11．U形管兩臂粗細(xì)不等，左管開(kāi)口向上，封閉的右管橫截面積是開(kāi)口的左管的3倍，管中裝入水銀，大氣壓為P0=76cmHg．開(kāi)口管中水銀面到管口距離為h1=22cm，且水銀面比封閉管內(nèi)高△h=4cm，封閉管內(nèi)空氣柱長(zhǎng)為h2=11cm，如圖所示．現(xiàn)用小活塞把開(kāi)口端封住，并緩慢推動(dòng)活塞，使兩管液面相平，推動(dòng)過(guò)程中兩管的氣體溫度始終不變，試求：
①右管中氣體的最終壓強(qiáng)
②活塞推動(dòng)的距離．

分析 以粗管封閉氣體為研究對(duì)象，氣體發(fā)生等溫變化，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可求得最終壓強(qiáng)；
再以左管氣體為研究對(duì)象，氣體發(fā)生等溫變化，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可求得氣體體積，從而可得活塞推動(dòng)的距離

解答 解：①設(shè)左管橫截面積為S，則右管橫截面積為3S，
以右管封閉氣體為研究對(duì)象，初狀態(tài)的壓強(qiáng)為p1=p0+△h=80cmHg   
體積為V1=3Sh2
末狀態(tài)的壓強(qiáng)為p2
從初狀態(tài)到末狀態(tài)，設(shè)左管水銀面下降△h1，設(shè)右管水銀面上升△h2，則
△h1+△h2=△h
△h1S=3△h2S           
故△h1=3△h2=0.75△h=3cm
末狀態(tài)的體積為V2=3S（h2-△h2）
由等溫變化有p1•V1=p2•V2
由以上各式得   p2=88 cmHg        
②以左管被活塞封閉氣體為研究對(duì)象，
初狀態(tài)有：p3=p0=76cmHg，體積為V3=Sh1
末狀態(tài)有：p4=p2=88cmHg，體積為V4=Sh4
由等溫變化有p3•V3=p4•V4 
由以上各式得 h4=19 cm                     
活塞推動(dòng)的距離 L=h1-h4+△h1=6 cm          
答：①右管中氣體的最終壓強(qiáng)88 cmHg
②活塞推動(dòng)的距離6 cm

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵確定封閉氣體的初末狀態(tài)的氣壓、溫度、體積，然后結(jié)合理想氣體狀態(tài)方程列式后聯(lián)立求解

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

1．為了探究能量轉(zhuǎn)化和守恒規(guī)律，某學(xué)習(xí)研究小組設(shè)計(jì)如圖1所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

（1）為了測(cè)定整個(gè)過(guò)程電路產(chǎn)生的焦耳熱，需要知道螺線管線圈的電阻．用替代法測(cè)線圈電阻Rx的阻值可用如圖2所示電路，圖中RS為電阻箱（RS的最大阻值大于待測(cè)電阻Rx的阻值），S2為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，R0為滑動(dòng)變阻器．為了電路安全，測(cè)量前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P調(diào)至a，（填“a”或“b”）電阻箱RS阻值應(yīng)調(diào)至最大（選填“最大”或“最小”）．閉合S1開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，接下來(lái)有如下一些操作，合理的次序是CABED（選填字母代號(hào)）：
A．慢慢移動(dòng)滑片P使電流表指針變化至某一適當(dāng)位置
B．將S2閉合在1端              
C．將S2閉合在2端
D．記下電阻箱上電阻讀數(shù)
E．調(diào)節(jié)電阻箱RS的值，使電流表指針指在與上一次指針位置相同
（2）按圖1所示裝置安裝實(shí)驗(yàn)器材后，將質(zhì)量為0.50kg的條形磁鐵拖一條紙帶由靜止釋放，利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出如圖3所示的紙帶．磁鐵下落過(guò)程中穿過(guò)空心的螺線管，螺線管與10Ω的電阻絲接成閉合電路，用電壓傳感器采集數(shù)據(jù)得到該電阻兩端電壓與時(shí)間的U-t圖，并轉(zhuǎn)換為U2-t圖，如圖4所示．
①經(jīng)分析紙帶在打第14點(diǎn)時(shí)，條形磁鐵已經(jīng)離線圈較遠(yuǎn)了，打第14點(diǎn)時(shí)磁鐵速度為2.0米/秒．0～14點(diǎn)過(guò)程中，磁鐵的機(jī)械能損失為0.18焦耳．（取兩位有效數(shù)字，g取9.8m/s2）
②若螺線管線圈的電阻是90Ω，又從圖4中U2-t圖線與時(shí)間軸所圍的面積約為103格，可以計(jì)算磁鐵穿過(guò)螺線管過(guò)程中，在回路中產(chǎn)生的總電熱是0.10焦耳．（取兩位有效數(shù)字）
③實(shí)驗(yàn)結(jié)果機(jī)械能損失與回路中電流產(chǎn)生的熱量相差較大，試分析其原因可能磁鐵的機(jī)械能損失還有一部分是；紙帶克服摩擦力做功；磁鐵克服空氣阻力做功；在電磁感應(yīng)過(guò)程中存在電磁輻射．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

2．如圖甲，在水平桌面上固定著兩根相距L=20cm、相互平行的無(wú)電阻軌道P、Q，軌道一端固定一根電阻r=0.02Ω的導(dǎo)體棒a，軌道上橫置一根質(zhì)量m=40g、電阻可忽略不計(jì)的金屬棒b，兩棒相距也為L(zhǎng)=20cm．該軌道平面處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可以調(diào)節(jié)的豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．開(kāi)始時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=0.10T．設(shè)棒與軌道間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g=10m/s2．

