【題目】U形管的兩支管A、B和水平管C都是由內(nèi)徑均勻的細(xì)玻璃管做成的，它們的內(nèi)徑與管長(zhǎng)相比都可忽略不計(jì).己知三部分的截面積分別為SA=1.0×10-2cm2,SB=3.0×10-2cm2,SC=2.0×10-2cm2,在C管中有一段空氣柱，兩側(cè)被水銀封閉.當(dāng)溫度為t1=27℃時(shí)，空氣柱長(zhǎng)為l=30cm(如圖所示)，C中氣柱兩側(cè)的水銀柱長(zhǎng)分別為a=2.0cm，b=3.0cm,A、B兩支管都很長(zhǎng)其中的水銀柱高均為h=12cm.大氣壓強(qiáng)保持為P1=76cmHg不變.不考慮溫度變化時(shí)管和水銀的熱膨脹，試求氣柱中空氣溫度緩慢升高到t=97℃時(shí)空氣的體積.

【答案】0.72cm3

【解析】在溫度為T1=（27+273）K=300K時(shí)，氣柱中的空氣的壓強(qiáng)和體積分別為P1=P0+h

V1=LSC

當(dāng)氣柱中空氣的溫度升高時(shí)，氣柱兩側(cè)的水銀將被緩慢壓入A管和B管．設(shè)溫度升高到T2時(shí)，氣柱右側(cè)水銀剛好全部壓到B管中，使管中水銀高度增大

由此造成氣柱中空氣體積的增大量為△V′=bSc

與此同時(shí)，氣柱左側(cè)的水銀也有一部分進(jìn)入A管，進(jìn)入A管的水銀使A管中的水銀高度也應(yīng)增大△h，使兩支管的壓強(qiáng)平衡，由此造成氣柱空氣體積增大量為△V″=△hSA

所以，當(dāng)溫度為T2時(shí)空氣的體積和壓強(qiáng)分別為V2=V1+△V′+△V″

P2=P1+△h

由狀態(tài)方程知

由以上各式，代入數(shù)據(jù)可得T2=347.7K

此值小于題給的最終溫度T=273+t K，所以溫度將繼續(xù)升高．從這時(shí)起，氣柱中的空氣作等壓變化．當(dāng)溫度到達(dá)T時(shí)，氣柱體積為

代入數(shù)據(jù)可得V=0.72cm3。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】從地面豎直上拋一個(gè)質(zhì)量為m的小球，小球上升的最大高度為h，設(shè)上升和下降過程中空氣阻力大小恒定為f。下列說法正確的是（　�。�

A. 小球上升的過程中重力勢(shì)能增加了mgh

B. 小球上升和下降的整個(gè)過程中機(jī)械能減少了2fh

C. 小球上升的過程中動(dòng)能增加了

D. 小球上升和下降的整個(gè)過程中動(dòng)能減少了fh

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】示波器的示意圖如圖所示，金屬絲發(fā)射出來的電子被加速后從金屬板的小孔穿出，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)。電子在穿出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后沿直線前進(jìn)，最后打在熒光屏上。設(shè)加速電壓U1＝1640 V，偏轉(zhuǎn)極板長(zhǎng)l＝4m，偏轉(zhuǎn)極板間距d＝1cm，當(dāng)電子加速后從兩金屬板的中央沿極板平行方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)。求：

(1)偏轉(zhuǎn)電壓U2為多大時(shí)，電子束的偏移量最大？

(2)如果偏轉(zhuǎn)極板右端到熒光屏的距離L＝20cm，則電子束最大偏轉(zhuǎn)距離為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布如圖所示，下列說法正確的是 ( 　　)

A. c點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大于b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度

B. a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì)

C. 若將一試探電荷＋q由a點(diǎn)靜止釋放，它將沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)

D. 若在d點(diǎn)再固定一點(diǎn)電荷－Q，將一試探電荷＋q由a移至b的過程中，電勢(shì)能減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，氕核、氘核、氚核三種粒子從同一位置無初速度地飄入電場(chǎng)線水平向右的加速電場(chǎng)，之后進(jìn)入電場(chǎng)線豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，最后打在屏上，整個(gè)裝置處于真空中，不計(jì)粒子重力及其相互作用，那么

A. 偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)對(duì)三種粒子做功一樣多

B. 三種粒子打到屏上時(shí)速度一樣大

C. 三種粒子運(yùn)動(dòng)到屏上所用時(shí)間相同

D. 三種粒子一定打到屏上的同一位置，

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】關(guān)于電動(dòng)勢(shì)，下列說法中正確的是（ ）

A.在電源內(nèi)部把正電荷從負(fù)極移到正極，靜電力做功，電能增加

B.對(duì)于給定的電源，移動(dòng)正電荷非靜電力做功越多，電動(dòng)勢(shì)就越大

C.電動(dòng)勢(shì)越大，說明非靜電力在電源內(nèi)部從負(fù)極向正極移送單位電荷量的電荷做功越多

D.電動(dòng)勢(shì)越大，說明非靜電力在電源內(nèi)部把正電荷從負(fù)極到正極移送電荷量越多

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】鐵路在彎道處的內(nèi)外軌道高度是不同的，已知內(nèi)外軌道平面與水平面傾角為θ，如圖所示，彎道處的圓弧半徑為R，若質(zhì)量為m的火車轉(zhuǎn)彎時(shí)速度小于 ，則(　　)

A. 內(nèi)軌對(duì)內(nèi)側(cè)車輪輪緣有擠壓

B. 外軌對(duì)外側(cè)車輪輪緣有擠壓

C. 這時(shí)鐵軌對(duì)火車的支持力等于

D. 這時(shí)鐵軌對(duì)火車的支持力大于

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】質(zhì)量為m的小球由輕繩a和b分別系于一輕質(zhì)細(xì)桿的A點(diǎn)和B點(diǎn)，如圖所示，繩a與水平方向成θ角，繩b在水平方向且長(zhǎng)為l，當(dāng)輕桿繞軸AB以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說法正確的是

A. a繩張力不可能為零

B. a繩的張力隨角速度的增大而增大

C. 當(dāng)角速度ω＞，b繩將出現(xiàn)彈力

D. 若b繩突然被剪斷，則a繩的彈力可能不變

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，用水平力F推乙物塊，使甲、乙、丙三個(gè)完全相同的物塊靜止在粗糙水平地面上，各物塊受力的情況下列說法錯(cuò)誤的是( )

A. 甲物塊不受任何摩擦力的作用

B. 乙物塊只受到一個(gè)摩擦力的作用

C. 丙物塊受到三個(gè)摩擦力的作用

D. 甲、乙、丙三個(gè)物塊受到的合力相同

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