3．一粗細(xì)均勻、底端封底的細(xì)長(zhǎng)玻璃管如圖所示，距離底端45cm處通一水平玻璃管與大氣相通，水平管長(zhǎng)度為30cm，在玻璃管的水平部分和豎直部分有相連的水銀柱，長(zhǎng)度在圖中標(biāo)出，單位為cm．玻璃管的上端有一活塞，活塞上連輕桿，管內(nèi)封閉了兩段長(zhǎng)度為30cm的空氣柱A和B，外界大氣壓強(qiáng)為75cmHg．現(xiàn)向上緩慢提升活塞，問：
（1）活塞至少向上提升多少距離可使A空氣柱體積達(dá)到最大？
（2）這時(shí)A、B兩部分空氣柱的體積變化為多大？

分析 （1）向上提升活塞，封閉氣體B的氣壓不變，故水平的水銀柱進(jìn)入玻璃管后在水平玻璃管上部，故最后A空氣柱體積達(dá)到最大時(shí)水平玻璃管上部的水銀柱高度為30cm，根據(jù)平衡條件求解氣體壓強(qiáng)，根據(jù)玻意耳定律求解氣體的體積，結(jié)合幾何關(guān)系得到活塞上升的高度；
（2）結(jié)合幾何關(guān)系得到A、B兩部分空氣柱的體積變化．

解答 解：（1）開始時(shí)A氣體的壓強(qiáng)為：P1=P0-ρgh=75cmHg-15cmHg=60cmHg，體積為：V1=30cm•S；
向上提升活塞，封閉氣體B的氣壓不變，最后A氣體的壓強(qiáng)為：P2=P0-ρgh′=75cmHg-30cmHg=45cmHg，體積為：V2=L•S；
根據(jù)玻意耳定律，有：P1V1=P2V2；
解得：L=40cm；
活塞向上提升距離為：△h=15cm+（40cm-30cm）=25cm；
（2）此時(shí)A的體積為：V2=L•S=40cm•S；
B的體積為：VB=30cm•S；
（其中S為玻璃管的橫截面積）
故A部分空氣柱的體積增加10cm•S，B兩部分空氣柱的體積不變．
答：（1）活塞至少向上提升25cm距離可使A空氣柱體積達(dá)到最大；
（2）這時(shí)A部分空氣柱的體積變化為10cm•S（其中S為玻璃管的橫截面積），B兩部分空氣柱的體積變化為零．

點(diǎn)評(píng) 本題切入點(diǎn)在于發(fā)現(xiàn)B部分氣體的氣壓不變，故其體積不變，水平部分的水銀進(jìn)入管子在水平管的上方．

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：選擇題

14．自2014年12月份始，我國(guó)已有14個(gè)省市電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱ETC）正式聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，這一系統(tǒng)極大地方便了司機(jī)和收費(fèi)工作人員．假設(shè)汽車以15m/s的速度朝收費(fèi)站勻速駛來，為了便于ETC系統(tǒng)完成自動(dòng)甄別、記錄和收費(fèi)工作，汽車需要在車頭距ETC收費(fèi)系統(tǒng)中心線前15m處正好減速至5m/s，然后勻速行駛，當(dāng)車頭通過中心線后再勻加速到原速行駛，若設(shè)汽車減速、加速時(shí)均做勻變速運(yùn)動(dòng)，其加速度大小均為1m/s2，則一輛汽車通過ETC系統(tǒng)耽誤的時(shí)間約為（　�。�
A．13sB．11sC．10sD．9s

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

15．如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)a沿直線ab變化到狀態(tài)b，在此過程中下列說法不正確的是（　�。�
A．氣體的溫度保持不變B．氣體的密度不斷減小
C．氣體對(duì)外界做功D．氣體的壓強(qiáng)不斷減小

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

11．真空區(qū)域有寬度為L(zhǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向如圖所示，MN、PQ是磁場(chǎng)的邊界．質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子沿著與MN夾角為θ=60°的方向垂直射入磁場(chǎng)中，粒子不能從PQ邊界射出磁場(chǎng)（不計(jì)粒子重力的影響），求：
（1）粒子射入磁場(chǎng)的速度大小范圍．
（2）若粒子剛好不能從PQ邊飛出時(shí)在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間．

