【題目】如圖所示,一根一端封閉的玻璃管,內(nèi)有一段長h1=0.20m的水銀柱。當(dāng)溫度為t1=27℃,開口端豎直向上時,封閉空氣柱h2= 0.60m。則(外界大氣壓相當(dāng)于L0= 0.76m高的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng),熱力學(xué)溫度T=273+t

i)若玻璃管足夠長,緩慢地將管轉(zhuǎn)過1800,求此時封閉氣柱的長度

ii)若玻璃管長為L=0.96m,溫度至少升到多高時,水銀柱才能從管中全部溢出?

【答案】(i) 1.03 mHg (ii)T2=385.2K

【解析】設(shè)玻璃管內(nèi)部橫截面積為S

i)對水銀柱分析可知,氣體初狀態(tài)的壓強(qiáng) 初狀態(tài)的體積

轉(zhuǎn)過1800后,氣體的壓強(qiáng) 體積

氣體做等溫變化,由玻意爾定律

。

ii)由氣態(tài)方程可知,PV乘積越大,對應(yīng)的溫度T越高,假設(shè)管中還有長為X的水銀柱尚未溢出時,pV值最大,即的值最大,因為,與x的大小無關(guān),所以由數(shù)學(xué)知識可知:兩數(shù)之和為一常數(shù),則當(dāng)這兩數(shù)相等時,其乘積最大。

有:

得到: 。

即管內(nèi)水銀柱由溢出到還剩下的過程中, 的乘積越來越大,這一過程必須是升溫的。此后,溫度不必再升高(但要繼續(xù)給氣體加熱),水銀柱也將繼續(xù)外溢,直至完全溢出。由氣態(tài)方程:

:   

代入數(shù)據(jù)得:

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】光滑金屬導(dǎo)軌a、bc、d相互平行,固定在同一水平面內(nèi),a、c間距離為L1b、d間距離為L2ab間、cd間分別用導(dǎo)線連接。導(dǎo)軌所在區(qū)域有方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度B的勻強(qiáng)磁場。金屬桿MN在垂直于MN的水平外力F1(圖中未畫出)作用下保持靜止,且垂直于ac;金屬桿GH質(zhì)量為m,在垂直于GH的水平恒力F2作用下從靜止開始向右運(yùn)動,經(jīng)過水平距離x后,F2對桿GH做功的功率就不再變化保持為P,運(yùn)動過程中桿GH始終垂直于bd。金屬桿MN接入電路的電阻為R,其余電阻不計,導(dǎo)軌b、d足夠長。求:

1)外力F1的最大值和恒力F2的大;

2)在GH桿經(jīng)過水平距離x的過程中,金屬桿MN桿上產(chǎn)生的熱量Q。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,長為0.5m、內(nèi)壁光滑的氣缸定在水平面上,氣缸內(nèi)用橫截面積為100cm的活塞封閉有壓強(qiáng)為1×105Pa、溫度為27℃的理想氣體,開始時活塞位于距缸底30cm處。現(xiàn)對封閉的理想氣體加熱,使活塞緩慢向右移動。(已知大氣壓強(qiáng)為1×105Pa)

①試計算當(dāng)溫度升高到427℃時,缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng);

②若在此過程中封閉氣體共吸收了800J的熱量,試計算氣體增加的內(nèi)能。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示為研究電子槍中電子在恒定電場中運(yùn)動的簡化模型示意圖。在xOy 平面的第一象限,存在以x軸、y軸及雙曲線的一段(0≤x≤L,0≤y≤L)為邊界的勻強(qiáng)電場區(qū)域I,電場強(qiáng)度為E;在第二象限存在以(-2L≤x≤0,0≤y≤L)為邊界的勻強(qiáng)電場區(qū)域Ⅱ。一電子(電荷量大小為e,質(zhì)量為m,不計重力)從電場I的邊界B點(diǎn)處由靜止釋放,恰好從N點(diǎn)離開電場區(qū)域Ⅱ。求:

