【題目】如圖所示,粗細(xì)均勻,兩端開口的U形玻璃管豎直放置。左右豎直部分和水平部分長度均為H=14cm。水平部分一段空氣柱將管內(nèi)水銀分隔成左右兩段。當(dāng)溫度為t=0℃時,被封閉的空氣柱的長度為L=8cm,水平部分左側(cè)水銀柱長A=2cm,左 側(cè)豎直管內(nèi)水銀柱長也是A=2cm。大氣壓強(qiáng)P。相當(dāng)于高為76cm水銀柱的壓強(qiáng)。
①當(dāng)被封閉的空氣柱溫度緩慢升高到多少攝氏度時,水平部分某一側(cè)的水銀恰好能全部進(jìn)入豎直管?
②當(dāng)被封閉的空氣柱溫度緩慢升高到多少攝氏度時,恰好能一讓某一側(cè)豎直管內(nèi)水銀柱上方的空氣全部被排出?
【答案】①147℃ ②497℃
【解析】
①U形管兩端均開口,所以兩豎直管內(nèi)水銀柱高度應(yīng)相同,即右邊豎直管內(nèi)水銀柱高度也為h=2cm.所以被封閉的空氣柱右側(cè)的水銀柱的水平長度為H-L-h=4cm
設(shè)玻璃管的橫截面積為S,以被封閉的空氣為研究對象,初狀態(tài),Hg=78cm Hg,=LS=8S.
設(shè)當(dāng)被封閉的空氣柱溫度緩慢升高到時,因為兩豎直管內(nèi)水銀柱高度應(yīng)相同,所以只能是封閉空氣柱左側(cè)水銀恰好能全部進(jìn)人豎直管A中,此時右側(cè)管水銀柱高度也為4cm.
以封閉的空氣為研究對象,該狀態(tài)溫度為, Hg柱=80cm Hg柱,=12S.
由氣態(tài)方程得:
解得:=420K
所以此時被封閉的空氣柱溫度升高到=147℃
②設(shè)當(dāng)被封閉的空氣柱溫度緩慢升高到時,因為兩豎直管內(nèi)水銀柱高度應(yīng)相同,所以只能是左側(cè)豎直管內(nèi)的空氣恰好能全部被排出,即左側(cè)豎直管水銀柱上表面和管口相平,此時右側(cè)豎直管水銀柱高度仍為4cm,
以被封閉的空氣為研究對象,該狀態(tài)溫度為, Hg柱=80cm Hg柱,
由氣態(tài)方程得
解得:=770K
所以此時被封閉的空氣柱溫度升高到=497℃
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,一個內(nèi)壁光滑、導(dǎo)熱性能良好的汽缸豎直吊在天花板上,開口向下。質(zhì)量與厚度均不計、導(dǎo)熱性能良好的活塞橫截面積為S=2×10-3 m2,與汽缸底部之間封閉了一定質(zhì)量的理想氣體,此時活塞與汽缸底部之間的距離h=24 cm,活塞距汽缸口10 cm。汽缸所處環(huán)境的溫度為300 K,大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105 Pa,取g=10 m/s2,F(xiàn)將質(zhì)量為m=4 kg的物塊掛在活塞中央位置上。
(1)活塞掛上重物后,活塞下移,求穩(wěn)定后活塞與汽缸底部之間的距離。
(2)若再對汽缸緩慢加熱使活塞繼續(xù)下移,活塞剛好不脫離汽缸,加熱時溫度不能超過多少?此過程中封閉氣體對外做功多少?
