精英家教網(wǎng)如圖所示，這個裝置可以作為火災報警器使用：試管中裝入水銀，當溫度升高時，水銀柱上升，使電路導通，蜂鳴器發(fā)出響聲．27℃時，空氣柱長度L1為20cm，水銀上表面距離導線L2為10cm，管內(nèi)水銀柱的高度h為8cm，大氣壓強75厘米汞柱，則當溫度達到多少攝氏度，報警器會報警？如果要使該裝置在87攝氏度報警，則應該再往玻璃管內(nèi)注入多少厘米高的汞柱？如果大氣壓增大，則報警溫度會受到怎樣的影響？
分析：封閉的氣體做等壓變化，分別找出氣體初末狀態(tài)的狀態(tài)參量，應用理想氣體狀態(tài)方程便可求解出報警溫度．反之已知報警溫度同樣可以求出封閉氣體的壓強，根據(jù)封閉氣體的壓強可知應再向下班管中注入多少厘米汞柱．根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知，當大氣壓強增大時，封閉氣體的壓強增大，根據(jù)氣體狀態(tài)方程可知，當報警器報警時的溫度將比原來設計的溫度增加．
解答：解：（1）由題意根據(jù)示意圖可知，溫度變化的過程中封閉氣體的壓強保持不變，氣體做等壓變化．
封閉氣體的初始狀態(tài)為：T1=300K，V1=20S，報警時溫度為T2，體積V2=30S
根據(jù)蓋?呂薩克定律有：
V1
T1
=
V2
T2

得T2=
V2
V1
T1=
3
2
T1=450K
即：t2=177℃
（2）若裝置在87℃時報警此時需向玻璃管中注入h厘米汞柱，則此時封閉氣體的壓強為：（83+h）厘米汞柱，溫度：T3=360K，封閉氣體的體積：（30-h）S
開始時封閉氣體的壓強為：83厘米汞柱，溫度T1=300K，封閉氣體的體積為：V1=20S
根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有：
P1V1
T1
=
P2V2
T2

代入數(shù)據(jù)解得h=8.14cm
（3）因為大氣壓增大后，封閉氣體壓強將相應增大，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程
PV
T
得使封閉氣體膨脹到相應體積則溫度將升高，即將使報警溫度比原來的設計值偏高．
答：當溫度為177℃時報警器會報警，如果要使裝置在87℃時報警則需向玻璃管中注入8.14cm高的汞柱，如果大氣壓強增加，則報警器報警的溫度比原先設計的偏高．
點評：氣體狀態(tài)變化可以應用理想氣體狀態(tài)方程求解，本題的關(guān)鍵是找出氣體的變化是等壓變化．
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示的實驗裝置中，左邊的非勻強電場使電子加速，右邊的勻強電場使電子減速．設非勻強電場的電壓為U，勻強電場的電壓為U′，實驗結(jié)果是：只要U′
＜
＜
U（填“＞”或，“＜”）電流計的指針就偏轉(zhuǎn)；只要U′
＞
＞
U（填“＞”或“＜”），電流計的指針就不偏轉(zhuǎn)．從這個實驗結(jié)果可得到的結(jié)論是
只要電壓相同，不論是否勻強電場電場對帶電粒子所加的作用是相同的．
只要電壓相同，不論是否勻強電場電場對帶電粒子所加的作用是相同的．
．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

精英家教網(wǎng)（1）在“研究共點力的合成”實驗中，可減小實驗誤差的措施有
 

A．兩個分力F1、F2間夾角要盡量大些
B．兩個分力F1、F2的大小要盡量大些
C．拉橡皮筋時，橡皮筋、細繩和彈簧秤應貼近圖板，并且平行于圖板
D．實驗前，先把所用的兩個彈簧秤的鉤子相互鉤住，平放在桌子上，向相反方向拉動，檢查讀數(shù)是否相同
（2）用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．實驗所用的電源為學生電源，有交流（頻率為50Hz）和直流兩種輸出．重錘從高處由靜止開始落下，拖動紙帶通過打點計時器打出一系列的點，對紙帶上的點的痕跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律．
①一同學按如下步驟進行實驗：
A．用天平測量出重錘的質(zhì)量；
B．按圖示的裝置安裝器件；
C．將打點計時器接到電源的直流輸出端上；
D．先接通電源，后釋放懸掛紙帶的夾子，打出一條紙帶；
E．換用紙帶，重復步驟D；
F．選取合適的紙帶；
G．測量所選紙帶上某些點之間的距離；
H．根據(jù)測量的結(jié)果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能．
指出其中沒有必要進行的步驟是
 
；操作不恰當?shù)牟襟E是
 
．
②利用這個裝置也可以測量重錘的加速度數(shù)值．這位同學打出的紙帶如圖所示，A點為打下的第一個點，0、1、2、3、4、5、6為連續(xù)的計數(shù)點，現(xiàn)測得s1、s2、s3、s4、s5、s6分別為4.03cm、4.42cm、4.80cm、5.18cm、5.57cm、5.95cm，請你根據(jù)這條紙帶推算此落體過程的加速度a為
 
m/s2．（保留三位有效數(shù)字）
③某同學根據(jù)第②問求得的加速度數(shù)值計算重力勢能的變化量△EP，驗證機械能守恒定律定律．試分析其合理性．
 
