18．如圖所示為一倒U型的玻璃管，左端封閉，右端開口且足夠長(zhǎng)，導(dǎo)熱性能良好．當(dāng)溫度為27℃時(shí)，封閉在管內(nèi)的氣柱AB長(zhǎng)5cm，BC長(zhǎng)10cm，水銀柱水平部分CD長(zhǎng)5cm，豎直部分DE長(zhǎng)15cm．已知環(huán)境大氣壓p0=75cmHg不變．
求：氣溫升高至167℃時(shí)管內(nèi)氣柱總長(zhǎng)度．

分析 先根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程分析全部的水銀都進(jìn)入豎直管內(nèi)時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度，判斷是否全部的水銀都已經(jīng)進(jìn)入豎直管內(nèi)，然后結(jié)合相應(yīng)的情況，寫出理想氣體的狀態(tài)方程即可正確解答．

解答 解：設(shè)玻璃管橫截面為S，則初始狀態(tài)氣柱體積V1=15S，管內(nèi)氣體壓強(qiáng)P1=75-15=60mmHg，氣體溫度T1=300k；
設(shè)溫度為T2時(shí)水銀全部進(jìn)入豎直段，則此時(shí)氣體體積V2=20S，管內(nèi)氣體壓強(qiáng)P2=75-15-5=55mmHg，根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程：
$\frac{{P}_{1}{V}_{1}}{{T}_{1}}=\frac{{P}_{2}{V}_{2}}{{T}_{2}}$
解得：T2=367K即94℃
故溫度升高至167℃時(shí)，T3=273+167=440K，水銀已全部進(jìn)入豎直段，設(shè)氣柱長(zhǎng)度為x，則體積V3=xS，壓強(qiáng)P3=P2=55mmHg，根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程：
$\frac{{P}_{1}{V}_{1}}{{T}_{1}}=\frac{{P}_{3}{V}_{3}}{{T}_{3}}$
解得：x=24cm
答：氣溫升高至167℃時(shí)管內(nèi)氣柱總長(zhǎng)度是24cm．

點(diǎn)評(píng) 該題考查對(duì)理想氣體方程$\frac{PV}{T}$=C的應(yīng)用，在解答的過(guò)程中要注意熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的轉(zhuǎn)換，同時(shí)還要注意正確判斷是否全部的水銀都已經(jīng)進(jìn)入豎直管內(nèi)．

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：多選題

8．如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電的原理圖，各變壓器均為理想變壓器，己知升壓變壓器的原線圈的匝數(shù)n2可通過(guò)滑片P改變，現(xiàn)保待升壓變壓器原線圈的電壓和輸送功率不變，現(xiàn)僅使n1的匝數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的十分之一，則下列說(shuō)法正確的是（　�。�
A．輸電線上的功率損失變?yōu)樵瓉?lái)的百分之一
B．輸電線上的電壓損失變?yōu)樵瓉?lái)的百分之一
C．用戶得到的電壓高于原來(lái)電壓的十倍
D．用戶得到的功率變?yōu)樵瓉?lái)的十倍

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

9．空間有兩平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線A、B，其中導(dǎo)線A中的電流為I，導(dǎo)線B中的電流為2I，其電流方向如圖所示，經(jīng)測(cè)量可得導(dǎo)線A所受的安培力大小為F，如果在空間平行地放置另一通電長(zhǎng)直導(dǎo)線C，且三條導(dǎo)線正好是一正三棱柱的三條棱，經(jīng)測(cè)量可得導(dǎo)線A所受的安培力大小仍為F，下列說(shuō)法正確的是（　�。�
A．導(dǎo)線B所受的安培力大小為$\sqrt{2}$FB．導(dǎo)線B所受的安培力大小為$\sqrt{7}$F
C．導(dǎo)線C所受的安培力大小為FD．導(dǎo)線C所受的安培力大小為$\sqrt{2}$F

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

6．如圖所示，豎直平面內(nèi)軌道ABCD的質(zhì)量M=0.4kg，放在光滑水平面上，其中AB段是半徑為R=0.4m的光滑四分之一圓弧，在B點(diǎn)與水平軌道BD相切，水平軌道的BC段粗糙，動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4，長(zhǎng)L=3.5m，CD段光滑，D端連一輕彈簧，現(xiàn)有一質(zhì)量m=0.1kg的小物體（可視為質(zhì)點(diǎn)）在距A點(diǎn)高為H=3.6m處由靜止自由落下，恰沿A點(diǎn)滑入圓弧軌道（g=10m/s2），求：
①ABCD軌道在水平面上運(yùn)動(dòng)的最大速率；
②小物體第一次沿軌道返回A點(diǎn)時(shí)的速度大�。�

