18.如圖所示,將一端封閉的均勻細(xì)玻璃管水平放置,其開口端向右,水銀柱長度h1=25cm,被封空氣柱長度L1=49cm,玻璃管總長L=76cm,在周圍環(huán)境溫度T1=300K,大氣壓強(qiáng)P0=1.0×105Pa的前提下,試求:
(1)若將玻璃管繞封閉端沿順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)過90°,計(jì)算被封空氣柱的長度
(2)在上述假設(shè)的條件下,單獨(dú)對封閉氣體加熱,要使水銀柱恰好完全排出管外,溫度需要升高到多少?

分析 (1)氣體為等溫變化,根據(jù)玻意耳定律,即可求出將玻璃管繞封閉端沿順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)過90°,封空氣柱的長度;
(2)水銀排出的過程中P、V、T三個(gè)參量均變化,利用理想氣體的狀態(tài)方程,即可求出單獨(dú)對封閉氣體加熱,要使水銀柱恰好完全排出管外,所需要升高的溫度.

解答 解:(1)以封閉氣體為研究對象,初狀態(tài):P1=P0=1.0×105Pa,
設(shè)緩慢轉(zhuǎn)過90°后空氣柱的長度為L2,壓強(qiáng):P2=P0-$\frac{76-{L}_{2}}{76}$•P0
由玻意耳定律可得:P1•L1S=P2•L2S
解得:L2=61.0cm
(2)設(shè)玻璃管的橫截面積為S,初態(tài):P2=$\frac{{L}_{2}}{76}×1.0×1{0}^{5}$Pa=0.8×105Pa,V2=61.0•S,T2=T1=300K,
末態(tài):P3=P0=1.0×105Pa,V3=76S,
根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程:$\frac{{P}_{2}{V}_{2}}{{T}_{2}}$=$\frac{{P}_{3}{V}_{3}}{{T}_{3}}$
可得:T3=$\frac{{P}_{3}{V}_{3}{T}_{2}}{{P}_{2}{V}_{2}}$=$\frac{1.0×1{0}^{5}×76×300S}{0.8×1{0}^{5}×61.0S}$=467.2K
答:(1)若將玻璃管繞封閉端沿順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)過90°,被封空氣柱的長度為61.0cm;
(2)在上述假設(shè)的條件下,單獨(dú)對封閉氣體加熱,要使水銀柱恰好完全排出管外,溫度需要升高到467.2K.

點(diǎn)評 本題考查氣體定律的綜合運(yùn)用,解題關(guān)鍵是要注意分析過程中P、V、T三個(gè)參量的變化,進(jìn)而選擇合適的規(guī)律解決問題,難度不大.

練習(xí)冊系列答案
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A.若正電子不從OC邊射出,正負(fù)電子在磁場中運(yùn)動時(shí)間之比可能為3:1
B.若正電子不從OC邊射出,正負(fù)電子在磁場中運(yùn)動時(shí)間之比可能為6;1
C.若負(fù)電子不從OC邊射出,正負(fù)電子在磁場中運(yùn)動時(shí)間之比不可能為1:1
D.若負(fù)電子不從OC邊射出,正負(fù)電子在磁場中運(yùn)動時(shí)間之比可能為1:6

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A.“嫦娥三號”的發(fā)射速度應(yīng)大于11.2km/s
B.“嫦娥三號”在A點(diǎn)的速度大于在B點(diǎn)的速度
C.“嫦娥三號”在A點(diǎn)所受的萬有引力最小
D.“嫦娥三號”在A點(diǎn)的加速度小于在B點(diǎn)的加速度

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(1)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E;
(2)圖中t=$\frac{4π}{5}$×10-5s時(shí)刻電荷與O點(diǎn)的豎直距離d;
(3)如圖在O點(diǎn)下方d=39.5cm處有一垂直于MN的足夠大的擋板,求電荷從O點(diǎn)出發(fā)運(yùn)動到擋板所需要的時(shí)間.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

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A.當(dāng)ω≤$\sqrt{\frac{μg}{2r}}$時(shí),細(xì)線中的彈力為0
B.兩物塊所受靜摩擦力的方向總指向圓心C
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D.當(dāng)ω從$\sqrt{\frac{μg}{2r}}$開始緩慢增大時(shí),物塊A受到的靜摩擦力開始增大

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