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

某實驗小組設計了如圖所示的實驗裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。開始時閉合電鍵，電磁鐵將A、B兩個小車吸住，斷開電鍵，兩個小車同時在細繩拉力作用下在水平桌面上沿同一直線相向運動。實驗中始終保持小車質(zhì)量遠大于托盤和砝碼的質(zhì)量，實驗裝置中各部分摩擦阻力可忽略不計。

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①該小組同學認為，只要測出小車A和B由靜止釋放到第一次碰撞通過的位移s1、s2，即可得知小車A和B的加速度a1、a2與位移s1、s2的關(guān)系。這個關(guān)系式可寫成（    ）。
②實驗時，該小組同學先保持兩小車質(zhì)量相同且不變，改變左、右托盤內(nèi)的砝碼重力，測量并記錄對應拉力下小車A和B通過的位移s1和s2。經(jīng)過多組數(shù)據(jù)分析得出了小車運動的加速度與所受拉力的關(guān)系。然后他們保持兩小車所受的拉力相同且不變，研究小車的加速度與小車質(zhì)量的關(guān)系，此時要改變實驗變量是（    ），必須測量并記錄的物理量是（    ）（要求對表示物理量的字母做出說明），這些測出并記錄的物理量之間的關(guān)系式可寫成（    ）。

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科目：高中物理 來源：2008-2009學年江蘇省南通市高三（上）統(tǒng)考物理試卷（解析版） 題型：解答題

（1）在“研究共點力的合成”實驗中，可減小實驗誤差的措施有______
A．兩個分力F1、F2間夾角要盡量大些
B．兩個分力F1、F2的大小要盡量大些
C．拉橡皮筋時，橡皮筋、細繩和彈簧秤應貼近圖板，并且平行于圖板
D．實驗前，先把所用的兩個彈簧秤的鉤子相互鉤住，平放在桌子上，向相反方向拉動，檢查讀數(shù)是否相同
（2）用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．實驗所用的電源為學生電源，有交流（頻率為50Hz）和直流兩種輸出．重錘從高處由靜止開始落下，拖動紙帶通過打點計時器打出一系列的點，對紙帶上的點的痕跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律．
①一同學按如下步驟進行實驗：
A．用天平測量出重錘的質(zhì)量；
B．按圖示的裝置安裝器件；
C．將打點計時器接到電源的直流輸出端上；
D．先接通電源，后釋放懸掛紙帶的夾子，打出一條紙帶；
E．換用紙帶，重復步驟D；
F．選取合適的紙帶；
G．測量所選紙帶上某些點之間的距離；
H．根據(jù)測量的結(jié)果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能．
指出其中沒有必要進行的步驟是______；操作不恰當?shù)牟襟E是______．
②利用這個裝置也可以測量重錘的加速度數(shù)值．這位同學打出的紙帶如圖所示，A點為打下的第一個點，0、1、2、3、4、5、6為連續(xù)的計數(shù)點，現(xiàn)測得s1、s2、s3、s4、s5、s6分別為4.03cm、4.42cm、4.80cm、5.18cm、5.57cm、5.95cm，請你根據(jù)這條紙帶推算此落體過程的加速度a為______m/s2．（保留三位有效數(shù)字）
③某同學根據(jù)第②問求得的加速度數(shù)值計算重力勢能的變化量△EP，驗證機械能守恒定律定律．試分析其合理性．______．

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科目：高中物理 來源：同步題 題型：實驗題

某實驗小組設計了如圖所示的實驗裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，開始時閉合開關(guān)，電磁鐵將A、B兩個小車吸住，斷開開關(guān)，兩小車同時在細繩拉力作用下在水平桌面上沿同一直線相向運動，碰后結(jié)合為一體，實驗中始終保持小車質(zhì)量遠大于托盤和砝碼的質(zhì)量，實驗裝置中各部分摩擦阻力可忽略不計． (1)該小組同學認為，只要測出小車A和B由靜止釋放到第一次碰撞通過的位移x1、x2，即可得知小車A和B的加速度a1、a2與位移x1、x2的關(guān)系．這個關(guān)系式可寫成_________________．
(2)實驗時，該小組同學先保持兩小車質(zhì)量相同且不變，改變左、右托盤內(nèi)的砝碼的重力，測得并記錄對應拉力下小車A和B通過的位移x1和x2.經(jīng)過多組數(shù)據(jù)分析得出了小車運動的加速度與所受拉力的關(guān)系，然后他們保持兩小車所受的拉力相同且不變，研究小車的加速度與所受拉力的關(guān)系，然后他們保持兩小車所受的拉力相同且不變，研究小車的加速度與小車質(zhì)量的關(guān)系，此時要改變的實驗變量是________，必須測量并記錄的物理量是________（要求對表示物理量的字母作出說明），這些測出并記錄的物理量之間的關(guān)系可寫成__________．

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