15．如圖所示，內(nèi)徑粗細(xì)均勻的U形管豎直放置在溫度為7℃的環(huán)境中，左側(cè)管上端開口，并用輕質(zhì)活塞封閉有長(zhǎng)l1=14cm的理想氣體，右側(cè)管上端封閉，管上部有長(zhǎng)l2=24cm的理想氣體，左右兩管內(nèi)水銀面高度差h=6cm．若把該裝置放入溫度恒為27℃的房間中（依然豎直放置）求左側(cè)管中活塞穩(wěn)定時(shí)移動(dòng)的距離．（大氣壓強(qiáng)為p0=76cmHg）

分析 左側(cè)管中氣體發(fā)生等壓變化，根據(jù)蓋呂薩克定律列式求解；右側(cè)管中氣體根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程列式，聯(lián)立求出左側(cè)管中活塞穩(wěn)定時(shí)移動(dòng)的距離．

解答 解：設(shè)管的橫截面積為S，左側(cè)管做等壓變化，則有
$\frac{{V}_{1}^{\;}}{T}=\frac{{V}_{1}^{′}}{T′}$
其中${V}_{1}^{\;}=14S$，T=280K，T′=300K，${V}_{1}^{′}={l}_{1}^{′}S$
解得：${l}_{1}^{′}=15cm$
即由于左側(cè)管體的膨脹可使活塞上移1cm
設(shè)平衡時(shí)右側(cè)管氣體長(zhǎng)度增加x，則由理想氣體狀態(tài)方程可知
$\frac{（{p}_{0}^{\;}-h）{l}_{2}^{\;}S}{T}=\frac{（{p}_{0}^{\;}-h+2x）（{l}_{2}^{\;}+x）S}{{T}_{\;}^{′}}$
其中${p}_{0}^{\;}=76cmHg$，h=6cmHg
解得：x=1cm
所以左側(cè)管中活塞平衡時(shí)最終向上的距離為2cm．
答：左側(cè)管中活塞平衡時(shí)最終向上的距離為2cm．

點(diǎn)評(píng) 能用靜力學(xué)觀點(diǎn)確解決各處壓強(qiáng)的關(guān)系．要注意研究過(guò)程中哪些量不變，哪些量變化，選擇合適的氣體實(shí)驗(yàn)定律解決問(wèn)題．

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：解答題

7．上表面為光滑$\frac{1}{4}$圓弧的物體A與上表面粗糙的物體B用一自動(dòng)鎖緊密相連，A、B靜止在光滑平面上．一質(zhì)量為m的物體C從物體A的頂端自由釋放，當(dāng)C滑到B表面后，自動(dòng)解鎖A、B分離．已知mA=2m，mB=m，B與C之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，RA=0.6m，物體B上表面長(zhǎng)L=0.6m．（g=10m/s2）求：最終物體A和B的速度各是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

8．許多科學(xué)家為經(jīng)典物理學(xué)的發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)．下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（　　）
A．伽利略最先總結(jié)出自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律
B．庫(kù)侖巧妙利用扭秤探究電荷間相互作用的規(guī)律
C．開普勒在前人觀測(cè)的基礎(chǔ)上總結(jié)出行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律
D．法拉第總結(jié)出：閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一電路的磁通量的變化量成正比

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

3．如圖所示，正方形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，O為其中一條邊的中點(diǎn)．現(xiàn)有一束速率不同的質(zhì)子（不計(jì)重力）自O(shè)點(diǎn)垂直邊界射入磁場(chǎng)，這些質(zhì)子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡如圖，所用時(shí)間分別為ta、tb、tc、td，則下列判斷正確的是（　�。�
A．ta＜tbB．ta=tbC．tc＞tdD．tc＜td

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

10．（1）如圖所示為一遠(yuǎn)程輸電的原理圖，變壓器為理想變壓器則n1小于n2；U2大于U3；P1小于P4；I2等于I3；（填“大于”、“小于”或“等于”）．

（2）若發(fā)電機(jī)輸出功率為10000W，輸出電壓是250V，用戶需要的電壓是220V，輸電線電阻為10Ω，若輸電線中因發(fā)熱而損失的功率為輸出功率的10%，試求：用戶得到的電功率是9000W，輸出線路中的電流為10A，降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為45：11．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

20．如圖所示，在意絕熱氣缸中安裝一電阻為R的電阻絲，已知電阻絲產(chǎn)生的熱量全部被氣體吸收，用活塞（不計(jì)質(zhì)量）封閉一定質(zhì)量的理想氣體．已知插上銷子時(shí)理想氣體的體積為V，溫度為T，壓強(qiáng)為p0．
（1）將電阻絲與輸出電流恒為I的電源連接，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，理想氣體溫度升高到T′，求理想氣體增加的內(nèi)能和升溫后氣體的壓強(qiáng)．
（2）若拔掉銷子，仍將電阻絲與輸出電流恒為I的電源連接，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，理想氣體等壓膨脹到2V，求理想氣體增加的內(nèi)能和末狀態(tài)溫度．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

7．如圖，一固定的水平氣缸有一大一小兩個(gè)同軸圓筒組成，兩圓筒中各有一個(gè)活塞，已知大活塞的橫截面積為s，小活塞的橫截面積為$\frac{s}{2}$；兩活塞用剛性輕桿連接，間距保持為l，氣缸外大氣壓強(qiáng)為P0，溫度為T，初始時(shí)大活塞與大圓筒底部相距$\frac{l}{2}$，兩活塞間封閉氣體的溫度為2T，活塞在水平向右的拉力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，拉力的大小為F且保持不變．現(xiàn)氣缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降，活塞緩慢向右移動(dòng)，忽略兩活塞與氣缸壁之間的摩擦，則：
（1）請(qǐng)列式說(shuō)明，在大活塞到達(dá)兩圓筒銜接處前，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)如何變化？
（2）在大活塞到達(dá)兩圓筒銜接處前的瞬間，缸內(nèi)封閉氣體的溫度是多少？
（3）缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達(dá)到熱平衡時(shí)，缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

4．地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)可以認(rèn)為處勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知其公轉(zhuǎn)周期為T，公轉(zhuǎn)半徑為r，引力常量為G，則由此可求出
（　�。�
A．地球的質(zhì)量B．太陽(yáng)的質(zhì)量
C．太陽(yáng)的密度D．地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的線速度大小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

5．圖為俯視圖，光屏MN豎直放置，半圓柱形玻璃磚放在水平面上的平面部分ab與屏平行．由光源S發(fā)出的一束白光從半圓沿半徑射入玻璃磚，通過(guò)圓心O再射到屏上．在水平面內(nèi)繞過(guò)O點(diǎn)的豎直軸沿逆時(shí)針?lè)较蚓従忁D(zhuǎn)動(dòng)玻璃磚，在光屏上出現(xiàn)了彩色光譜．當(dāng)玻璃磚轉(zhuǎn)動(dòng)角度大于某一值時(shí)，屏上彩色光帶中的某種顏色的色光首先消失．下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．轉(zhuǎn)動(dòng)玻璃磚的過(guò)程中最先消失的是紅光
B．由n=$\frac{1}{sinc}$可知，紅光在ab界面發(fā)生全反射的臨界角較大
C．在光屏上從左到右光譜的分布是從紅光到紫光大
D．通過(guò)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，同種材料中各種色光的折射率不同，紅光折射率較大

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