（1）若保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大小不變，從t=0時(shí)刻開(kāi)始，給b棒施加一個(gè)水平向右的拉力，使它由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．此拉力F的大小隨時(shí)間t變化關(guān)系如圖乙所示．求b棒做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度及b棒與導(dǎo)軌間的滑動(dòng)摩擦力；
（2）若從t=0開(kāi)始，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t按圖丙中圖象所示的規(guī)律變化，求在金屬棒b開(kāi)始運(yùn)動(dòng)前，這個(gè)裝置釋放的熱量是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

19．某同學(xué)在用電流表和電壓表測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，為了便于測(cè)量，給電源串聯(lián)了一個(gè)2Ω的保護(hù)電阻R0，實(shí)驗(yàn)電路如圖1所示，

（1）連好電路后，當(dāng)該同學(xué)閉合電鍵，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)為0，電壓表示數(shù)不為0．檢查各接線柱均未接錯(cuò)，且接觸良好；他用多用電表的電壓擋檢查電路，把兩表筆分別接a、b；b、c；d、e時(shí)，示數(shù)均為0，把兩表筆接c、d時(shí)，示數(shù)與電壓表示數(shù)相同，由此可推斷故障是R斷路．
（2）按電路原理圖l及用多用電表的電壓擋檢查電路，把兩表筆分別接c、d時(shí)的實(shí)物電路圖2以畫(huà)線代導(dǎo)線將沒(méi)連接的線連接起來(lái)．
（3）排除故障后，該同學(xué)順利完成實(shí)驗(yàn)，測(cè)得下列數(shù)據(jù)且根據(jù)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)圖3中描出對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，請(qǐng)畫(huà)出U-I圖；
I/A0.100.170.230.300.40
U/A1.201.000.800.600.55
由圖3求出：電池的電動(dòng)勢(shì)為1.50V，內(nèi)阻為0.75Ω
（4）考慮電表本身電阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，造成本實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差的原因是電壓表內(nèi)阻分流，測(cè)出的電動(dòng)勢(shì)與真實(shí)值相比會(huì)減�。ㄌ睢霸龃蟆�、“減小”或“不變”）．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

6．如圖所示，質(zhì)量分別為m、2m的物體A、B由輕質(zhì)彈簧相連后放置在一箱子C內(nèi)，箱子質(zhì)量為m，整體懸掛處于靜止?fàn)顟B(tài)．當(dāng)剪斷細(xì)繩的瞬間，以下說(shuō)法正確的是（重力加速度為g）（　　）
A．物體A的加速度等于gB．物體B的加速度大于g
C．物體C的加速度等于gD．物體B和C之間的彈力為零

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

16．如圖所示，在軸上方存在垂直xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一粒子源，可向x軸和x軸上方的各個(gè)方向不斷地發(fā)射速度大小均為v；質(zhì)量為m、帶電量為+q的同種帶電粒子．在x軸上距離原點(diǎn)x0處垂直于x軸放置一個(gè)長(zhǎng)度為x0．厚度不計(jì)、能接收帶電粒子的薄金屬板P（粒子一旦打在金屬板P上，其速度立即變?yōu)?）．現(xiàn)觀察到沿r軸負(fù)方向射出的粒子恰好打在薄金屬板的上端，且速度方向與y軸平行．不計(jì)帶電粒子的重力和粒子間相互作用力．
（1）求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大�。�
（2）求被薄金屬板接收的粒子中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)與最短時(shí)間的差值；
（3）若在y軸上另放置一能接收帶電粒子的擋板，使薄金屬板P右側(cè)不能接收到帶電粒子，試確定擋板的最小長(zhǎng)度和放置的位置坐標(biāo)．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：填空題

3．如圖所示，銅棒ab長(zhǎng)0.1m，質(zhì)量為0.06kg，兩端與長(zhǎng)為1m的輕銅線相連，靜止于豎直平面上，整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T．現(xiàn)接通電源，使銅棒中保持有恒定電流通過(guò)，銅棒發(fā)生擺動(dòng)．已知最大偏角為37°，則恒定電流的大小為4A；當(dāng)銅棒向上擺動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，輕銅線中的拉力為T(mén)1，若通以更大的恒定電流，在新的最高點(diǎn)時(shí)，輕銅線中的拉力為T(mén)2，則T1、T2的數(shù)值上的關(guān)系：T1＜T2．（填“大于”、“小于”、“等于”或“無(wú)法判斷”（電磁感應(yīng)現(xiàn)象不明顯，忽略不計(jì)，g=10m/s2）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：填空題

20．某同學(xué)在用圖（a）所示的電路做“測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電電阻”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，A處為電壓傳感器，B處為電流傳感器．甲同學(xué)在C位置直接用導(dǎo)線連接進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，乙同學(xué)則在C位置串聯(lián)一個(gè)保護(hù)電阻R0進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其它部分完全相同．他們將兩次實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)用圖線形式畫(huà)在同一張U-I圖線上，如圖（b）所示．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

由圖線可知，電源的電動(dòng)勢(shì)ε=3.0V，內(nèi)電阻r=4.0Ω，電阻R0=6.0Ω．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

1．將質(zhì)量均為m的三個(gè)小球A、B、C從離地面高度h處以相同的速率v0分別豎直上拋、豎直下拋和平拋，不計(jì)空氣阻力，則（　�。�
A．三球著地時(shí)的動(dòng)量大小相同B．飛行過(guò)程中三球所受的沖量相同
C．三球中動(dòng)量變化最大的是A球D．三球動(dòng)量改變量相同

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同步練習(xí)冊(cè)答案