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在等腰直角三角形abc區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,O為ab邊的中點,在O處有一粒子源沿紙面內(nèi)不同方向、以相同的速率不斷向磁場中釋放相同的帶正電的粒子,已知粒子的質(zhì)量為m,電荷量為q,直角邊ab長為,不計重力和粒子間的相互作用力。則
A. 粒子能從bc邊射出的區(qū)域長度為
B. 粒子在磁場中運動的最長時間為
C. 若粒子從bc邊射出,則入射方向與Ob的夾角一定小于
D. 從ac邊射出的粒子中,沿Oa方向射入磁場的粒子在磁場中運動的時間最短
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某原子電離后其核外只有一個電子,若該電子在核的靜電力作用下繞核做勻速圓周運動,那么電子運動( )
A. 半徑越大,加速度越大 B. 半徑越小,周期越大
C. 半徑越大,角速度越小 D. 半徑越小,線速度越小
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,x軸在水平地面上,y軸在豎直方向。圖中畫出了從y軸上沿x軸正方向水平拋出的三個小球a、b和c的運動軌跡。不計空氣阻力,下列說法正確的是
A. a和b的初速度大小之比為︰1
B. a和b在空中運動的時間之比為2︰1
C. a和c在空中運動的時間之比為︰1
D. a和c的初速度大小之比為2︰1
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,半徑為R=0.4m的半圓豎直軌道BCD與水平地面平滑連接,O是半圓形軌道的圓心,BOD在同一豎直線上。質(zhì)量m=2kg的物體(可視為質(zhì)點)以vA=7m/s的速度從A點沿水平面向右運動,沖上圓弧后從D點水平拋出,落在水平地面上,落點與B點的距離x=1.2m。忽略空氣阻力,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)小物塊從D點拋出時的速度大;
(2)小物塊運動到D點時,對軌道壓力的大;
(3)小物塊從A點運動到D點的過程中克服摩擦力所做的功。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)將帶滑輪的滑板放置在水平桌面上,調(diào)節(jié)滑板上表面水平,將力傳感器固定在小車上,然后把繩的一端固定在傳感器拉鉤上,用來測量繩對小車的拉力在小車及傳感器總質(zhì)量不變的情況下,探究加速度跟它們所受拉力的關(guān)系時,根據(jù)測得的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中作出了如圖所示的a-F圖象。
(1)由a-F圖象可知小車和傳感器的總質(zhì)量為___________kg。(保留兩位有效數(shù)字)
(2)圖象不過坐標(biāo)原點的原因是_________________________________。
(3)為使圖象過原點可墊高滑板的___________(填“左”或“右”)側(cè),使傳感器拉鉤不掛繩時,小車能做___________(填“加速”“勻速”或“減速”)運動
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,光滑絕緣的細(xì)圓管彎成半徑為R的半圓形,固定在豎直面內(nèi),管口B、C的連線水平。質(zhì)量為m 的帶正電小球從B點正上方的A點自由下落,A、B兩點間距離為4R。從小球(小球直徑小于細(xì)圓管直徑)進(jìn)入管口開始,整個空間突然加上一個斜向左上方的勻強(qiáng)電場,小球所受電場力在豎直方向上的分力與重力等大反向,結(jié)果小球從管口C處離開圓管后,又能經(jīng)過A點。設(shè)小球運動過程中電荷量保持不變,重力加速度為g,求:
(1)小球到達(dá) B 點時的速度大小。
(2)小球受到的電場力大小。
(3)小球經(jīng)過管口C處時對圓管壁的壓力。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)利用如圖所示的裝置探究功與速度變化的關(guān)系。
(。┬∥飰K在橡皮筋的作用下彈出,沿水平桌面滑行,之后平拋落至水平地面上,落點記為M1;
(ⅱ)在釘子上分別套上2條、3條、4條……
同樣的橡皮筋,使每次橡皮筋拉伸的長度都保
持一致,重復(fù)步驟(ⅰ),小物塊落點分別記為M2、M3、M4……;
(ⅲ)測量相關(guān)數(shù)據(jù),進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
(1)為求出小物塊拋出時的動能,需要測量下列物理量中的 ________ (填正確答案標(biāo)號)。
A.小物塊的質(zhì)量m B.橡皮筋的原長x
C.橡皮筋的伸長量Δx D.桌面到地面的高度h
E.小物塊拋出點到落地點的水平距離L
(2)將幾次實驗中橡皮筋對小物塊做功分別記為W1、W2、W3、……,小物塊拋出點到落地點的水平距離分別記為L1、L2、L3、……。若功與速度的平方成正比,則應(yīng)以W為縱坐標(biāo)、________為橫坐標(biāo)作圖,才能得到一條直線。
(3)由于小物塊與桌面之間的摩擦不能忽略,則由此引起的誤差屬于______(填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”)。
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