17．如圖，一粗細(xì)均勻的U形管豎直放置，A側(cè)上端封閉，B側(cè)上端與大氣相通，下端開(kāi)口處開(kāi)關(guān)K關(guān)閉，A側(cè)空氣柱（理想氣體）的長(zhǎng)度為l=20.0cm，B側(cè)水銀面比A側(cè)的高h(yuǎn)=3.0cm．現(xiàn)將開(kāi)關(guān)K打開(kāi)，從U形管中放出部分水銀，當(dāng)兩側(cè)水銀面的高度差為h1=10.0cm時(shí)將開(kāi)關(guān)K關(guān)閉．已知大氣壓強(qiáng)p0=75.0cmHg．變化過(guò)程中認(rèn)為溫度不變．
①求放出部分水銀后U形管中減少的水銀柱的長(zhǎng)度為多少？
②此后讓U形管自由下落，假設(shè)下落過(guò)程中始終保持圖示狀態(tài)，求下落過(guò)程中管內(nèi)水銀穩(wěn)定后A側(cè)空氣柱的長(zhǎng)度為多少？

分析 ①在同一段水銀柱中，同一高度壓強(qiáng)相等；先計(jì)算出A側(cè)氣體的初狀態(tài)氣壓和末狀態(tài)氣壓，然后根據(jù)玻意耳定律列式求解；
②U形管自由下落，處于完全失重狀態(tài)，水銀對(duì)氣體的壓強(qiáng)為0，等溫變化，根據(jù)玻意耳定律即可求出下落過(guò)程中管內(nèi)水銀穩(wěn)定后A側(cè)空氣柱的長(zhǎng)度．

解答 解：①以cmHg為壓強(qiáng)單位．設(shè)A側(cè)空氣柱長(zhǎng)度l=20.0cm時(shí)壓強(qiáng)為p，當(dāng)兩側(cè)的水銀面的高度差為h1=10.0cm時(shí)，空氣柱的長(zhǎng)度為l1，壓強(qiáng)為p1，
由玻意耳定律有：pl=p1l1
根據(jù)受力平衡可得：p=p0+h
打開(kāi)開(kāi)關(guān)K放出水銀的過(guò)程中，B側(cè)水銀面處的壓強(qiáng)始終為p0，而A側(cè)水銀面處的壓強(qiáng)隨空氣柱長(zhǎng)度的增加逐漸減小，
B、A兩側(cè)水銀面的高度差也隨著減小，直至B側(cè)水銀面低于A側(cè)水銀面h1為止，
由平衡可得：p1=p0-h1
聯(lián)立解得：l1=24.0cm
U形管中減少的水銀柱長(zhǎng)度：h=（24.0-20.0+3.0+4.0+10.0）cm=21.0cm
②自由落體狀態(tài)下，設(shè)穩(wěn)定后A側(cè)空氣柱的長(zhǎng)度為l2，壓強(qiáng)為p2，
根據(jù)玻意耳定律可得：pl=p2l2
由于U形管自由下落，水銀處于完全失重狀態(tài)，水銀對(duì)氣體的壓強(qiáng)為零，可得：p2=p0
聯(lián)立解得：l2=20.8cm
答：①放出部分水銀后U形管中減少的水銀柱的長(zhǎng)度為21.0cm；
②下落過(guò)程中管內(nèi)水銀穩(wěn)定后A側(cè)空氣柱的長(zhǎng)度為20.8cm．

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；要注意打開(kāi)閥門(mén)K放水銀的過(guò)程，右側(cè)下降的比左側(cè)快，后來(lái)兩側(cè)水銀面的高度差為h1=10.0cm，是左側(cè)比右側(cè)高10.0cm．

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：選擇題

6．一矩形線圈ABCD在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞其中心軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，就會(huì)在線圈中形成交變電流（如圖所示）．下列說(shuō)法不正確的是（　　）
A．線圈經(jīng)過(guò)甲圖位置時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量最大，產(chǎn)生的電流也最大
B．線圈經(jīng)過(guò)乙圖位置時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量為零，產(chǎn)生的電流最大，電流的方向?yàn)閳D中箭頭指向
C．線圈經(jīng)過(guò)丙圖位置時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量最大，產(chǎn)生的電流最小
D．線圈從丙圖位置轉(zhuǎn)到丁圖位置的過(guò)程中，穿過(guò)線圈的磁通量減小，產(chǎn)生的電流在增大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

7．下列電磁波，其衍射能力由強(qiáng)到弱的順序排列正確的是（　　）
A．X線、紫外線、可見(jiàn)光線、紅外線B．γ射線、可見(jiàn)光、紅外線、無(wú)線電波
C．可見(jiàn)光、紅外線、X線、γ射線D．紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、γ射線

