【題目】（10分）如圖，一粗細(xì)均勻的U形管豎直放置，A側(cè)上端封閉，B側(cè)上側(cè)與大氣相通，下端開(kāi)口處開(kāi)關(guān)K關(guān)閉，A側(cè)空氣柱的長(zhǎng)度為l=10.0cm，B側(cè)水銀面比A側(cè)的高h=3.0cm，現(xiàn)將開(kāi)關(guān)K打開(kāi)，從U形管中放出部分水銀，當(dāng)兩側(cè)的高度差為h1=10.0cm時(shí)，將開(kāi)關(guān)K關(guān)閉，已知大氣壓強(qiáng)p0=75.0cmHg。

（ⅰ）求放出部分水銀后A側(cè)空氣柱的長(zhǎng)度；

（ⅱ）此后再向B側(cè)注入水銀，使A、B兩側(cè)的水銀達(dá)到同一高度，求注入水銀在管內(nèi)的長(zhǎng)度。

【答案】（1）12.0cm；（2）13.2cm

【解析】

試題（i）以cmHg為壓強(qiáng)單位．設(shè)A側(cè)空氣柱長(zhǎng)度l=10.0cm時(shí)壓強(qiáng)為p，當(dāng)兩側(cè)的水銀面的高度差為h1=10.0cm時(shí)，空氣柱的長(zhǎng)度為l1，壓強(qiáng)為p1，由玻意耳定律，有：

pl=p1l1①

由力學(xué)平衡條件，有：

p=p0+h ②

打開(kāi)開(kāi)關(guān)放出水銀的過(guò)程中，B側(cè)水銀面處的壓強(qiáng)始終為p0，而A側(cè)水銀面處的壓強(qiáng)隨空氣柱長(zhǎng)度的增加逐漸減小，B、A兩側(cè)水銀面的高度差也隨著減小，直至B側(cè)水銀面低于A側(cè)水銀面h1為止，由力學(xué)平衡條件，有：

p1=p0﹣h1③

聯(lián)立①②③，并代入題目數(shù)據(jù)，有：

l1=12cm ④

（ii）當(dāng)A、B兩側(cè)的水銀面達(dá)到同一高度時(shí)，設(shè)A側(cè)空氣柱的長(zhǎng)度為l2，壓強(qiáng)為P2，由玻意耳定律，有：

pl=p2l2⑤

由力學(xué)平衡條件有：

p2=p0⑥

聯(lián)立②⑤⑥式，并代入題目數(shù)據(jù)，有：

l2=10.4cm ⑦

設(shè)注入水銀在管內(nèi)的長(zhǎng)度為△h，依題意，有：

△h=2（l1﹣l2）+h1⑧

聯(lián)立④⑦⑧式，并代入題目數(shù)據(jù)，有：

△h=13.2cm

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某一時(shí)刻a、b兩物體以不同的速度經(jīng)過(guò)某一點(diǎn)，并沿同一方向做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，已知兩物體的加速度相同，則在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中（ ）

A. a、b兩物體速度之差保持不變

B. a、b兩物體速度之差與時(shí)間成正比

C. a、b兩物體位移之差與時(shí)間成正比

D. a、b兩物體位移之差與時(shí)間平方成正比

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在物理學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)中，科學(xué)家們總結(jié)出了許多物理學(xué)方法，如理想實(shí)驗(yàn)法、控制變量法、極限思想法、類(lèi)比法、科學(xué)假設(shè)法和建立物理模型法等。以下關(guān)于物理學(xué)研究方法的敘述正確的是( 　)

A. 在不需要考慮物體本身的大小和形狀時(shí),用質(zhì)點(diǎn)來(lái)代替物體的方法運(yùn)用了假設(shè)法

B. 根據(jù)速度的定義式，當(dāng)Δt趨近于零時(shí)，就可以表示物體在t時(shí)刻的瞬時(shí)速度，該定義運(yùn)用了微元法

C. 伽利略認(rèn)為自由落體運(yùn)動(dòng)相當(dāng)于物體在傾角為90°的斜面上的運(yùn)動(dòng)，所以他根據(jù)銅球在斜面上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律得出自由落體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，這里采用了實(shí)驗(yàn)和邏輯推理相結(jié)合的方法

D. 在推導(dǎo)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)位移公式時(shí)，把整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程等分成很多小段，然后將各小段位移相加，運(yùn)用了極限思想法

