【題目】（10分）粗細(xì)均勻的U形管中裝有水銀，左管上端開口與大氣相連，右管上端封閉，如圖所示。開始時(shí)兩管內(nèi)水銀柱等高，兩管內(nèi)空氣（可視為理想氣體）柱長均為l=90cm，此時(shí)兩管內(nèi)空氣柱溫度均為27℃，外界大氣壓為p0=76cmHg�，F(xiàn)在左管上端開口處緩慢注入水銀壓縮空氣柱，直至右管內(nèi)水銀面上升10cm，在注入水銀過程中，左管內(nèi)溫度緩慢下降到–23℃，右管內(nèi)溫度保持在27℃。求：

（i）注入水銀柱的長度；

（ii）左管注入的水銀柱上表面離左管開口的距離。

【答案】（i）29.5cm （ii）16.5cm

【解析】（i）設(shè)U形管橫截面積為S，水銀密度為ρ，重力加速度為g，注入水銀柱的長度為h，注入水銀后左管內(nèi)空氣柱的長度為L

左管內(nèi)空氣柱：初狀態(tài)，p1=76cmHg，V1=90cm×S，T1=273K+27K=300K（1分）

末狀態(tài)，p2=76cmHg+ρgh，V2=LS，T2=273K–23K=250 K（1分）

右管內(nèi)空氣柱：初狀態(tài)，p3=76cmHg，V3=90cm×S，T3=300K

末狀態(tài)，p4=p2–20cmHg=56cmHg+ρgh，V4=80cm×S，T4=T3=300K（1分）

對(duì)右管內(nèi)空氣柱，由玻意耳定律得：p3V3=p4V4（2分）

代入數(shù)據(jù)得：h=29.5cm（1分）

（ii）對(duì)左管內(nèi)空氣柱，由理想氣體狀態(tài)方程得：（2分）

解得：L=54 cm（1分）

左管注入的水銀柱上表面離左管開口的距離（1分）

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：

【題目】下列情況中的物體，能看作質(zhì)點(diǎn)的是

A. 太空中繞地球運(yùn)行的衛(wèi)星

B. 正在沖線的百米賽跑運(yùn)動(dòng)員

C. 勻速行駛著的汽車的車輪

D. 正在躍過橫桿的跳高運(yùn)動(dòng)員

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，理想變壓器的原、副線圈電路中接有四只規(guī)格相同的燈泡，原線圈電路接在電壓恒為U0的交變電源上。當(dāng)S斷開時(shí)，L1、L2、L3三只燈泡均正常發(fā)光；若閉合S，已知燈泡都不會(huì)損壞，且燈絲電阻不隨溫度變化，則

A. 燈泡L1變亮 B. 燈泡L2變亮 C. 燈泡L3亮度不變 D. 燈泡L4正常發(fā)光

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，ab是勻強(qiáng)磁場的邊界，質(zhì)子()和α粒子()先后從c點(diǎn)射入磁場，初速度方向與ab邊界夾角均為45，并都到達(dá)d點(diǎn)。不計(jì)空氣阻力和粒子間的作用。關(guān)于兩粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是( )

A. 質(zhì)子和α粒子運(yùn)動(dòng)軌跡相同

B. 質(zhì)子和α粒子運(yùn)動(dòng)動(dòng)能相同

C. 質(zhì)子和α粒子運(yùn)動(dòng)速率相同

D. 質(zhì)子和α粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在野外遇到電閃雷鳴時(shí)，應(yīng)當(dāng)（ ）

A. 躲在大樹下

B. 躲進(jìn)小山洞

C. 撐著鋼柄傘

D. 站在避雷針旁邊

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在水平向右的勻強(qiáng)電場中以豎直和水平方向建立直角坐標(biāo)系，一帶負(fù)電的油滴從坐標(biāo)原點(diǎn)以初速度v0向第一象限某方向拋出，當(dāng)油滴運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)A（圖中未畫出）時(shí)速度為v，試從做功與能量轉(zhuǎn)化角度分析此過程，下列說法正確的是

A. 若v＞v0，則重力和電場力都對(duì)油滴做正功引起油滴動(dòng)能增大

B. 若v＞v0，則油滴電勢能的改變量可能小于油滴重力勢能的改變量

C. 若v=v0，則A點(diǎn)可能位于第一象限

D. 若v=v0，則A點(diǎn)一定位于第二象限

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】1798年，英國物理學(xué)家卡文迪許做了一項(xiàng)偉大的實(shí)驗(yàn)，他把這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)說成是“稱量地球的質(zhì)量”，在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中首次測量出了（ ）

A. 地球表面附近的重力加速度 B. 地球的公轉(zhuǎn)周期

C. 月球到地球的距離 D. 引力常量

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一定質(zhì)量的理想氣體被一厚度可忽略的活塞封閉在導(dǎo)熱性能良好的汽缸內(nèi)，如圖所示水平放置�；钊馁|(zhì)量m=20kg，橫截面積S=100cm2,活塞可沿汽缸壁無摩擦滑動(dòng)但不漏氣，開始使汽缸水平放置（如圖甲），活塞與汽缸底的距離L1=12cm,離汽缸口的距離L0=4cm。外界氣溫為27℃,大氣壓強(qiáng)為1.0×l05Pa，將汽缸緩慢地轉(zhuǎn)到開口向上的豎直位罝（如圖乙），待穩(wěn)定后對(duì)缸內(nèi)氣體逐漸加熱，使活塞上表面剛好與汽缸口相平(如圖丙）。g取10m/s2，

（1）此時(shí)（如圖丙）氣體的溫度為多少；

（2）在對(duì)缸內(nèi)氣體加熱的過程中，氣體膨脹對(duì)外做功，若氣體增加的內(nèi)能ΔU=318J, 求氣體吸收的熱量

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一個(gè)理想變壓器原線圈的匝數(shù)為50匝，副線圈的匝數(shù)為100匝，原線圈兩端接在光滑的水平平行導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌間距為0.4m。導(dǎo)軌上垂直于導(dǎo)軌有一長度略大于導(dǎo)軌間距的導(dǎo)體棒，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒的電阻忽略不計(jì)，副線圈回路中電阻R1=5Ω，R2=15Ω．圖中交流電壓表為理想電壓表。導(dǎo)軌所在空間有垂直于導(dǎo)軌平面、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為1T的勻強(qiáng)磁場。導(dǎo)體棒在水平外力的作用下運(yùn)動(dòng)，其速度隨時(shí)間變化的關(guān)系式為： ，則下列說法中正確的是

A. R1的功率為0.2 W

B. 電壓表的示數(shù)為

C. 水平外力為恒力

D. 變壓器鐵芯中磁通量變化率的最大值為0.04 Wb/s

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同步練習(xí)冊(cè)答案