7.某同學(xué)涉及的簡易火災(zāi)報警裝置如圖所示,豎直固定、上端開口的試管中裝有高h(yuǎn)=20cm的水銀,其下方封閉有一段氣柱.當(dāng)環(huán)境溫度為57℃時,電路恰好接通,電鈴D發(fā)出報警聲,取絕對零度為-273℃.
①若環(huán)境溫度緩慢降至27℃時,水銀柱下降了△L=5cm,試求環(huán)境溫度為57℃時,試管內(nèi)封閉氣柱的長度L;
②若使環(huán)境溫度降低,并且往玻璃管內(nèi)注入高△h=4cm的水銀時,報警裝置恰好再次報警,求此時的環(huán)境溫度t(已知大氣壓強(qiáng)p0=76cmHg).

分析 ①加入水銀柱后空氣柱下降,氣體做等壓變化;由蓋-呂薩克定律可求得氣柱的長度L;
②加入水銀柱的長度.溫度升高,封閉氣體體積增大,水銀柱上升,當(dāng)電路恰好接通時,報警器開始報警;此時空氣柱長度L1+L2,以封閉空氣柱為研究對象,根據(jù)等壓變化規(guī)律求出溫度.

解答 解:①設(shè)試管的橫截面積為S,在溫度從57℃緩慢至27℃的過程中,封閉氣體做等壓變化,由蓋-呂薩克定律有:
$\frac{LS}{{T}_{1}}$=$\frac{(L-△L)S}{{T}_{2}}$
上式中:
T1=57+273=330K;T2=27+273=300K;
代入解得:L=55cm;
②當(dāng)環(huán)境溫度為57℃時,封閉氣體的壓強(qiáng)為:
P1=P0+ρgh=76+20=96cmHg;
當(dāng)報警裝置再次恰好報警時,封閉氣柱的長度為:
L′=L-△h
此時封閉氣體的壓強(qiáng)為P2=P1+ρgh
由理想氣體狀態(tài)方程有:$\frac{{P}_{1}Ls}{{T}_{1}}$=$\frac{{P}_{2}L′S}{t+273}$
解得:t=45.75℃;
答:①環(huán)境溫度為57℃時,試管內(nèi)封閉氣柱的長度L為55cm;
②此時的環(huán)境溫度t為45.75℃

點(diǎn)評 本題考查理想氣體的狀態(tài)方程的應(yīng)用;氣體狀態(tài)變化可以應(yīng)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(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

17.如圖所示為在某工廠的廠房內(nèi)用水平傳送帶將工件的半成品運(yùn)送到下一工序的示意圖.傳送帶在電動機(jī)的帶動下保持v=2m/s的速度勻速向右運(yùn)動,現(xiàn)將質(zhì)量為m=20kg的半成品輕放在傳送帶的左端A處,半成品工件與傳送帶的動摩擦因數(shù)為μ=0.5,設(shè)傳送帶足夠長,重力加速度g=10m/s2.試求:
(1)半成品工件與傳送帶相對滑動所經(jīng)歷的時間.
(2)半成品工件與傳送帶間發(fā)生的相對位移大小.
(3)若每分鐘運(yùn)送的半成品工件為30個,則電動機(jī)對傳送帶做功的功率因運(yùn)送工件而增加多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

18.伽利略為了研究自由落體運(yùn)動的規(guī)律,做了著名的“斜面實(shí)驗(yàn)”,關(guān)于伽利略做“斜面實(shí)驗(yàn)”原因的說法正確的是( 。
A.斜面實(shí)驗(yàn)主要是為了方便測量小球運(yùn)動的位移和時間
B.斜面實(shí)驗(yàn)主要為了方便測量小球運(yùn)動的加速度
C.斜面實(shí)驗(yàn)主要為了方便測量小球運(yùn)動的速度
D.小球在斜面上的運(yùn)動規(guī)律與自由落體運(yùn)動規(guī)律相同

