如圖8-2-1所示，是伽利略設(shè)計的一種測溫裝置，玻璃泡A內(nèi)封有一定質(zhì)量的空氣，與A相連的B管插在水銀槽中.制作時，先給球形容器微加熱，跑出一些空氣，插入水銀槽中時，水銀能上升到管內(nèi)某一高度.試證明管內(nèi)外液面高度差h與溫度t成線性函數(shù)關(guān)系.設(shè)B管的體積與A泡的體積相比可略去不計.

圖8-2-1

證明：由于題設(shè)B管的體積與A泡的體積相比可略去不計，因此A泡內(nèi)氣體狀態(tài)變化可認為是等容變化.制作時先給玻璃泡A微微加熱，跑出一些空氣.設(shè)此時溫度為t0，管內(nèi)氣體的狀態(tài)為初狀態(tài)，則p1=p0，溫度為T1=t0+273.把細管插入水銀槽中，管內(nèi)外水銀面的高度差為h，此時管內(nèi)氣體的狀態(tài)為末狀態(tài)，則

p2=p0-ρgh，T2=t+273

由查理定律得：p1/T1=p2/T2

化簡上式得：

對上式進行討論.當外界大氣壓p0不變時，上式變?yōu)椋?/p>

 設(shè)，

∴h=a-bt,h與t是一次函數(shù),即成線性關(guān)系.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

有一組同學(xué)對溫度計進行專題研究.他們通過查閱資料得到17世紀時伽利略曾設(shè)計過一個溫度計，其結(jié)構(gòu)為：一麥稈粗細的玻璃管，一端與一雞蛋大小的玻璃泡相連，另一端豎直插在水槽中，并使玻璃管內(nèi)吸入一段水柱，根據(jù)管中水柱高度的變化可測出相應(yīng)的溫度.

為了研究“伽利略溫度計”，同學(xué)們按照資料中的描述自制了如圖8-2-27所示的測溫裝置，圖中A為一塑料小瓶，B為一吸管，通過軟木塞與A連通，管的下端豎直插在大水槽中.使管內(nèi)外水面有一高度差h，然后進行實驗研究：

圖8-2-27

（1）在不同溫度下分別測出對應(yīng)的水柱高度h，記錄的實驗數(shù)據(jù)如下表所示.

溫度/℃

17

19

21

23

25

27

h/cm

30.0

24.9

19.7

14.6

9.4

4.2

Δh=hn-1-hn

5.1

 

 

 

 

 

根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算相鄰兩次測量水柱的高度差，并填入表內(nèi)的空格，由此可得結(jié)論：

①當溫度升高時，管內(nèi)水柱高度h將_____________（選填“變大”“變小”或“不變”）.

②水柱高度h隨溫度的變化而_____________（選填“均勻”或“不均勻”）變化；試從理論上分析并證明結(jié)論②的正確性（提示：管內(nèi)水柱產(chǎn)生的壓強遠遠小于一個大氣壓）.

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

（2）通過實驗，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)用“伽利略溫度計”來測溫度，還存在一些不足之處，其中主要的不足之處有：

①___________________________________________________________________；

②___________________________________________________________________.

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖8-2-30所示，在以O為圓心、半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)，有一個水平方向的勻強磁場，磁場的磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直紙面向外.豎直平行正對放置的兩金屬板A、K連在電壓可調(diào)的電路中.S1、S2為A、K板上的兩個小孔，且S1、S2和O在同一直線上，另有一水平放置的足夠大的熒光屏D，O點到熒光屏的距離為h.比荷（電荷量與質(zhì)量之比）為k的帶正電的粒子由S1進入電場后，通過S2射向磁場中心，通過磁場后落到熒光屏D上.粒子進入電場的初速度及其所受重力均可忽略不計.

圖8-2-30

（1）請分段描述粒子自S1到熒光屏D的運動情況.

（2）求粒子垂直打到熒光屏上P點時速度的大小.

（3）調(diào)節(jié)滑片P，使粒子打在熒光屏上Q點，，求此時A、K兩極板間的電壓.

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科目：高中物理 來源： 題型：

自由電子激光器是利用高速電子束射入方向交替變化的磁場，使電子在磁場中擺動著前進，進而產(chǎn)生激光的一種裝置.在磁場中建立與磁場方向垂直的平面坐標系xOy，如圖8-2-25所示.方向交替變化的磁場隨x坐標變化的圖線如圖8-2-26所示，每個磁場區(qū)域的寬度，磁場的磁感應(yīng)強度大小B=3.75×10-4 T，規(guī)定磁場方向垂直紙面向外為正方向.現(xiàn)將初速度為零的電子經(jīng)電壓U=4.5×103 V的電場加速后，從坐標原點沿x軸正方向射入磁場.電子電荷量e=1.6×10-19 C，電子質(zhì)量m=9×10-31 kg，不計電子的重力，不考慮電子因高速運動而產(chǎn)生的影響.

圖8-2-25

圖8-2-26

（1）電子從坐標原點進入磁場時的速度大小為多少？

（2）請在圖8-2-25中畫出x＝0至x＝4L區(qū)域內(nèi)電子在磁場中運動的軌跡，計算電子通過圖8-2-26中各磁場區(qū)域邊界時位置的縱坐標并在圖中標出；

（3）從x＝0至x=NL（N為整數(shù)）區(qū)域內(nèi)電子運動的平均速度大小為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

初速為v0的電子，沿平行于通電長直導(dǎo)線的方向射出，直導(dǎo)線中電流方向與電子的初始運動方向如圖8-2-1所示，則(　　)．

圖8-2-1

A．電子將向右偏轉(zhuǎn)，速率不變

B．電子將向左偏轉(zhuǎn)，速率改變

C．電子將向左偏轉(zhuǎn)，速率不變

D．電子將向右偏轉(zhuǎn)，速率改變

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