14.如圖1為一個橫截面積足夠大的噴水裝置,內(nèi)部裝有200L水,上部密封1atm的空氣1.0L.保持閥門關(guān)閉,再充入2atm的空氣1.0L.設(shè)在所有過程中空氣可看作理想氣體,且溫度不變.

①求充入2atm的空氣1.0L后密封氣體的壓強
②打開閥門后,水從噴嘴噴出(噴嘴與水平等高),通過計算,在如圖2中畫出噴水過程中氣體狀態(tài)變化的圖象,求最后容器內(nèi)剩余水的體積.(不計閥門右側(cè)的管中水的體積及噴嘴與裝置中水平的高度差)

分析 ①將沖入的2atm的空氣,通過等溫變化轉(zhuǎn)化為1atm狀態(tài)下的體積,然后再根據(jù)等溫變化,結(jié)合體積的變化求出氣體的壓強.
②打開閥門后,水從噴嘴噴出,當氣體壓強與大氣壓強相等時,水不在噴出,根據(jù)玻意耳定律求出氣體的體積,從而得出最后容器內(nèi)剩余水的體積.

解答 解:①設(shè)1.0L的2atm狀態(tài)下的氣體轉(zhuǎn)化為1atm下體積為V2,
根據(jù)等溫變化由:P1V1=P0V2
再根據(jù)玻意耳定律得,P0(V2+V0)=P2V0 
代入數(shù)據(jù)解得:P2=3atm.
②p2V0=p0V3   解得:V3=3.0L
故容器內(nèi)剩余水的體積為V=200-(3-1)=198L.
作圖如下.

答:①充入2atm的空氣1.0L后密封氣體的壓強為3atm.
②最后容器內(nèi)剩余水的體積為198L.圖線如圖所示.

點評 本題考查了玻意耳定律的基本運用,關(guān)鍵確定好研究的對象,抓住初末狀態(tài),結(jié)合氣體定律進行求解,難度中等.

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(1)先用多用電表對電阻大小進行粗測,選用歐姆檔的“×10”檔位,按正確的操作步驟測此圓柱體的電阻,表盤的示數(shù)如圖1,則該電阻的阻值約為100Ω.
(2)該同學想用伏安法更精確地測量其電阻R,現(xiàn)有的器材及其代號和規(guī)格如下:
待測圓柱體電阻R
電流表  
A1(量程0~3mA,內(nèi)阻約50Ω)
A2(量程0~30mA,內(nèi)阻約20Ω)
電壓表  
V1(量程0~3V,內(nèi)阻約10kΩ)
V2(量程0~15V,內(nèi)阻約25kΩ)
直流電源E(電動勢4V,內(nèi)阻不計)
滑動變阻器R1(阻值范圍0~10Ω,允許通過的最大電流2.0A)
開關(guān)S   導線若干
據(jù)題意,該同學應(yīng)選擇電流表、電壓表的代碼分別是A2V1
(3)如果既要滿足測量要求,又要使測量誤差較小,應(yīng)選擇如圖2所示的四個電路中的丙;
(4)若待測電阻的測量長度用l表示,直徑用D表示,加在電阻兩端的電壓用U表示,通過電阻的電流用I表示,則此圓柱體材料的電阻率表達式為ρ=$\frac{Uπ{D}^{2}}{4IL}$.

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