8．一根長L=100cm、一端封閉的細玻璃管開口向上豎直放置，管內(nèi)用h=25cm長的水銀柱封閉了一段長L1=30cm的空氣柱．已知大氣壓強為75cmHg，玻璃管周圍環(huán)境溫度為27℃求：
（1）若將玻璃管緩慢倒轉(zhuǎn)至開口向下，玻璃管中氣柱將變成多大？
（2）若保持玻璃管開口向下直立，緩慢升高管內(nèi)氣體溫度，當(dāng)溫度升高到多少攝氏度時，管內(nèi)水銀開始溢出．

分析 （1）由玻璃管內(nèi)氣體為研究對象，應(yīng)用玻意耳定律可以求出玻璃管內(nèi)氣柱的長度；
（2）應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程可以求出氣體的溫度

解答 解：（1）以玻璃管內(nèi)封閉氣體為研究對象，設(shè)玻璃管橫截面積為S，
設(shè)初態(tài)壓強為：P1=P0+h=75+25=100cmHg，V1=L1S=30S，
倒轉(zhuǎn)后壓強為：P2=P0-h=75-25=50cmHg，V2=L2S，
由玻意耳定律可得：P1L1=P2L2 ，
100×30S=50×L2S，
解得：L2=60cm；
（2）T1=273+27=300K，當(dāng)水銀柱與管口相平時，管中氣柱長為：L3=L-h=100-25cm=75cm，
體積為：V3=L3S=75S，
P3=P0-h=75-25=50cmHg，
由理想氣體狀態(tài)方程可得：$\frac{{P}_{1}{V}_{1}}{{T}_{1}}=\frac{{P}_{3}{V}_{3}}{{T}_{3}}$
代入數(shù)據(jù)解得：T3=375K，t=102℃
答：（1）玻璃管中氣柱長度是60cm．
（2）溫度升高到102℃時，管內(nèi)水銀開始溢出．

點評 本題關(guān)鍵是找出各個平衡態(tài)的溫度、壓強、體積，選好過程根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程或氣體實驗定律列式后聯(lián)立求解．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

18．一列沿x軸正方向傳播的橫波，其振幅為A（m），波長為λ（m），某一時刻的波形圖如圖所示．在該時刻，某一質(zhì)點的坐標(biāo)為（λ，0），經(jīng)四分之一周期后，該質(zhì)點的坐標(biāo)為（　　）
A．（$\frac{4}{5}$λ，0）B．（λ，-A）C．（λ，A）D．（$\frac{4}{5}$λ，A）

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

19．隨著摩天大樓的不斷建設(shè)，鋼索懸掛式電梯已經(jīng)不能滿足要求．這是因為鋼索的長度隨著樓層的增高而相應(yīng)增加，這些鋼索會由于承受不了自身的重力而無法懸掛轎箱．為此，科技人員開發(fā)一種磁動力電梯來解決這個問題．圖示是磁動力電梯示意圖，即在豎直平面上有兩根很長的平行豎直軌道，軌道間有垂直軌道平面交替排列的勻強磁場B1和B2，大小均為B=1.0T，但方向相反，兩磁場始終豎直向上作勻速運動．電梯轎廂固定在如圖所示的金屬框abcd內(nèi)（電梯轎廂在圖中未畫出），并且與之絕緣．已知電梯載人時的總質(zhì)量為5×103kg，所受阻力f=1000N，金屬框垂直軌道的邊長Lcd=2.0m，兩磁場的寬度均與金屬框的邊長Lad相同，金屬框整個回路的電阻R=4.0×10-4Ω，g取10m/s2．
（1）若設(shè)計要求電梯啟動時以加速度a=2m/s2的加速度上升，求金屬框中感應(yīng)電流的大小及圖示時刻感應(yīng)電流的方向；
（2）電梯以加速度a=2m/s2勻加速上升運動時，確定磁場向上運動速度vB與時間t的關(guān)系．
（3）該磁動力電梯向上運動達到最大速度v1=10m/s時，將勻速運行，求電梯勻速運行時提升轎廂的效率．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

