5.如圖,豎直放置的氣缸,活塞橫截面積為S,可在氣缸內(nèi)無摩擦滑動.氣缸側(cè)壁、活塞下方有一個小孔與裝有水銀的U形玻璃管相通,氣缸內(nèi)封閉了一段氣柱(U形管內(nèi)的氣體體積不計).圖示時刻活塞靜止,此時缸內(nèi)氣體溫度為t1,U形管內(nèi)水銀面高度差為h1.已知大氣壓強為p0,水銀的密度為ρ,重力加速度為g.
(1)求活塞的質(zhì)量m;
(2)若已知t1=7℃,h=4.0cm,大氣壓強p0=76cmHg.現(xiàn)對氣缸緩慢加熱,同時在活塞上緩慢添加沙粒,以保持活塞的高度不變,當(dāng)缸內(nèi)氣體溫度升高到27℃時,U形管內(nèi)水銀面的高度差多少?若此后不再添加沙粒,繼續(xù)升高溫度,則U形管內(nèi)水銀面的高度差將如何變化,并簡要說明原因.

分析 (1)對活塞受力分析,根據(jù)平衡條件求解活塞質(zhì)量;
(2)分析初末狀態(tài)的溫度和壓強變化,根據(jù)等容變化列式求解

解答 解:①對活塞,有:p0S+mg=p1S
由題意,可知:p1=p0+ρgh1
解得:m=ρh1S
②活塞位置不變,氣缸內(nèi)氣體做等容變化,當(dāng)缸內(nèi)氣體溫度升高到27℃時,設(shè)U形管內(nèi)水銀面的高度差h2
T1=280K,T1=300K,p1=p0+$\frac{mg}{S}$,p2=p0+ρgh2
由$\frac{{P}_{1}}{{T}_{1}}=\frac{{P}_{2}}{{T}_{2}}$
代入數(shù)據(jù)解得:h2=9.7cm          
若此后不再添加沙粒,繼續(xù)升高溫度,則氣缸內(nèi)的氣體做等壓變化,因此U形管內(nèi)水銀面的高度差將保持不變.
答:
(1)求活塞的質(zhì)量m為ρh1S
(2)U形管內(nèi)水銀面的高度差為9.7cm,若此后不再添加沙粒,繼續(xù)升高溫度,則U形管內(nèi)水銀面的高度差若此后不再添加沙粒,繼續(xù)升高溫度,則氣缸內(nèi)的氣體做等壓變化,因此U形管內(nèi)水銀面的高度差將保持不變

點評 此題考查力與平衡和理想氣體的等容變化,注意壓強和壓力的關(guān)系以及液體壓強的定義.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

15.關(guān)于磁感應(yīng)強度,下列說法中正確的是( 。
A.一小段通電導(dǎo)線在磁場中某處不受磁場力的作用,則該處的磁感應(yīng)強度一定為零
B.一小段通電導(dǎo)線在磁場中某處受到的磁場力越小,說明該處的磁感應(yīng)強度越小
C.磁感應(yīng)強度方向就是放在該點的一小段通電導(dǎo)線的所受磁場力的方向
D.磁感應(yīng)強度的大小和方向跟放在該點的一小段通電導(dǎo)線所受磁場力無關(guān)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

16.下列說法正確的是( 。
A.單位“米、千克、秒”都是國際單位制中的基本單位
B.單位“牛頓”是國際單位制中的基本單位
C.位移是理想化模型
D.牛頓第一定律可以通過實驗進行驗證

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

13.以一定的初速度在粗糙的水平面上滑行的物體最后停下來,設(shè)物體受到的阻力值為f,計算出阻力做的功及物體的速度改變,重復(fù)實驗,可以得到多組測量值,以阻力對物體做功的大小為縱坐標(biāo),物體初速度為橫坐標(biāo),作出w-v圖象,如圖所示,其中符合實際情況的是( 。
A.B.C.D.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

20.如圖甲所示的實驗裝置在力學(xué)實驗中有重要的應(yīng)用,設(shè)小車的總質(zhì)量為M,小盤和盤中砝碼總質(zhì)量為m,打點計時器的打點周期為T.
(1)圖乙是該裝置做研究勻變速運動規(guī)律實驗時得到的一條紙帶,連續(xù)計時點A、B、C、D、E、F、G間距離如圖所示.小車加速度大小的計算式應(yīng)為a=$\frac{{s}_{6}-2{s}_{3}}{9{T}^{2}}$.
(2)下列關(guān)于該裝置的應(yīng)用正確的是:CD
A、可用圖甲所示裝置研究勻變速運動的規(guī)律,但要抬高木板的右端,以平衡摩擦力.
B、可用圖甲所示裝置探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系,平衡摩擦力時,小車應(yīng)穿上紙帶,在小盤和鉤碼的拉動下恰好做勻速運動
C、可用圖甲所示裝置探究動能定理,要定量研究小車所受合外力的功和小車動能變化關(guān)系時,需要平衡摩擦力,同時還要滿足m<<M
D、可用圖甲所示裝置驗證小車的機械能守恒,但要抬高木板的右端,以平衡摩擦力

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

10.一矩形線圈垂直于勻強磁場并位于線圈平面內(nèi)的固定軸勻速轉(zhuǎn)動,線圈中感應(yīng)電動勢e隨時間t變化的圖象如圖所示,下面說法正確的是( 。
A.在t1時刻通過線圈平面的磁通量為零
B.在t2時刻通過線圈平面的磁通量的值最大
C.在t3時刻通過線圈的磁通量的變化率的絕對值最大
D.在t1和t3時刻線圈平面與中性面重合

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:填空題

17.在生活中打電話的電信號是模擬信號,而發(fā)電報的電信號是數(shù)字信號.(填“數(shù)字”或“模擬”)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

14.原來作勻速運動的升降機內(nèi),有一被伸長彈簧拉住的、具有-定質(zhì)量的物體A靜止在地板上,如圖所示,現(xiàn)發(fā)現(xiàn)A突然被彈簧拉向右方.由此可判斷,則升降機的可能運動情況說法正確是( 。
A.保持原來勻速運動B.向下做加速運動
C.向下做減速運動D.已停止不動

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

15.如圖所示,將一線圈放在一勻強磁場中,線圈平面平行于磁感線,則線圈中有感應(yīng)電流產(chǎn)生的是( 。
A.當(dāng)線圈繞ab邊轉(zhuǎn)動B.當(dāng)線圈繞ac邊轉(zhuǎn)動
C.當(dāng)線圈做垂直于磁感線的平行運動D.當(dāng)線圈做平行于磁感線的運動

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案