg

p1=p0+ph1=100cmHg

由玻意耳定律有p1l1S=p1l1S，聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù)解得

l1=4.5cm

(ii)初始時(shí)，左側(cè)空氣柱長(zhǎng)度為l2=32cm，壓強(qiáng)為p2=p1；注入水銀后，設(shè)左側(cè)水銀面上升的高度為h，高出的水銀柱產(chǎn)生壓強(qiáng)為2ph，左側(cè)空氣柱壓強(qiáng)為p2由力的平衡條件有

p2=p12ph

由玻意耳定律有

p2l2S=p2(l2h)S

聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù)得

h282h+160=0

解得

h=80cm（不合題意，舍去），h=2cm

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】間距為l=0.5 m兩平行金屬導(dǎo)軌由傾斜部分和水平部分平滑連接而成，如圖所示，傾斜部分導(dǎo)軌的傾角θ =30°，導(dǎo)軌上端連有阻值R=0.5 Ω的定值電阻且傾斜導(dǎo)軌處于大小為B1=0.5T、方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。水平部分導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，圖示矩形虛線框區(qū)域存在大小為B2=1T、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)區(qū)域的寬度d=3m�，F(xiàn)將質(zhì)量m=0.1kg、總電阻r0=0.6Ω、長(zhǎng)L0=0.6m的導(dǎo)體棒ab從傾斜導(dǎo)軌上端釋放（導(dǎo)體棒電阻均勻分布），達(dá)到穩(wěn)定速度v0后進(jìn)入水平導(dǎo)軌，當(dāng)恰好穿過(guò)B2磁場(chǎng)時(shí)速度v=2m/s，已知導(dǎo)體棒穿過(guò)B2磁場(chǎng)的過(guò)程中速度變化量與在磁場(chǎng)中通過(guò)的距離滿足（比例系數(shù)k未知），運(yùn)動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，不計(jì)摩擦阻力和導(dǎo)軌電阻。求：

(1)導(dǎo)體棒ab的速度v0；

(2)導(dǎo)體棒ab穿過(guò)B2磁場(chǎng)過(guò)程中通過(guò)R的電荷量及導(dǎo)體棒ab產(chǎn)生的焦耳熱；

(3)若磁場(chǎng)B1大小可以調(diào)節(jié)，其他條件不變，為了使導(dǎo)體棒ab停留在B2磁場(chǎng)區(qū)域，B1需滿足什么條件。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某質(zhì)點(diǎn)從O點(diǎn)開(kāi)始以初速度v0做平拋運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，以拋出點(diǎn)O為原點(diǎn)建立圖示的平面直角坐標(biāo)系，從質(zhì)點(diǎn)離開(kāi)O點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)，在T、2T、3T、4T時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)依次到達(dá)A（x1，y1）、B（x2，y2）、C（x3，y3）、D（x4，y4）。已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g，下列說(shuō)法中正確的是（　�。�

A.質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)A、B、C、D任一點(diǎn)時(shí)，其水平方向的分速度始終為v0

B.質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí)，豎直方向的分速度為4gT

C.質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度方向與這段時(shí)間內(nèi)的位移方向相同

D.y1∶y2∶y3∶y4＝1∶3∶5∶7

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】電路圖如圖中甲所示，圖乙中圖線是電路中的電源的路端電壓隨電流變化的關(guān)系圖象，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為10Ω，定值電阻R0=3Ω．

（1）當(dāng)R為何值時(shí)，R0消耗的功率最大，最大值為多少？

（2）當(dāng)R為何值時(shí)，電源的輸出功率最大，最大值為多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，某高架橋的引橋可視為一個(gè)傾角、長(zhǎng)l=500 m的斜面．一輛質(zhì)量m=2 000 kg的電動(dòng)汽車(chē)從引橋底端由靜止開(kāi)始加速，其加速度a隨速度可變化的關(guān)系圖像如圖乙所示，電動(dòng)汽車(chē)的速度達(dá)到1 m/s后，牽引力的功率保持恒定．已知行駛過(guò)程中電動(dòng)汽車(chē)受到的阻力Ff（摩擦和空氣阻力）不變，重力加速度g取10 m/s2．下列說(shuō)法正確的是

A.電動(dòng)汽車(chē)所受阻力Ff=12 000 N

B.電動(dòng)汽車(chē)的速度達(dá)到1 m/s后，牽引力的功率P0=12 kW

C.第1 s內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)牽引力的功率P與時(shí)間t滿足P=12 000t

D.第1 s內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)機(jī)械能的增加量等于牽引力與阻力做功的代數(shù)和，大小為6 000 J

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中采用重物自由下落的方法。

(1)某同學(xué)列舉實(shí)驗(yàn)中用到的實(shí)驗(yàn)器材為：鐵架臺(tái)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及復(fù)寫(xiě)紙片、紙帶、秒表、低壓交流電源、導(dǎo)線、重錘、天平，其中不必要的是___________。

(2)如果以為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的圖線應(yīng)是下圖中的_______

(3)在一次實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量m的重物自由下落，在紙帶上打出一系列相鄰的點(diǎn)，如圖所示，長(zhǎng)度單位cm，那么從起點(diǎn)O到打下記數(shù)點(diǎn)B的過(guò)程中重力勢(shì)能減少量是ΔEP=________ J，此過(guò)程中物體動(dòng)能的增加量ΔEk=________J（g取10m/s2，結(jié)果數(shù)據(jù)均保留至小數(shù)點(diǎn)后兩位）；通過(guò)計(jì)算，數(shù)值上ΔEP_______ΔEk（填“>”“=”或“<”），這是因?yàn)?/span>______________。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布關(guān)于y軸（沿豎直方向）對(duì)稱(chēng)，y軸是一條電場(chǎng)線，O、M、N是y軸上的三個(gè)點(diǎn)，且OM=MN，P點(diǎn)在y軸的右側(cè)，MP⊥ON，則（ ）

A.M點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)的電勢(shì)高

B.將負(fù)電荷由O點(diǎn)移動(dòng)到P點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功

C.M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大于O、M兩點(diǎn)間的電勢(shì)差

D.在O點(diǎn)靜止釋放一帶正電粒子，該粒子將做曲線運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，滑板愛(ài)好者在水平平臺(tái)上的A點(diǎn)，從靜止開(kāi)勻速滑行x=4m，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度vB=4m/s，再?gòu)?/span>B點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)落在水平地面上的C點(diǎn)，平臺(tái)距地面高度h=0.45m，取g=10。求：

(1)滑板愛(ài)好者沿水平平臺(tái)滑行的加速度大小a；

(2)滑板愛(ài)好者從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)所需時(shí)間t；

(3)滑板愛(ài)好者落在C點(diǎn)時(shí)的速度vC。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在豎直平面內(nèi)固定的圓形絕緣軌道的圓心在O點(diǎn)，半徑為r，內(nèi)壁光滑，A、B兩點(diǎn)分別是圓弧的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)。該區(qū)間存在方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，一質(zhì)量為m、帶負(fù)電的小球在軌道內(nèi)側(cè)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)（電荷量不變），經(jīng)C點(diǎn)時(shí)速度最大，O、C連線與豎直方向夾角θ=60°，重力加速度為g.

(1)求小球所受到的電場(chǎng)力大��；

(2)小球在A點(diǎn)速度多大時(shí)，小球經(jīng)B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力最小？

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同步練習(xí)冊(cè)答案