10.如圖所示,一個(gè)粗細(xì)均勻的“∩”形導(dǎo)熱玻璃管豎直放置,“∩”形管左端封閉一段空氣柱(可視為理想氣體)長(zhǎng)L=15cm,右端開(kāi)口向下,大氣壓強(qiáng)P0=75cmHg,管內(nèi)的兩端水銀面高度差h=5cm,環(huán)境溫度T0=300k.
①保持溫度不變,讓該管在豎直平面自由落體,求兩端水銀面高度差h′;
②若讓管子靜止在豎直平面內(nèi),改變環(huán)境溫度使兩端液面相平,求此時(shí)環(huán)境溫度(水銀不溢出).

分析 ①玻璃管自由下落過(guò)程,氣體溫度不變,管內(nèi)氣體發(fā)生等溫變化,根據(jù)題意求出初末狀態(tài)的參量,然后由玻意耳定律求出水平面的高度差.
②列出初末狀態(tài)參量,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程,即可求出此時(shí)環(huán)境溫度.

解答 解:①自由落體時(shí),管內(nèi)氣體壓強(qiáng):P2=P0=75cmHg
對(duì)理想氣體:初態(tài)  P1=P0+Pn=80cmHg,V1=LS
末態(tài):P2=P0=75cmHg,V2=L′S 
等溫變化,根據(jù)玻意耳定律可得:P1V1=P2V2 
解得:L′=16cm 
則兩端水銀面高度差:h′=h-2(L′-L)=3cm
②兩液面相平,左端水銀面上升高度:h0=$\frac{h}{2}$=2.5cm
初態(tài):P1=80cmHg,V1=LS,T1=300k 
末態(tài):P3=P0=75cmHg,V3=(L+h0)S
根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程可得:$\frac{{P}_{1}{V}_{1}}{{T}_{1}}$=$\frac{{P}_{3}{V}_{3}}{{T}_{3}}$
解得此時(shí)環(huán)境溫度為:T3=328K
答:①保持溫度不變,讓該管在豎直平面自由落體,兩端水銀面高度差h′為3cm;
②若讓管子靜止在豎直平面內(nèi),改變環(huán)境溫度使兩端液面相平,此時(shí)的環(huán)境溫度是328K.

點(diǎn)評(píng) 本題考查氣體定律的綜合運(yùn)用,解題關(guān)鍵是要分析好壓強(qiáng)P、體積V、溫度T三個(gè)參量的變化情況,選擇合適的規(guī)律解決;要注意液體的壓強(qiáng)由液柱的重力產(chǎn)生,液體做自由落體運(yùn)動(dòng),完全失重,液柱的重力產(chǎn)生液柱的加速度,液柱對(duì)氣體的壓強(qiáng)消失,故管內(nèi)氣體壓強(qiáng)等于外界大氣壓.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

3.在一演示實(shí)驗(yàn)中,一個(gè)被壓縮的彈簧沿一粗糙的水平面多次將同一小球以不同的速度彈出.小球彈出后滾動(dòng)的總距離S和小球運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間T之間的關(guān)系如表所示
T(s)0.250.51.02.0….
S(cm)5.02080320….
由表可以初步歸納出小球滾動(dòng)的總距離S和小球滾動(dòng)的總時(shí)間T的關(guān)系式為( 。
A.S=kTB.S=kT2C.S=kT3D.無(wú)法判斷

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

4.如圖所示,用力F將質(zhì)量為1kg的物體壓在豎直墻上,F(xiàn)=50N.方向垂直于墻,g=10m/s2
(1)若物體靜止不動(dòng),則它受到的靜摩擦力是多大?方向如何?
(2)若物體勻速下滑,問(wèn):①物體受到的摩擦力多大?②動(dòng)摩擦因數(shù)是多少?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

1.如圖所示,某人通過(guò)定滑輪拉住一個(gè)重力等于G的物體使物體緩慢上升,這時(shí)人從A點(diǎn)走到B點(diǎn),前進(jìn)的距離為s,繩子的方向由豎直方向變?yōu)榕c水平方向成θ角.若不計(jì)各種阻力,在這個(gè)過(guò)程中,人的拉力所做的功等于( 。
A.GstanθB.$\frac{Gs}{cosθ}$C.$\frac{Gs}{cosθ}-Gstanθ$D.$\frac{Gs}{tanθ}-Gscosθ$