16．如圖所示，長為l=1m的細線一端固定在一豎直桿上的O點，另一端拴著一個質(zhì)量為m=2kg的小球，整個裝置以豎直桿為軸在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，現(xiàn)緩慢地增大轉(zhuǎn)速，當(dāng)細線與豎直方向的夾角為θ=53°時，細線恰好斷裂．已知O點到水平地面的豎直高度為h=1.5m，重力加速度取g=10m/s2，忽略小球半徑大小及空氣阻力的影響，求：
（1）細線能承受的最大張力為多大；
（2）細線剛斷裂瞬間豎直桿轉(zhuǎn)動的角速度大��；
（3）小球第一次落地點到豎直桿的距離．

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

3．一個棒球以v0的速度被擊出，與水平方向的仰角為θ，重力加速度為g，則該球的飛行時間為$\frac{{2v}_{0}sinθ}{g}$，該球上升達到的最大高度為$\frac{{v}_{0}^{2}si{n2}_{θ}}{2g}$，該球的水平射程為$\frac{{v}_{0}^{2}sin2θ}{g}$．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

13．如圖所示：在傾角為θ的光滑斜面上，相距均為d的三條水平虛線l1、l2、l3，它們之間的區(qū)域Ⅰ、Ⅱ分別存在垂直斜面向下和垂直斜面向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小均為B，一個質(zhì)量為m、邊長為d、總電阻為R的正方形導(dǎo)線框，從l1上方一定高處由靜止開始沿斜面下滑，當(dāng)ab邊剛越過l1進入磁場Ⅰ時，恰好以速度v1做勻速直線運動；當(dāng)ab邊在越過l2運動到l3之前的某個時刻，線框又開始以速度v2做勻速直線運動，重力加速度為g．在線框從釋放到穿出磁場的過程中，下列說法正確的是（　�。�
A．線框中感應(yīng)電流的方向不變
B．線框ab邊從l1運動到l2所用時間大于從l2運動到l3所用時間
C．線框以速度v2勻速直線運動時，發(fā)熱功率為$\frac{{m}^{2}{g}^{2}R}{4{B}^{2}phure7q^{2}}$sin2θ
D．線框從ab邊進入磁場到速度變?yōu)関2的過程中，減少的機械能△E機與線框產(chǎn)生的焦耳熱Q電的關(guān)系式是△E機=WG+$\frac{1}{2}$mv${\;}_{1}^{2}$-$\frac{1}{2}$mv${\;}_{2}^{2}$+Q電

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

20．直角三角形玻璃磚ABC，其中∠A=30°，平放于水平桌面上，如圖為其俯視圖．一束單色光以45°的入射角水平射入其AB面，在AB面折射后又在AC面處發(fā)生一次反射，最后垂直于BC面穿出玻璃磚．求這種玻璃對這束單色光的折射率．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

4．用如圖1所示的實驗裝置驗證m1、m2組成的系統(tǒng)機械能守恒，m2從高處由靜止開始下落，m1上拖著紙帶打出一系列的點，對紙帶上的點跡進行測量，即可用來驗證機械能守恒定律，圖2中給出的是實驗中獲取的一條紙帶：0是打下的第一個點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個點（圖中未標(biāo)出），計數(shù)點間的距離如圖2所示，已知電源的頻率f=50Hz，m1=50g，m2=150g，g=9.8m/s2．則（所有結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）

①在紙帶上打下計數(shù)點5時的速度v5=2.40m/s；
②在打點0～5過程中系統(tǒng)勢能的減少量△Ep=0.588J；
③在打點0～6過程中，m2運動加速度的大小a=4.80m/s2．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

5．如圖所示，質(zhì)量M=0.4kg的長薄板BC靜置于傾角為37°的光滑斜面上，在A點有質(zhì)量m=0.1kg的小物體（可視為質(zhì)點）以v0=4.0m/s速度水平拋出，恰以平行斜面的速度落在薄板的最上端B并在薄板上運動，當(dāng)小物體落在薄板上時，薄板無初速度釋放開始沿斜面向下運動，當(dāng)小物體運動到薄板的最下端C時，與薄板速度恰好相等，已知小物體與薄板之間的動摩擦因數(shù)為0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8．g=1Om/s2，求
（1）A點與B點的水平距離
（2）薄板BC的長度．

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