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

15.如圖甲所示為“阿特武德機(jī)“的示意圖,它是早期測量重力加速度的器械,由英國數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家阿特武德于1784年制成.他將質(zhì)量均為M的重物用繩連接后,放在光滑的輕質(zhì)滑輪上,處于靜止?fàn)顟B(tài).再在一個重物上附加一質(zhì)量為m的小重物,這時由于小重塊的重力而使系統(tǒng)做初速度為零的勻加速運(yùn)動,完成一次實(shí)驗(yàn)后,換用不同質(zhì)量的小重物,重復(fù)實(shí)驗(yàn),測出不同m時系統(tǒng)的加速度a.得到多組a、m數(shù)據(jù)后,作出圖象乙.
(1)為了作出圖乙需要直接測量的物理量有AD;
A.小重物的質(zhì)量mB.滑輪的半徑R C.繩子的長度L D.重物移動的距離h及移動這段距離所用的時間t
(2)請推導(dǎo)$\frac{1}{a}$隨$\frac{1}{m}$變化的函數(shù)式$\frac{1}{a}=\frac{2M}{g}•\frac{1}{m}+\frac{1}{g}$;
(3)如圖乙所示,已知該圖象斜率為k,縱軸截距為b,則可求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=$\frac{1}$,并可求出重物質(zhì)量M=$\frac{k}{2b}$.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

2.有一勻強(qiáng)電場,其電場線與坐標(biāo)平面xOy平行,以原點(diǎn)O為圓心,R為半徑的圓周上任意一點(diǎn)Q的電勢φ=φ1cosθ+φ2,其中已知量φ1、φ2>0,θ為O、Q兩點(diǎn)連線與x軸間的夾角,如圖所示,該勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度( 。
A.方向沿x軸負(fù)方向,大小為$\frac{{φ}_{1}}{R}$B.方向沿x軸負(fù)方向,大小為$\frac{{φ}_{2}}{R}$
C.方向沿y軸正方向,大小為$\frac{{φ}_{1}}{R}$D.方向沿y軸正方向,大小為$\frac{{φ}_{2}}{R}$

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

12.下列有關(guān)物理學(xué)方法或物理學(xué)史的說法正確的有(  )
A.法拉第通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了磁也能產(chǎn)生電,即電磁感應(yīng)現(xiàn)象
B.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律,并用實(shí)驗(yàn)方法測出引力常量的數(shù)值,從而使萬有引力定律有里真正的實(shí)用價值
C.將細(xì)銅絲密繞在鉛筆上很多匝,量出總長度,除以匝數(shù)得到細(xì)銅絲的直徑的方法是微元法
D.研究加速度與力、加速度與質(zhì)量的關(guān)系采用的是控制變量法

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

19.一質(zhì)量為M的沙袋用長度為L的輕繩懸掛,沙袋距離水平地面高度為h,一顆質(zhì)量為m的子彈,以某一水平速度射向沙袋,穿出沙袋后落在水平地面上(沙袋的質(zhì)量不變,子彈與沙袋作用的時間極短).測量長子彈落地點(diǎn)到懸掛點(diǎn)的水平距離為x,在子彈穿出沙袋后沙袋的最大擺角為θ,重力加速度為g,求:
(1)子彈射出沙袋瞬間的速度大小v1;
(2)射入沙袋前子彈的速度大小v.

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

16.用游標(biāo)為10分度(測量值可準(zhǔn)確到0.1mm)的卡尺測量小球的直徑,測量的示數(shù)如圖所示,讀出小球直徑d的值為17.5mm.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

9.“兒童蹦極”中,栓在小朋友腰間左右兩側(cè)的是彈性極好的相同的橡皮繩.若小朋友從橡皮繩處于水平的位置時開始由靜止下落(此時橡皮繩剛好處于原長),直至下落到最低點(diǎn)的過程中,關(guān)于小朋友運(yùn)動狀態(tài)的說法中正確的有( 。
A.小朋友到達(dá)最低點(diǎn)時,其速度為零,同時加速度也為零
B.小朋友的速度最大的時刻就是其加速度等于零的時刻
C.小朋友先做勻加速運(yùn)動,后做勻減速運(yùn)動,最后速度等于零
D.小球先做變加速運(yùn)動,加速度越來越小,再做變減速運(yùn)動,加速度越來越大

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同步練習(xí)冊答案