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

18．（1）如圖為利用飲料瓶制作的水火箭，先在瓶中灌入一部分水，蓋上活塞后豎直倒置，利用打氣筒沖入空氣，當(dāng)內(nèi)部氣壓達(dá)到一定值時(shí)可頂出活塞，便能噴水使水火箭發(fā)射升空，在噴水階段，可以認(rèn)為瓶?jī)?nèi)氣體與外界絕熱，則噴水階段瓶?jī)?nèi)氣體的溫度降低（選填“升高”、“降低”、“不變”），瓶?jī)?nèi)壁單位面積上所受氣體分子撞擊的作用力減小（選填“增大”、“減小”、“不變”）．
（2）充氣前瓶?jī)?nèi)已有壓強(qiáng)為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的空氣2L，設(shè)充氣過程中瓶?jī)?nèi)氣體溫度保持不變、瓶的體積不變，當(dāng)水火箭內(nèi)部氣體壓強(qiáng)達(dá)到3個(gè)大氣壓時(shí)方可將活塞頂出，則充氣裝置需給飲料瓶再充入1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的空氣多少升，火箭方可發(fā)射？

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

8．如圖為一個(gè)測(cè)溫裝置，圖中C為測(cè)溫泡，裝入水銀的U形管B管開口向上，A管通過細(xì)玻璃管與測(cè)溫泡C相通，U形管的下端通過軟管相連．測(cè)溫時(shí)，調(diào)節(jié)B管的高度，使A管中的液面保持在a處，此時(shí)根據(jù)U形管A、B兩管水銀面的高度差就能知道測(cè)溫泡所處環(huán)境的溫度．假設(shè)該測(cè)溫裝置在制定刻度時(shí)的大氣壓為76cmHg，該溫度計(jì)的0℃和30℃刻度線間的距離正好是30cm．
（1）當(dāng)測(cè)溫泡中氣體溫度升高時(shí)，為使A管中的液面保持在a處，則B管應(yīng)向上（填“上”或“下”）移動(dòng)；
（2）該測(cè)溫裝置的刻度應(yīng)刻在B管（ 填“A”或“B”）；
（3）由于天氣的原因會(huì)導(dǎo)致大氣壓發(fā)生變化，當(dāng)實(shí)際溫度為16℃時(shí)，該溫度計(jì)的讀數(shù)為17℃，則此時(shí)大氣壓為75cmHg．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

15．氫原子的核外電子可以在半徑為2.12ⅹ10-10m的軌道上運(yùn)動(dòng)，試求電子在這個(gè)軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，電子的速度是多少？（電子質(zhì)量是me=9×10-31kg、電荷量是e=1.6×10-19C，靜電力常量k≈9×109N•m2•C-2，$\sqrt{0.53}$≈0.73）

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

12．關(guān)于晶體和非晶體，下列說法正確的是（　�。�
A．明礬、云母、松香、味精都屬于晶體
B．在熔化過程中，晶體要吸收熱量，但溫度保持不變，內(nèi)能也保持不變
C．在合適的條件下，某些晶體可以轉(zhuǎn)化為非晶體，某些非晶體也可以轉(zhuǎn)化為晶體
D．由于多晶體是許多單晶體雜亂無章地組合而成的，所以多晶體是各向異性的

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

13．游樂場(chǎng)的“飛舟沖浪”項(xiàng)目深受游客的歡迎，簡(jiǎn)化模型如圖，AB是一段斜坡，BCD是$\frac{1}{4}$圓弧軌道，一游客（可視為質(zhì)點(diǎn)）從A點(diǎn)由靜止滑下，滑過B點(diǎn)至C點(diǎn)時(shí)脫離軌道，最終落在水面上的D點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，下列說法中正確的是（　　）
A．在B點(diǎn)時(shí)，游客對(duì)圓軌道壓力等于其重力
B．在C點(diǎn)時(shí)，游客的加速度為g
C．B到D過程中，游客做勻變速運(yùn)動(dòng)
D．B到D過程中，游客的機(jī)械能守恒

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