2.如圖所示為一下粗上細(xì)且上端開口的薄壁玻璃管,管內(nèi)有一部分水銀封住密閉氣體,上管足夠長,圖中大小截面積分別為S1=2cm2、S2=1cm2,粗細(xì)管內(nèi)水銀長度分別為h1=h2=2cm,封閉氣體長度為L=22cm.大氣壓強(qiáng)為p0=76cmHg,氣體初始溫度為57℃.求:
①若緩慢降低氣體溫度,降低至多少開爾文時(shí),所有水銀全部進(jìn)入粗管內(nèi);
②若溫度降低至237K,氣體的長度為多少.

分析 ①根據(jù)題意求出氣體的狀態(tài)參量,然后應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程求出氣體的溫度;
②氣體發(fā)生等壓變化,應(yīng)用蓋呂薩克定律可以求出氣體的體積,求出氣柱的長度.

解答 解:①氣體的狀態(tài)參量:p1=p0+h1+h2=80cmHg,p2=p0+h1+$\frac{{h}_{2}}{2}$=79cmHg,
V1=LS1=22S1,V2=(L-$\frac{{h}_{2}{S}_{2}}{{S}_{1}}$)S1=(22cm-$\frac{2cm×1c{m}^{2}}{2c{m}^{2}}$)S1=21S1,T1=273+57=330K,
由理想氣體狀態(tài)方程得:$\frac{{p}_{1}{V}_{1}}{{T}_{1}}$=$\frac{{p}_{2}{V}_{2}}{{T}_{2}}$,代入數(shù)據(jù)解得:T2=311K;
②由于237K小于311K,所以再降溫的過程中,氣體將做等壓變化,
氣體狀態(tài)參量:T3=273K,V3=L3S1,V2=21S1
由蓋呂薩克定律得:$\frac{{V}_{2}}{{T}_{2}}$=$\frac{{V}_{3}}{{T}_{3}}$,代入數(shù)據(jù)解得:L3=16cm;
答:①若緩慢降低氣體溫度,降低至311開爾文時(shí),所有水銀全部進(jìn)入粗管內(nèi);
②若溫度降低至237K,氣體的長度為16cm.

點(diǎn)評 本題考查了求氣體的溫度、空氣柱的長度,分析清楚氣體狀態(tài)變化過程是正確解題的前提與關(guān)鍵,求氣體的狀態(tài)參量,應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程與蓋呂薩克定律可以解題.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

12.以20m/s的速度將一物體豎直上拋,若忽略空氣阻力,g取10m/s2,求:
(1)物體上升的最大高度;
(2)若以水平地面為參考平面,求物體在上升過程中重力勢能和動(dòng)能相等的位置.

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

13.光滑水平面上,質(zhì)量為2kg的物體同時(shí)受到水平面內(nèi)的三個(gè)力F1=5N,F(xiàn)2=7N,F(xiàn)3=10N的作用,物體加速度的最大值為11m/s2,最小值為0m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

10.在《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)步驟的編排如下,其中有的是不必要的,有的是錯(cuò)誤的,請選出必要的步驟,并按正確的實(shí)驗(yàn)操作順序把它們前面的字母序號填在題后橫線上.
A.用天平稱出重錘的質(zhì)量.B.把紙帶固定到重錘上,并把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,提升到一定高度.
C.?dāng)嚅_電源,調(diào)換紙帶,重做兩次.D.?dāng)嚅_電源,拆掉導(dǎo)線,整理儀器.E.用秒表測出重錘下落的時(shí)間.
F.用直尺測出計(jì)數(shù)點(diǎn)與起點(diǎn)的距離,記錄數(shù)據(jù),并計(jì)算出結(jié)果,得出結(jié)論.G.把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到低壓交流電源上.
H.接通電源,釋放紙帶.I.把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到低壓直流電源上.J.把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定到桌邊的鐵架臺上.
正確的實(shí)驗(yàn)順序是:JGBHCFD.(中間不加任何符號)

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

17.電阻R、電容C與一線圈連成閉合回路,條形磁鐵靜止于線圈的正上方,N極朝上,如圖所示,現(xiàn)使磁鐵由靜止開始下落,在N極接近線圈上端的過程中,下列說法正確的是( 。
A.流過R的電流方向是a到bB.電容器的下極板帶正電
C.磁鐵下落過程中,加速度保持不變D.穿過線圈的磁通量不斷增大

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

7.圖(a) 為測量物塊與水平桌面之間動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖.實(shí)驗(yàn)步驟如下:

①用天平測量物塊和遮光片的總質(zhì)量M、重物的質(zhì)量m; 用游標(biāo)卡尺測量遮光片的寬度d; 用米尺測量兩光電門之間的距離s;
②調(diào)整輕滑輪,使細(xì)線水平;
③讓物塊從光電門A的左側(cè)由靜止釋放,用數(shù)字毫秒計(jì)分別測出遮光片經(jīng)過光電門A和光電門B所用的時(shí)間△tA和△tB,求出加速度a;
④多次重復(fù)步驟③,求a的平均值$\overline{a}$;
⑤根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求出動(dòng)摩擦因數(shù)μ.
回答下列問題:
(1)測量d時(shí),某次游標(biāo)卡尺(主尺的最小分度為1mm) 的示數(shù)如圖(b) 所示,其讀數(shù)為0.960cm.
(2)物塊的加速度a可用d、s、△tA和△tB表示為a=$\frac{((\fracxqnkxzm{△{t}_{B}})^{2}-(\fraclmeqjvx{△{t}_{A}})^{2})}{2s}$.
(3)動(dòng)摩擦因數(shù)μ可用M、m、$\overline{a}$和重力加速度g表示為μ=$\frac{mg-(M+m)\overline{a}}{Mg}$.
(4)如果細(xì)線沒有調(diào)整到水平,由此引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差(填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”).

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

14.如圖所示,質(zhì)量分別為m1和m2兩個(gè)物體用兩根輕質(zhì)細(xì)線,分別懸掛在天花板上的A、B兩點(diǎn),兩線與水平方向夾角分別為α,β且α>β,兩物體間的輕質(zhì)彈簧恰好處于水平狀態(tài),兩根繩子拉力分別為TA和TB,則下列說法正確的是( 。
A.TA=TBB.TA<TBC.m1=m2D.m1>m2

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

11.如圖所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比是10:1,原線圈輸入交變電壓u=100$\sqrt{2}$sin50πt(V),在副線圈中接有理想電流表和定值電阻R,電阻阻值R=10Ω,關(guān)于電路分析,下列說法中正確的是(  )
A.交流電的頻率為50Hz
B.電流表示數(shù)是$\sqrt{2}$A
C.電阻R消耗的電功率為10W
D.若用電容器替代電阻R,則該電容器的耐壓值至少是10V

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

11.如圖甲為簡譜橫波在t=0時(shí)刻的波形圖象,圖乙為橫波中x=6m處質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖象,則下列說法正確的是( 。
A.波的傳播方向沿x軸負(fù)方向
B.波的傳播方向沿x軸正方向
C.波的傳播速度大小為2m/s
D.在t=9s時(shí)刻,圖甲中質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)速度最大
E.在t=1s時(shí)刻與t=0時(shí)刻相比,x=5m處質(zhì)點(diǎn)的加速度方向相反

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