【題目】如圖所示，在絕熱圓柱形汽缸中用光滑絕熱活塞密閉有一定質(zhì)量的理想氣體，在汽缸底部開有一小孔，與U形水銀管相連，外界大氣壓為P0=75cmHg，缸內(nèi)氣體溫度t0=27℃，穩(wěn)定后兩邊水銀面的高度差為△h=1.5cm，此時活塞離容器底部的高度為L=50cm（U形管內(nèi)氣體的體積忽略不計）．已知柱形容器橫截面S=0.01m2，取75cmHg壓強為1.0×105Pa，重力加速度g=10m/s2．

（i）求活塞的質(zhì)量；

（ii）若容器內(nèi)氣體溫度緩慢降至-3℃，求此時U形管兩側(cè)水銀面的高度差△h′和活塞離容器底部的高度L′．

【答案】（i） （ii）

【解析】（i）A中氣體壓強PA=P0+P△h=76.5cmHg=1.02×105Pa

對活塞 PAS=P0S+mg

解得m=2kg．

（ii）由于氣體等壓變化，U形管兩側(cè)水銀面的高度差不變△h′=1.5cm

T1=300K，體積V1=50cm.s

T2=270K，體積V2= L′S

由：

解得：L′=45cm．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，一上端開口、下端封閉的細(xì)長玻璃管，上部有長l1=25 cm的水銀柱，封有長l2=25cm的空氣柱，此時水銀面恰好與管口平齊。已知大氣壓強為p0=75 cmHg，如果使玻璃管繞底端在豎直平面內(nèi)緩慢地轉(zhuǎn)動60°，求此時管中空氣柱的長度。（封入的氣體可視為理想氣體，在轉(zhuǎn)動過程中氣體溫度保持不變，沒有發(fā)生漏氣，取，重力加速度為g）

【答案】30 cm

【解析】設(shè)玻璃管開口向上時，空氣柱的壓強為

玻璃管轉(zhuǎn)動60°時，水銀有部分會流出，設(shè)此時空氣柱長度為x，空氣柱的壓強為

設(shè)玻璃管的橫截面積為S，對空氣柱由玻意爾定律有

解得：x=30 cm

【題型】解答題
【結(jié)束】
15

【題目】一個半圓柱形玻璃磚，其橫截面是半徑為R的半圓，AB為半圓的直徑，O為圓心，如圖所示。玻璃的折射率為。

(i)一束平行光垂直射向玻璃磚的下表面，若光線到達上表面后，都能從該表面射出，則入射光束在AB上的最大寬度為多少？

(ii)一細(xì)束光線在O點左側(cè)與O相距處垂直于AB從下方入射，求此光線從玻璃磚射出點的位置。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為兩個固定在同一水平面上的點電荷，距離為d，電荷量分別為＋Q和－Q，在它們連線的豎直中垂線上固定一根長為L、內(nèi)壁光滑的絕緣細(xì)管，有一帶電荷量為＋q的小球以初速度v0從上端管口射入，重力加速度為g，靜電力常量為k，則小球（ ）

A. 下落過程中加速度始終為g

B. 受到的庫侖力先做正功后做負(fù)功

C. 速度先增大后減小，射出時速度仍為v0

D. 管壁對小球的彈力最大值為

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，為一環(huán)形磁約束裝置的原理圖，圓心為原點O、半徑為R0的圓形區(qū)域Ⅰ內(nèi)有方向垂直xOy平面向里的勻強磁場。一束質(zhì)量為m、電荷量為q、初速度為v0的帶正電粒子從坐標(biāo)為(0、R0)的A點沿y負(fù)方向射入磁場區(qū)域Ⅰ，粒子全部經(jīng)過x軸上的P點，方向沿x軸正方向。當(dāng)在環(huán)形區(qū)域Ⅱ加上方向垂直于xOy平面的勻強磁場時，上述粒子仍從A點沿y軸負(fù)方向射入?yún)^(qū)域Ⅰ，粒子經(jīng)過區(qū)域Ⅱ后從Q點第2次射入?yún)^(qū)域Ⅰ，已知OQ與x軸正方向成60°。不計重力和粒子間的相互作用。求：

