【選修3-3選做題】
如圖,一上端開口,下端封閉的細長玻璃管,下部有長l1=66cm的水銀柱,中間封有長l2=6.6cm的空氣柱,上部有長l3=44cm的水銀柱,此時水銀面恰好與管口平齊。已知大氣壓強為P0=76cmHg。如果使玻璃管繞低端在豎直平面內(nèi)緩慢地轉(zhuǎn)動一周,求在開口向下和轉(zhuǎn)回到原來位置時管中空氣柱的長度。封入的氣體可視為理想氣體,在轉(zhuǎn)動過程中沒有發(fā)生漏氣。
解:設玻璃管開口向上時,空氣柱壓強為 ①,式中,ρ和g分別表示水銀的密度和重力加速度
玻璃管開口響下時,原來上部的水銀有一部分會流出,封閉端會有部分真空。設此時開口端剩下的水銀柱長度為x,則, ②,式中,P2管內(nèi)空氣柱的壓強
由玻意耳定律得 ③,式中,h是此時空氣柱的長度,S為玻璃管的橫截面積
由①②③式和題給條件得h=12cm、
從開始轉(zhuǎn)動一周后,設空氣柱的壓強為P3,則
由玻意耳定律得 ⑥,式中,h'是此時空氣柱的長度
由①②③⑤⑥h'≈9.2cm ⑦
練習冊系列答案
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如圖所示,一圓筒形汽缸靜止于水平地面上,汽缸的質(zhì)量為M,活塞(連同手柄)的質(zhì)量為m,汽缸內(nèi)部的橫截面積為S,大氣壓強為P0,平衡時汽缸內(nèi)的容積為V,F(xiàn)用手握住活塞手柄緩慢向上提,設汽缸足夠長,在整個上提過程中氣體的溫度保持不變,不計汽缸內(nèi)氣體的重力及活塞與汽缸壁間的摩擦,求汽缸剛提離地面時活塞上升的距離。

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(1)該氣體在狀態(tài)B、C時的溫度分別為多少℃?
(2)該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中內(nèi)能的變化量是多大?
(3)該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中是吸熱,還是放熱?傳遞的熱量是多少?

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(1)對氣體加熱,使其溫度升高到T2=320K,求此時氣柱的長度;
(2)在活塞上施加一個豎直向上的拉力F=4N,保持氣體的溫度T2不變,求平衡后氣柱的長度及此時管內(nèi)外水銀面的高度差。

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科目:高中物理 來源:湖北省模擬題 題型:計算題

【選修3-3選做題】
一定質(zhì)量的理想氣體,其狀態(tài)變化圖如箭頭順序所示,AB平行于縱軸,BC平行于橫軸,CA段是以縱軸和橫軸為漸近線的雙曲線的一部分,且已知A狀態(tài)的壓強和體積分別為、、,且,試求解下列問題:
(1)氣體在B狀態(tài)的溫度和C狀態(tài)的體積。
(2)從B到C過程中,是氣體對外做功還是外界對氣體做功?做了多少功?

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