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某區(qū)域的電場(chǎng)線(xiàn)分布如圖所示，其中間一根電場(chǎng)線(xiàn)是直線(xiàn)，一帶正電的粒子從直線(xiàn)上的O點(diǎn)由靜止開(kāi)始在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)。取O點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)沿直線(xiàn)向右為x軸正方向，粒子的重力忽略不計(jì).在O點(diǎn)到A點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下列關(guān)于粒子運(yùn)動(dòng)速度和加速度a隨時(shí)間t的變化、粒子的動(dòng)能Ek和運(yùn)動(dòng)徑跡上的電勢(shì)隨位移x的變化圖線(xiàn)可能正確的是

A. B. C. D.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，一半徑為r的圓環(huán)上均勻分布著電荷量為＋Q的電荷，在垂直于圓環(huán)面且過(guò)圓心O的軸線(xiàn)上有A、B、C三個(gè)點(diǎn)，C和O、O和A間的距離均為d，A、B間距離為2d.在B點(diǎn)處有一電荷量為＋q的固定點(diǎn)電荷．已知A點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)為零，k為靜電力常量，求：

(1)帶電圓環(huán)在O點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)大��；

(2)C點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】小轎車(chē)以20m/s的速度在平直公路上勻速行駛，司機(jī)突然發(fā)現(xiàn)正前方有個(gè)收費(fèi)站，若司機(jī)剎車(chē)使車(chē)勻減速恰好停在繳費(fèi)窗口，繳費(fèi)后勻加速到20m/s后繼續(xù)勻速前行．已知小轎車(chē)剎車(chē)時(shí)的加速度大小為2m/s2，停車(chē)?yán)U費(fèi)所用時(shí)間為30s，啟動(dòng)時(shí)加速度為1m/s2．

（1）司機(jī)從開(kāi)始剎車(chē)到恢復(fù)原速所需時(shí)間為多少？這一過(guò)程通過(guò)的位移是多少？

（2）因國(guó)慶放假期間，全國(guó)高速路免費(fèi)通行，小轎車(chē)可以不停車(chē)通過(guò)收費(fèi)站，但要求轎車(chē)通過(guò)收費(fèi)窗口前9m區(qū)間速度不超過(guò)6m/s，則國(guó)慶期間該小轎車(chē)應(yīng)離收費(fèi)窗口多遠(yuǎn)處開(kāi)始剎車(chē)？因不停車(chē)通過(guò)最多可以節(jié)約多少時(shí)間？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一輛汽車(chē)在十字路口等候綠燈，當(dāng)綠燈亮?xí)r汽車(chē)以2m/s2的加速度開(kāi)始勻加速行駛，恰在這時(shí)一輛自行車(chē)以10m/s的速度勻速駛來(lái)，從后邊趕過(guò)汽車(chē)，試問(wèn)：

（1）汽車(chē)從路口開(kāi)動(dòng)后，在追上自行車(chē)之前經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間兩車(chē)相距最遠(yuǎn)？最遠(yuǎn)距離是多大？

（2）什么時(shí)候汽車(chē)追上自行車(chē)？追上時(shí)汽車(chē)的速度是多大？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，某興趣小組將一帶有小孔、質(zhì)量為m的小球和輕質(zhì)彈簧穿在豎直固定的光滑細(xì)桿上，并在彈簧下端固定一力學(xué)傳感器，從小球由高h處自由下落開(kāi)始計(jì)時(shí)，t1時(shí)刻小球開(kāi)始接觸彈簧，傳感器顯示彈簧彈力與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，則下列說(shuō)法正確的是（　�。�

A. t1時(shí)刻小球的動(dòng)能最大 B. t2時(shí)刻小球的機(jī)械能最大

C. t3～t5時(shí)間內(nèi)，小球的機(jī)械能一直在增大 D. 0～t5時(shí)間內(nèi)，小球的機(jī)械能守恒

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】常用的電容器，從構(gòu)造上看，可以分為固定電容器和可變電容器兩類(lèi)。如圖甲、乙為兩種電容器的實(shí)物圖片，根據(jù)圖中的相關(guān)信息，下列判斷中正確的是

A. 圖中甲為可變電容器，它是通過(guò)改變極板間的距離來(lái)改變電容器的電容的

B. 在不改變其他條件下，將甲電容器浸入煤油中，其電容不發(fā)生變化

C. 根據(jù)圖乙中電容器外殼上標(biāo)的數(shù)據(jù)可知，電壓超過(guò)5.5V時(shí)乙電容器就會(huì)被擊穿

D. 根據(jù)圖乙中電容器外殼上標(biāo)的數(shù)據(jù)可知，乙電容器接5.5V電壓時(shí)，儲(chǔ)存的電量為5.5C

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