圖8-1-21所示的試管內(nèi)由水銀封有一定質(zhì)量的氣體，靜止時(shí)氣柱長(zhǎng)為l0，大氣壓強(qiáng)為p0.當(dāng)試管繞豎直軸以角速度ω在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)氣柱長(zhǎng)變?yōu)閘.其他尺寸如圖所示.求轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的氣體壓強(qiáng)（設(shè)溫度不變，試管橫截面積為S，水銀密度為ρ）.

圖8-1-21

解析：水銀柱做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力由液柱兩側(cè)氣體壓力差提供，應(yīng)用牛頓第二定律列方程進(jìn)行計(jì)算.氣體問(wèn)題中應(yīng)用牛頓第二定律列式時(shí)，式中氣體壓力F=pS中的“p”必須采用國(guó)際單位，如題中告訴壓強(qiáng)為75 cmHg，則應(yīng)寫(xiě)成p=ρgh=13.6×103×9.8×75×10-2 Pa.

選取水銀柱為研究對(duì)象，轉(zhuǎn)動(dòng)所需向心力由液柱兩側(cè)氣體壓力差提供

（p-p0）S=mω2R

而m=ρl1S，R=l2+（l0-l）+

所以p=p0+ρl1ω2（l2+l0-l+）

若條件不足，譬如轉(zhuǎn)動(dòng)后的氣柱長(zhǎng)度l未知，則可再選取封閉氣體為研究對(duì)象，由玻意耳定律有p0l0S=plS,由此得p=p0.

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：

某同學(xué)在做“描繪小電珠的伏安特性曲線(xiàn)”的實(shí)驗(yàn)中得到如下一組U和I的數(shù)據(jù)：
  編號(hào)  1   2   3   4   5   6   7   8
U/（V） 0.00 0.20 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00
I/（A） 0.00 0.05 0.10 0.15 0.18 0.19 0.21 0.22
燈泡發(fā)光情況 不亮　　　　微亮　　　　逐漸變亮　　　　正常發(fā)光
（1）在圖（1）上畫(huà)出I-U圖線(xiàn)．
（2）從圖線(xiàn)上可以看出，當(dāng)電珠的功率逐漸增大，即溫度逐漸升高時(shí)，燈絲電阻的變化情況是
 
（3）分析上表內(nèi)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)電路圖是圖（2）中的圖
 
（選填“甲”或“乙”）．
（4）請(qǐng)?jiān)趫D（3）所示的實(shí)物圖中用鉛筆補(bǔ)全其中的連線(xiàn)．
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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

未來(lái)人類(lèi)要通過(guò)可控?zé)岷朔磻?yīng)取得能源，要持續(xù)發(fā)生熱核反應(yīng)，必須把溫度高達(dá)幾百萬(wàn)攝氏度以上的核材料約束在一定的空間內(nèi)，約束的辦法有多種，其中技術(shù)上相對(duì)較成熟的是用磁場(chǎng)約束核材料，稱(chēng)為“托卡馬克”裝置.如圖8-3-21所示為這種裝置的簡(jiǎn)化模型：垂直紙面的有環(huán)形邊界面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（b區(qū)域）圍著磁感應(yīng)強(qiáng)度為零的圓形a區(qū)域，a區(qū)域內(nèi)的離子向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，離子的速度只要不超過(guò)某值，就不能穿過(guò)環(huán)形磁場(chǎng)的外邊界而逃逸，從而被約束.設(shè)環(huán)形磁場(chǎng)的內(nèi)半徑R1=0.50 m，外半徑R1=1.0 m，若磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0 T，被約束的離子比荷=4×107 C/kg.

圖8-3-21

（1）完成核反應(yīng)方程：+→+________________.

（2）若a區(qū)域中沿半徑OM方向射入磁場(chǎng)的離子不能穿越磁場(chǎng)，粒子的速度不能超過(guò)多大？

（3）若要使從a區(qū)域沿任何方向射入磁場(chǎng)的速率為2×107 m/s的離子都不能越出磁場(chǎng)的外邊界，則b區(qū)域磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B′至少要有多大？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

有一組同學(xué)對(duì)溫度計(jì)進(jìn)行專(zhuān)題研究.他們通過(guò)查閱資料得到17世紀(jì)時(shí)伽利略曾設(shè)計(jì)過(guò)一個(gè)溫度計(jì)，其結(jié)構(gòu)為：一麥稈粗細(xì)的玻璃管，一端與一雞蛋大小的玻璃泡相連，另一端豎直插在水槽中，并使玻璃管內(nèi)吸入一段水柱，根據(jù)管中水柱高度的變化可測(cè)出相應(yīng)的溫度.

為了研究“伽利略溫度計(jì)”，同學(xué)們按照資料中的描述自制了如圖8-2-27所示的測(cè)溫裝置，圖中A為一塑料小瓶，B為一吸管，通過(guò)軟木塞與A連通，管的下端豎直插在大水槽中.使管內(nèi)外水面有一高度差h，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究：

圖8-2-27

（1）在不同溫度下分別測(cè)出對(duì)應(yīng)的水柱高度h，記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示.

溫度/℃

17

19

21

23

25

27

h/cm

30.0

24.9

19.7

14.6

9.4

4.2

Δh=hn-1-hn

5.1

根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算相鄰兩次測(cè)量水柱的高度差，并填入表內(nèi)的空格，由此可得結(jié)論：

①當(dāng)溫度升高時(shí)，管內(nèi)水柱高度h將____________________（選填“變大”“變小”或“不變”）.

②水柱高度h隨溫度的變化而________________（選填“均勻”或“不均勻”）變化；試從理論上分析并證明結(jié)論②的正確性（提示：管內(nèi)水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于一個(gè)大氣壓）.

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

（2）通過(guò)實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)用“伽利略溫度計(jì)”來(lái)測(cè)溫度，還存在一些不足之處，其中主要的不足之處有：

①____________________________________________________________________________；

②____________________________________________________________________________.

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科目：高中物理 來(lái)源：2012年人教版高中物理選修2-1 1.3多用電表練習(xí)卷（解析版） 題型：計(jì)算題

如圖2－8－21所示是把量程為3 mA的電流表改裝成歐姆表的結(jié)構(gòu)示意圖，其中電池的電動(dòng)勢(shì)E＝1.5 V，經(jīng)改裝后，若將原電流表3 mA刻度處的刻度值定為零位置，則2 mA刻度處應(yīng)標(biāo)多少阻值？當(dāng)用它測(cè)量某電阻時(shí)，指針恰好指在中間位置，被測(cè)電阻為多少？

圖2－8－21

 

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