(1)區(qū)域Ⅰ中磁感應(yīng)強度B1的大��；

(2)若要使所有的粒子均約束在區(qū)域內(nèi)，則環(huán)形區(qū)域Ⅱ中B2的大小、方向及環(huán)形半徑R至少為多大；

(3)粒子從A點沿y軸負(fù)方向射入后至再次以相同的速度經(jīng)過A點的運動周期。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，M1NlPlQl和M2N2P2Q2為在同一豎直面內(nèi)足夠長的金屬導(dǎo)軌，處在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，磁場方向豎直向下。導(dǎo)軌的M1Nl段與M2N2段相互平行，距離為L；PlQl段與P2Q2段也是平行的，距離為L/2。質(zhì)量為m金屬桿a、b垂直與導(dǎo)軌放置，一不可伸長的絕緣輕線一端系在金屬桿b，另一端繞過定滑輪與質(zhì)量也為m的重物c相連，絕緣輕線的水平部分與PlQl平行且足夠長。已知兩桿在運動過程中始終垂直于導(dǎo)軌并與導(dǎo)軌保持光滑接觸，兩桿與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路的總電阻始終為R，重力加速度為g。

（1）若保持a固定。釋放b，求b的最終速度的大��；

（2）若同時釋放a、b，在釋放a、b的同時對a施加一水平向左的恒力F=2mg，當(dāng)重物c下降高度為h時，a達到最大速度，求：

①a的最大速度；

②才釋放a、b到a達到最大速度的過程中，兩桿與導(dǎo)軌構(gòu)成的回來中產(chǎn)生的電能。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，上端開口的光滑圓柱形汽缸豎直放置，截面積S=20cm2的活塞將一定質(zhì)量的氣體和一形狀不規(guī)則的物體M封閉在汽缸內(nèi)，在汽缸內(nèi)距底H=30cm處有a、b兩限制裝置(a、b的體積可以忽略),使活塞只能向上滑動開始時活塞擱在a、b上，缸內(nèi)氣體的壓強為p0(p0=1.0×105Pa為大氣壓強),溫度為27℃�，F(xiàn)緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體，其狀態(tài)變化如圖乙中的A、B、C所示，從狀態(tài)B到狀態(tài)C的過程中活塞上升了4cm.活塞不漏氣，缸內(nèi)氣體可視為理想氣體，g=10m/s2.求活塞的質(zhì)量和物體M的體積。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xoy內(nèi)，坐標(biāo)原點O處有一粒子源，向與x軸成角的方向連續(xù)不斷地發(fā)射質(zhì)量為m、電荷量為、速度大小為的粒子，經(jīng)過足夠長的時間后，在第Ⅰ象限加一方向垂直紙面向外、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁楊，不計粒子重力及粒子間的相互作用。求：

(1)粒子在磁場中運動的最短時間；

(2)粒子離開磁場時距O點的最大距離。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在矩形區(qū)域CDNM內(nèi)有沿紙面向上的勻強電場，場強的大小E=1．5×105 V/m；在矩形區(qū)域MNGF內(nèi)有垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小B=0．2 T．已知CD=MN=FG=0．60 m，CM=MF=0．20 m．在CD邊中點O處有一放射源，沿紙面向電場中各方向均勻地輻射出速率均為v0=1．0×106 m/s的某種帶正電粒子，粒子質(zhì)量m=6．4×10-27 kg，電荷量q=3．2×10-19 C，粒子可以無阻礙地通過邊界MN進入磁場，不計粒子的重力．求：

（1）粒子在磁場中做圓周運動的半徑；

（2）邊界FG上有粒子射出磁場的范圍長度；

（3）粒子在磁場中運動的最長時間．（后兩問結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖,半圓形框架豎直放置在粗糙的水平地面上,光滑的小球P在水平外力F的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),P與圓心O的連線與水平面的夾角為θ,將力F在豎直面內(nèi)沿順時針方向緩慢地轉(zhuǎn)過90,框架與小球始終保持靜止?fàn)顟B(tài),在此過程中下列說法正確的是( )

A. 框架對小球的支持力先減小后增大

B. 拉力F的最小值為mgcosθ

C. 地面對框架的摩擦力始終在減小

D. 框架對地面的壓力先增大后減小

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案