(1)電子通過C點(diǎn)時的速度大。

(2)電場區(qū)域Ⅱ中的電場強(qiáng)度的大。

(3)試證明:從AB曲線上的任一位置由靜止釋放的電子都能從N點(diǎn)離開電場。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,一列簡諧橫波沿x軸方向傳播。實線為t=0時的波形圖,此時x=4m的質(zhì)點(diǎn)M速度方向沿y軸正方向。虛線為t=0.6s時的波形圖。關(guān)于該簡諧波,下列說法正確的是_________。

A.這列波的波長是10m

B.這列波沿著x軸正方向傳播

C.該簡諧波的最小頻率為1.25Hz

D.該簡諧波的最小傳播速度為10m/s

E.t=0.8s時,質(zhì)點(diǎn)M可能會到達(dá)x=0的位置

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】1831年10月28日,法拉第展示了他發(fā)明的圓盤發(fā)電機(jī),其示意圖如圖所示,水平銅盤可繞豎直銅軸轉(zhuǎn)動,兩銅片M、N分別與銅盤邊緣和銅軸連接使整個銅盤處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中。MN之間連接阻值為R的電阻和滑動變阻器RP,若從上往下看,銅盤轉(zhuǎn)動的方向為順時針方向已知銅盤的半徑為L,銅盤轉(zhuǎn)動的角速度為ω,銅盤連同兩銅片對電流的等效電阻值為r,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,下列說法正確的是

A. 導(dǎo)體R中的電流方向從ab

B. 銅盤轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小為

C. 導(dǎo)體R的最大功率為

D. 如果RP=R+r,則滑動變阻器的最大功率為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量為M的足夠長氣缸開口向下與大氣連通,放在水平地面上。氣缸內(nèi)部有一個質(zhì)量為m的活塞,氣缸內(nèi)部的橫截面積為S,初始時活塞靜止,距離氣缸底部為h,熱力學(xué)溫度為T。已知大氣壓強(qiáng)為p0,重力加速度為g。(不計氣缸內(nèi)氣體的重量及活塞與氣缸壁間的摩擦)

若將活塞上方氣體的熱力學(xué)溫度升高到2T,則活塞下降的距離?

若保持溫度為T不變,現(xiàn)用手握住活塞手柄緩慢向上推,求將氣缸剛推離地面時活塞上升的距離為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在如圖所示的正交電磁場中豎直固定著一個半徑R=m的光滑圓弧,圓弧CD豎直固定,它對應(yīng)的圓心角為240°,在C的左端有一傾斜的切線光滑軌道AC與水平面夾角θ=30°,電場強(qiáng)度為E的電場充滿整個空間,而磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場只分布在圓弧軌道所在的右半側(cè)區(qū)域,已知EB在數(shù)值上相等,取重力加速度g=10m/s2,F(xiàn)在A點(diǎn)安裝一個彈射裝置,它能以不同速度沿AC方向發(fā)射可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電小球,小球的質(zhì)量為m,小球射出后能在AC上做勻速直線運(yùn)動,則下列說法正確的是

A. 小球一定帶負(fù)電

B. 小球在軌道的最低點(diǎn)F處速度最大

C. 讓小球以初速度射出,則小球不會脫離軌道

D. 若撤去磁場,讓小球以初速度射出,則小球一定不會脫離軌道

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,理想變壓器原線圈接電壓為220V的正弦交流電,開關(guān)S1時,原副線圈的匝數(shù)比為111,滑動變阻器接入電路的阻值為10Ω,電壓表和電流表均為理想電表,下列說法正確的有

A. 變壓器輸入功率與輸出功率之比為11

B. 1min內(nèi)滑動變阻器產(chǎn)生的熱量為40J

C. 僅將S1撥到2,電流表示數(shù)減小

D. 僅將滑動變阻器的滑片向下滑動,兩電流表示數(shù)均減小

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