如圖，一上端開口、下端封閉的細(xì)長玻璃管，下部有長l1=66cm的水銀柱，中間封有長l2=6.6cm的空氣柱，上部有長l3=44cm的水銀柱，此時(shí)水銀面恰好與管口平齊．已知大氣壓強(qiáng)為P0=76cmHg．如果使玻璃管繞底端在豎直平面內(nèi)緩慢地轉(zhuǎn)動一周，求在開口向下和轉(zhuǎn)回到原來位置時(shí)管中空氣柱的長度．封入的氣體可視為理想氣體，在轉(zhuǎn)動過程中沒有發(fā)生漏氣．
設(shè)玻璃管開口向上時(shí)，空氣柱壓強(qiáng)為：P1=P0+ρgl3 ①
（式中ρ和g分別表示水銀的密度和重力加速度．）
玻璃管開口向下時(shí)，原來上部的水銀有一部分會流出，封閉端會有部分真空．
設(shè)此時(shí)開口端剩下的水銀柱長度為x，則P2=ρgl1，P2+ρgx=P0 ②
（P2管內(nèi)空氣柱的壓強(qiáng)．）
由玻意耳定律得P1（sl2）=P2（sh） ③
（式中，h是此時(shí)空氣柱的長度，S為玻璃管的橫截面積．）
由①②③式和題給條件得h=12cm　�、�
從開始轉(zhuǎn)動一周后，設(shè)空氣柱的壓強(qiáng)為P3，則P3=P0+ρgx⑤
由玻意耳定律得P1（sl2）=P3（sh'）⑥
（式中，h'是此時(shí)空氣柱的長度．）
由①②③⑤⑥h'≈9.2cm
答：在開口向下管中空氣柱的長度為12cm，到原來位置時(shí)管中空氣柱的長度是9.2cm．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

如圖2-4所示，氣缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的氣體．不計(jì)活塞和缸壁間的摩擦，也不考慮密封氣體和外界的熱傳遞，當(dāng)外界大氣壓變化時(shí)，以下物理量中發(fā)生改變的有
A．彈簧的彈力
B．密封氣體體積
C．密封氣體壓強(qiáng)
D．密封氣體內(nèi)能

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

現(xiàn)有一根粗細(xì)均勻長約40厘米，兩端開口的玻璃管，內(nèi)有一小段水柱，一個彈簧秤，一把毫米刻度尺，一小塊橡皮泥，一個足夠高的玻璃容器，內(nèi)盛有冰和水的混合物，選用合適的器材，設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)，估測當(dāng)時(shí)的室內(nèi)溫度，要求：（1）畫出實(shí)驗(yàn)示意圖；
（2）寫出要測定的物理量______，寫出可直接應(yīng)用的物理量______
（3）寫出計(jì)算室溫的表達(dá)式______．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

如圖所示的氣缸中封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，活塞和氣缸導(dǎo)熱性能良好，活塞與氣缸間無摩擦，氣缸開口始終向上．在室溫為27°時(shí)，活塞距氣缸底部距離h1=10cm，后將氣缸放置在冰水混合物中，此時(shí)外界大氣壓強(qiáng)為1atm．則：
①在冰水混合物中，活塞距氣缸底部距離h2=______cm，
②此過程中氣體內(nèi)能______（填“增大”或“減小”），氣體將______（填“吸熱”或者“放熱”）．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

內(nèi)燃機(jī)汽缸里的混合氣體，在吸氣沖程之末，溫度為50℃，壓強(qiáng)為1.0×105Pa，體積為0.93L，在壓縮沖程中，把氣體的體積壓縮為0.155L時(shí)，氣體的壓強(qiáng)增大到1.2×106Pa．求這時(shí)混合氣體的溫度升高到多少攝氏度？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖封閉端有一段長40厘米的空氣柱，左右兩邊水銀柱的高度差是19厘米，大氣壓強(qiáng)為76厘米汞柱，要使兩邊管中的水銀面一樣高，需要再注入多少厘米長的水銀柱？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

用圖所示的容積計(jì)測量某種礦物的密度，測量數(shù)據(jù)和步驟如下：
（1）打開閥門K，使管A、容器C、B和大氣相通，上下移動D使水銀面在n處；
（2）關(guān)閉K，向上舉D使水銀面達(dá)到m處，這時(shí)B、D兩管內(nèi)水銀面高度差h1=12.5cm；
（3）打開K，把400g礦物投入C，使水銀面對齊n，然后關(guān)閉K；
（4）往上舉D，使水銀面重新到達(dá)m處，這時(shí)B、D兩管內(nèi)水銀面高度差h2=23.7cm，m處以上容器C和管A（不包括B）的總體積是1000cm3．求礦物的密度．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，為中學(xué)物理課上一種演示氣體定律的有趣儀器--哈勃瓶，它是一個底部開有圓孔，瓶頸很短的平底大燒瓶．在瓶內(nèi)塞有一氣球，氣球的吹氣口反扣在瓶口上，瓶底的圓孔上配有一個橡皮塞．在一次實(shí)驗(yàn)中，瓶內(nèi)由氣球和橡皮塞封閉一定質(zhì)量的氣體，在對氣球緩慢吹氣過程中，當(dāng)瓶內(nèi)氣體體積減小△V時(shí)，壓強(qiáng)增大20%．若使瓶內(nèi)氣體體積減小2△V，則其壓強(qiáng)增大（　　）
A．20%B．30%C．40%D．50%

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

（1）關(guān)于晶體和非晶體，下列說法正確的是______（填入正確選項(xiàng)前的字母）
A．金剛石、食鹽、玻璃和水晶都是晶體
B．晶體的分子（或原子、離子）排列是有規(guī)則的
C．單晶體和多晶體有固定的熔點(diǎn)，非晶體沒有固定的熔點(diǎn)
D．單晶體和多晶體的物理性質(zhì)是各向異性的，非晶體是各向同性的
（2）如圖所示，一開口氣缸內(nèi)盛有密度為ρ的某種液體；一長為l的粗細(xì)均勻的小平底朝上漂浮在液體中，平衡時(shí)小瓶露出液面的部分和進(jìn)入小瓶中液柱的長度均為
l
4
．現(xiàn)用活塞將氣缸封閉（圖中未畫出），使活塞緩慢向下運(yùn)動，各部分氣體的溫度均保持不變．當(dāng)小瓶的底部恰好與液面相平時(shí)，進(jìn)入小瓶中的液柱長度為
l
2
，求此時(shí)氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)．大氣壓強(qiáng)為ρ0，重力加速度為g．

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同步練習(xí)冊答案