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

5.一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變化C的p-V圖象如圖所示. 
①若已知在A狀態(tài)時(shí),理想氣體的溫度為27℃,求處于B狀態(tài)時(shí)氣體的攝氏溫度.
②從A狀態(tài)變化到C狀態(tài)氣體是吸熱還是放熱?并求出吸收或放出的熱量的數(shù)值.(已知1atm=1×105Pa)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

15.如圖所示,在O點(diǎn)固定一點(diǎn)電荷,將帶電粒子A從a處以一定的初速度射向O,虛線abc是帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,b點(diǎn)距離O點(diǎn)最近,且?guī)щ娏W拥闹亓雎圆挥?jì),則下列說(shuō)法中正確的是( 。
A.帶電粒子與O點(diǎn)固定的點(diǎn)電荷電性不同
B.帶電粒子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的過(guò)程中加速度不斷增大
C.帶電粒子在a點(diǎn)的電勢(shì)能一定小于在b點(diǎn)的電勢(shì)能
D.帶電粒子在b點(diǎn)的電勢(shì)能與動(dòng)能之和一定等于它在c點(diǎn)電勢(shì)能與動(dòng)能之和

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

2.如圖所示,兩個(gè)固定的水平氣缸,兩活塞由剛性桿連接,A的面積為SA=0.8m2,B的面積為SB=0.2m2,兩氣缸通過(guò)一根帶閥門(mén)K的細(xì)管連通(細(xì)管容積不計(jì)).開(kāi)始時(shí)閥門(mén)K關(guān)閉,A中充有一定質(zhì)量的理想氣體,B內(nèi)為真空,開(kāi)始時(shí)氣缸中的活塞與缸底的距離a=b=30cm,活塞靜止.設(shè)溫度不變,氣缸內(nèi)壁光滑,大氣壓強(qiáng)P0保持不變.求:
(i)此時(shí)A中氣體的壓強(qiáng);
(ii)打開(kāi)閥門(mén)K后,活塞A、B向何處移動(dòng)?移動(dòng)多遠(yuǎn)?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

19.為確保行車(chē)安全,在高速公路的不同路段都會(huì)豎有限速指示牌.若有一段直行連接彎道的路段,其彎道半徑R為60m,彎道路面的傾斜角度θ為6°,最大靜摩擦力為壓力的μ=0.4倍.假定直行路段    的限速為120km/h,限速指示牌的可見(jiàn)視野為100m,駕駛員的操作反應(yīng)時(shí)間為2s,為保持平穩(wěn)減速,限定最大減速加速度為2.5m/s2.已知tan6°=0.1,g=10m/s2,試計(jì)算:(結(jié)果可用根號(hào)表示)
(1)要使車(chē)輪與路面之間的橫向摩擦力(即沿公路內(nèi)外兩側(cè))等于零,則汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)的車(chē)速為多大?
(2)彎道處指示牌應(yīng)標(biāo)注的限速為多少?
(3)至少應(yīng)該在彎道前多少距離處設(shè)置限速指示牌.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

20.如圖所示,水平細(xì)桿上套一環(huán)A,環(huán)A與球B間用一根輕質(zhì)繩相連,質(zhì)量分別為mA,mB,由于B球受到水平向右的風(fēng)力作用,環(huán)A與球B一起向右勻速運(yùn)動(dòng),已知繩與豎直方向的夾角為θ,則下列說(shuō)法中正確的是( 。
A.B球受到的風(fēng)力F為mBgtanθ
B.風(fēng)力增大時(shí),輕質(zhì)繩對(duì)B球的拉力保持不變
C.風(fēng)力增大時(shí),桿對(duì)環(huán)A的支持力保持不變
D.環(huán)A與水平細(xì)桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為$\frac{{m}_{B}}{{m}_{A}+{m}_{B}}$

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