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14.如圖所示,上端開口、下端封閉的細長玻璃管豎直放置,長24cm的水銀柱將12cm的空氣柱封閉在管的下端,此時水銀面恰好與管口平齊.已知大氣壓強為p0=76cmHg,果使玻璃管繞底端在豎直平面內緩慢地轉動180°,求在開口向下時管中空氣柱的長度.空氣視為理想氣體,轉動中,沒有發(fā)生漏氣.

分析 在玻璃管轉動過程中,根據P=P0+hcosθ可知,轉動的角度增大,封閉氣體壓強減小,體積增大,水銀溢出,整個過程封閉氣體等溫變化,根據玻意耳定律列式求解即可

解答 解:玻璃管開口向上時,空氣柱的壓強為:p1=p0+ρgl1   ①
式中,ρ和g分別表示水銀的密度和重力加速度.
玻璃管開口向下時,原來上部的水銀有一部分會流出,設此時空氣柱長度為x,則
p2=p0-ρg[(l1+l2)-x]②
式中,p2為管內空氣柱的壓強.
由玻意耳定律有
p1l2S=p2xS
x=20 cm
答:在開口向下時管中空氣柱的長度為20cm.

點評 本題關鍵是求出被封閉氣體的壓強即可正確解答,解答這類問題注意以水銀柱為研究對象,根據平衡狀態(tài)求解.

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

4.用密封性好、充滿氣體的塑料袋包裹易碎品,如圖所示.充氣袋四周被擠壓時,假設袋內氣體與外界無熱交換,則袋內氣體體積減。ㄌ睢霸龃蟆、“不 變”或“減小”),內能增大(填“增大”、“不變”或“減小,’),壓強增大(填“增大”、“不變”或“減小,’),對外界做負功(填“做正功”、“做負 功”或“不做功”)

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

5.如圖所示,“L”形槽固定在光滑水平面,槽的曲面部分光滑,水平部分粗糙且長度d=2m,上方有水平向右的勻強電場,場強E=102N/C.不帶電的絕緣物體B靜止在槽的水平部分最左端,在槽的最右端并排放置一個與它等高的,足夠長的木板C,足夠遠處有豎直的擋板P.ABC質量均為m=1kg,現將帶正電的電量q=5×10-2C,物體A從槽的曲面上距B的豎直高度為h=0.8m處由靜止釋放,已知A、B與槽的水平部分及C的上表面的動摩擦因數均為μ=0.4.A與B,C與P的碰撞過程時間極短且碰撞過程中無機械能損失.A、B均可看作質點且A的電量始終保持不變,g取10m/s2.求:

(1)A與B第一次碰撞后B的速度;
(2)A與B第二次碰撞后B的速度;
(3)物體B最終停在距離木板C左端多遠處.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

2.如圖甲所示,在豎直方向上有四條間距相等的水平虛線L1、L2、L3、L4,在L1與L2和L3與L4之間存在勻強磁場,磁感應強度大小均為1T,方向垂直于虛線所在平面向里.現有一矩形線圈abcd,寬度cd=L=0.5m,質量為0.1kg,電阻為2Ω,將其從圖示位置靜止釋放(cd邊與L1重合),速度隨時間的變化關系如圖乙所示,t1時刻cd邊與L2重合,t2時刻ab邊與L3重合,t3時刻ab邊與L4重合,t2~t3之間圖線為與t軸平行的直線,t1~t2之間和t3之后的圖線均為傾斜直線,已知t1~t2的時間間隔為0.6s,整個運動過程中線圈平面始終處于豎直方向(重力加速度g取10m/s2)則( 。
A.在0~t1時間內,通過線圈的電荷量為2.5C
B.線圈勻速運動的速度大小為8m/s
C.線圈的長度為2m
D.0~t3時間內,線圈產生的熱量為4.2J

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

9.如圖,多匝線圈A與電鍵、滑動變阻器相連后接入M、N間的交流電源,B線圈與小燈泡L相連.下列說法正確的是( 。
A.L發(fā)光時,電路中發(fā)生了自感現象
B.L發(fā)光時,A線圈的輸入功率等于B線圈的輸出功率
C.只有在閉合電鍵瞬間,L才能發(fā)光
D.若閉合電鍵后L不發(fā)光,將滑動變阻器滑片左移后,L可能會發(fā)光

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

19.如圖1所示是“嫦娥三號”奔月的過程中某階段運動示意圖.關閉動力的嫦娥三號探測器在月球引力作用下向月球靠近,在橢圓軌道B處變軌進入半徑為r的圓軌道Ⅰ,此時探測器繞月球做圓周遠動的周期為T.經多次變軌,“嫦娥三號”最后從圓軌道Ⅱ上的D點處變軌,進入橢圓軌道Ⅲ.由近月點C成功落月.探測器在月面實現軟著陸是非常困難的,探測器接觸地面瞬間速度為豎直向下的v0,大于要求的軟著陸速度v1,為此,科學家們設計了一種叫電磁阻尼緩沖裝置,其原理如圖2所示.主要部件為緩沖滑塊K和絕緣光滑的緩沖軌道MN、PQ.探測器主體中還有超導線圈(圖中未畫出),能產生垂直于導軌平面的勻強磁場,導軌內的緩沖滑塊由高強絕緣材料制成.滑塊K上繞有閉合單匝矩形線圈abcd,線圈的總電阻為R,ad邊長為L.當探測器接觸地面時,滑塊K立即停止運動,此后線圈與軌道間的磁場作用,使探測器做減速運動,從而實現緩沖.若裝置中除緩沖滑塊(含線圈)外的質量為m,萬有引力常量為G,月球表面的重力加速度為$\frac{g}{6}$,g為地球表面重力加速度,不考慮運動磁場產生的電場.

(1)試用上述信息求出月球的質量和半徑;
(2)為使探測器主體做減速運動,勻強磁場的磁感應強度B應滿足什么條件?
(3)當磁感應強度為B0時,探測器可做減速運動.若從v0減速到v1的過程中,通過線圈截面的電量為q.求該過程中線圈產生的焦耳熱.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

6.如圖直角三棱鏡ABC是由折射率n=$\sqrt{2}$的某種透明材料制成,O為BC的中點,∠B=30°,一束光線在紙面內從O點射入棱鏡,入射光線與BC面垂線的夾角為α.若不考慮光線在BC和AC面上的反射.
①若α=45°,則出射光線與AC面的夾角多大?
②若要使射入O點的光線能從AB面射出,則α的正弦值應滿足什么條件?

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

3.以下是力學中的三個實驗裝置,由圖可知這三個實驗共同的物理思想方法是( 。 
A.極限的思想方法B.放大的思想方法C.控制變量的方法D.猜想的思想方法

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

4.以下敘述正確的是( 。
A.庫侖在研究電荷間相互作用時,提出了“電場”的概念
B.無論是亞里士多德、伽利略,還是笛卡爾都沒有建立力的概念,而牛頓的偉大之處在于他將物體間復雜多樣的相互作用抽象為“力”,為提出牛頓第一定律而確立了一個重要的物理概念
C.卡文迪許通過扭秤實驗測出了靜電力常量
D.歐姆定律I=$\frac{U}{R}$采用比值定義法定義了電流強度這一物理量

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