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

5．2016年11月3日20時(shí)43分，我國(guó)首枚大型運(yùn)載火箭長(zhǎng)征五號(hào)在海南文昌航天發(fā)射場(chǎng)點(diǎn)火升空，火箭起飛重量約870噸，起飛推力超過(guò)1000噸，則在點(diǎn)火后加速起飛階段（假設(shè)加速起飛階段火箭質(zhì)量不變），長(zhǎng)征五號(hào)火箭（　　）
A．失重且機(jī)械能增加B．失重且機(jī)械能減少
C．超重且機(jī)械能增加D．超重且機(jī)械能減少

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

12．如圖所示，豎直放置的氣缸，活塞橫截面積為S，厚度不計(jì)，可在氣缸內(nèi)無(wú)摩擦滑動(dòng)．氣缸側(cè)壁有一個(gè)小孔，與裝有水銀的U形玻璃細(xì)管相通．氣缸內(nèi)封閉了一段高為L(zhǎng)的氣柱（U形管內(nèi)的氣體體積不計(jì)）．此時(shí)缸內(nèi)氣體溫度為T(mén)0，U形管內(nèi)水銀面高度差為h．已知大氣壓強(qiáng)為p0，水銀的密度為ρ，重力加速度為g．（氣缸內(nèi)氣體與外界無(wú)熱交換）
①求活塞的質(zhì)量m；
②若在活塞上添加質(zhì)量為4m的沙粒時(shí)，活塞下降到距氣缸底部$\frac{4}{5}$L處，求此時(shí)氣缸內(nèi)氣體的溫度．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

2．2016年2月11日，美國(guó)科學(xué)家宣布探測(cè)到引力波，證實(shí)了愛(ài)因斯坦100年前的預(yù)測(cè)，彌補(bǔ)了愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論中最后一塊缺失的“拼圖”，雙星的運(yùn)動(dòng)是產(chǎn)生引力波的來(lái)源之一，假設(shè)宇宙中有一雙星系統(tǒng)由a、b兩顆星體組成，這兩顆星繞它們的連線的某一點(diǎn)在萬(wàn)有引力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，測(cè)得a星的周期為T(mén)，a、b兩顆星的距離為l，a、b兩顆星的軌道半徑之差為△r，已知a星的軌道半徑大于b星的軌道半徑，則（　　）
A．b星的周期為$\frac{l-△r}{l+△r}T$B．a星的線速度大小為$\frac{{π（{l-△r}）}}{T}$
C．a、b兩顆星的半徑之比為$\frac{l+△r}{l-△r}$D．a、b兩顆星的質(zhì)量之比為$\frac{l+△r}{l-△r}$

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

9．如圖所示，兩單擺擺長(zhǎng)相同，靜止時(shí)兩球剛好接觸．將擺球A在兩擺線所在平面內(nèi)向左拉開(kāi)一個(gè)小角度后釋放，碰撞中動(dòng)能有損失，碰后兩球分開(kāi)，分別做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)．用mA、mB分別表示擺球兩球的質(zhì)量，則下列說(shuō)法中正確的是（　�。�
A．如果mA＞mB，下一次碰撞必將發(fā)生在平衡位置右側(cè)
B．如果mA＜mB，下一次碰撞必將發(fā)生在平衡位置左側(cè)
C．只要兩擺球的質(zhì)量不相同，下一次碰撞就不可能發(fā)生在平衡位置
D．無(wú)論兩擺球的質(zhì)量之比是多少，下一次碰撞一定發(fā)生在平衡位置

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

6．如圖所示，將物品從A處無(wú)初速放到水平傳送帶上，運(yùn)動(dòng)到B處后進(jìn)入水平轉(zhuǎn)盤(pán)立即隨轉(zhuǎn)盤(pán)一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，到C處取走物品．已知A、B兩處的距離L=5.0m，傳送帶的初速度v=2.0m/s，物品在轉(zhuǎn)盤(pán)上與軸O的距離R=2.0 m，物品與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.2，取g=10m/s2．
（1）求物品從A處運(yùn)動(dòng)到B處的時(shí)間t；
（2）若物品在轉(zhuǎn)盤(pán)上的最大靜摩擦力可視為與滑動(dòng)摩擦力大小相等，則物品與轉(zhuǎn)盤(pán)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2至少為多大？
（3）若物品的質(zhì)量為1.0kg，傳送帶平均每分鐘傳送15個(gè)物品，則傳送帶電動(dòng)機(jī)因?yàn)閭魉臀锲沸枰噍敵龅墓β蕿槎啻螅?/div>

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

7．下列電器在使用過(guò)程中，利用了電磁波的有（　　）
A．電熨斗B．電風(fēng)扇C．電視機(jī)D．收音機(jī)

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