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

13．在日常生活中經(jīng)常需要精確測(cè)量密閉容器內(nèi)液體的體積，某研究小組做了如下研究：
如圖所示，實(shí)驗(yàn)使用的長(zhǎng)方體容器B內(nèi)部的底面積為1m2，高為1m，容器靜止于水平面上．在容器頂部鑲嵌一個(gè)利用超聲波測(cè)距離的傳感器A，該傳感器默認(rèn)超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s．
（1）若傳感器A豎直向下發(fā)出超聲波與接收到反射波的時(shí)間間隔為1.5×10-3s，可知容器內(nèi)液面到頂部的距離為0.255m，容器內(nèi)液體的體積為0.745m3．
（2）研究小組在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，傳感器測(cè)量液面距頂部的高度與實(shí)際高度存在偏差，通過(guò)查資料發(fā)現(xiàn)超聲波在空氣中的傳播速度與溫度有關(guān)，并獲得下表中的數(shù)據(jù)．
溫度t（℃）-105203550
超聲波速度v（m/s）324333342351360
根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可以判斷，在環(huán)境溫度為40℃時(shí)超聲波速度v=354m/s，若測(cè)得液面距頂部的高度為0.481m，則實(shí)際液面距頂部的高度為0.501m．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

3．為了測(cè)量一微安表頭A的內(nèi)阻，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的電路．圖中，A0是標(biāo)準(zhǔn)電流表，R0和RN分別是滑動(dòng)變阻器和電阻箱，S和S1分別是單刀雙擲開關(guān)和單刀開關(guān)，E是電池．完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空：
（1）將S撥向接點(diǎn)1，接通S1，調(diào)節(jié)R0，使待測(cè)表頭指針偏轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置，記下此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)電流表A0的讀數(shù)I；
（2）然后將S撥向接點(diǎn)2，調(diào)節(jié)RN，使標(biāo)準(zhǔn)電流表A0的示數(shù)為I，記下此時(shí)RN的讀數(shù)；
（3）多次重復(fù)上述過(guò)程，計(jì)算RN讀數(shù)的平均值，此即為待測(cè)微安表頭內(nèi)阻的測(cè)量值．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

10．如圖所示，一個(gè)半徑為R、內(nèi)側(cè)光滑的圓形軌道平放于光滑水平面上并被固定，其圓心為O．有a、b兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球，分別靜止靠在軌道內(nèi)側(cè)、直徑AB的兩端，兩球質(zhì)量分別為ma=4m和mb=m．現(xiàn)給a球一個(gè)沿軌道切線方向的水平初速度v0，使其從A向B運(yùn)動(dòng)并與b球發(fā)生彈性碰撞，已知兩球碰撞時(shí)間極短，求兩球第一次碰撞和第二次碰撞之間的時(shí)間間隔．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

7．某同學(xué)根據(jù)機(jī)械能守恒定律，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究彈簧的彈性勢(shì)能與壓縮量的關(guān)系，主要的實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：
①用游標(biāo)卡尺測(cè)得約1cm寬的擋光片的寬度d及用彈簧秤測(cè)出滑塊及遮光條的總質(zhì)量M；
②將輕彈簧一端固定于氣墊導(dǎo)軌左側(cè)，如圖甲所示，調(diào)整導(dǎo)軌至水平；
③用帶有擋光片的滑塊壓縮彈簧（不栓接），記錄彈簧的壓縮量x；通過(guò)計(jì)算機(jī)記錄滑塊通過(guò)光電門時(shí)的擋光時(shí)間△t；
④重復(fù)③中的操作，得到$\fracbpr54ov{△t}$與x的關(guān)系如圖乙．

（1）由機(jī)械能守恒定律可知，該實(shí)驗(yàn)可以用$\frac{1}{2}$M（$\frackrykhab{△t}$）2（用M、△t、d表示）計(jì)算出彈簧彈性勢(shì)能；
（2）用游標(biāo)卡尺測(cè)出遮光條的寬度d，示數(shù)如圖丙所示，則d=1.140cm；
（3）由圖線可知，滑塊的速度v與位移x成正比；由上述實(shí)驗(yàn)可得結(jié)論，對(duì)同一根彈簧，彈性勢(shì)能Ep與彈簧的壓縮量的平方成正比．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

1．如圖，S1、S2是振幅均為A的兩個(gè)水波波源，某時(shí)刻它們形成的波峰和波谷分別由實(shí)線和虛線表示．則（　　）
A．兩列波在相遇區(qū)域發(fā)生干涉
B．a處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)始終減弱，b、c處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)始終加強(qiáng)
C．此時(shí)a、b、c處各質(zhì)點(diǎn)的位移是：xa=0，xb=-2A，xc=2A
D．a、b、c處各質(zhì)點(diǎn)隨著水波飄向遠(yuǎn)處

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案