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【题目】如图所示,竖直放置的U形管左端封闭,右端开口,左管横截面积为右管横截面积的2倍,在左管内用水银封闭一段长为l、温度为T1的空气柱,左右两管水银面高度差为hcm,外界大气压为h0cmHg

①若向右管中缓慢注入水银,直至两管水银面相平(原右管中水银没全部进入水平部分),求在右管中注入水银柱的长度h1(以cm为单位);

②在两管水银面相平后,缓慢升高气体的温度至空气柱的长度为开始时的长度l,求此时空气柱的温度T′

【答案】;②

【解析】

1)以封闭气体为研究对象,先结合连通器的原理求出初末状态的压强,应用玻意耳定律可以求出气体的长度,再由几何关系即可求出;

2)在液面上升或下降的过程中,水银的体积保持不变;根据题意求出封闭气体的压强,然后应用理想气体的状态方程求出气体的温度。

①封闭气体等温变化,初状态:

P1h0hV1lS

末状态:

P2h0V2lS

由玻意耳定律:

P1V1P2V2

在左侧的试管中,液面上升的高度:

hll

进入左侧试管中的水银的体积:

V=△hS

所以注入右侧的水银的体积:

V0=(h+h)S2+V=(h+3h)S2

所以在右管中注入水银柱的长度

h1=h+3(l-l′)

联立①②得:

②空气柱的长度为开始时的长度l时,左管水银面下降回到原来的位置,此时右侧的水银比开始时多出了,所以比左侧高

空气柱的压强:

联立解得:

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,假设某陌生星球表面上有一倾角为θ37°的固定斜面,一质量为m1.0kg的小物块从斜面底端以速度9m/s沿斜面向上运动,小物块运动1.5s时速度恰好为零。已知小物块和斜面间的动摩擦因数为0.25,该星球半径为R1.2×103km(不考虑星球的自转,G=6.67×10-11Nm2/kg2sin37°0.6cos37°0.8),则下列正确的是(  )

A.小物块沿斜面上升的加速度大小为a=6m/s2

B.该星球的重力加速度g=8m/s2

C.该星球的质量约为M=1.6×1023kg

D.该星球的第一宇宙速度v=3.0×103m/s

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行研究。物块拖动纸带下滑,打出的纸带一部分如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz,纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。在ABCDE五个点中,打点计时器最先打出的是______点,在打出C点时物块的速度大小为______m/s(保留3位有效数字);物块下滑的加速度大小为_____m/s2(保留2位有效数字)。

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】在做《探究小车速度随时间变化的规律》的实验中:

(1)要用到打点计时器,打点计时器是一种计时仪器,其电源频率为50Hz,常用的电磁打点计时器和电火花计时器使用的是_____(填直流电交流电),它们是每隔_____s打一个点;

(2)关于用打点计时器探究小车速度随时间变化规律的实验,下列说法中错误的是_____

A.打点计时器应固定在长木板上,且靠近滑轮一端

B.开始实验时小车应靠近打点计时器一端

C.应先接通电源,待打点稳定后再释放小车

D.打点完毕,应立即关闭电源

(3)实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上,得到一条纸带,打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有4个点,图中未画出)。s13.59cms24.41cms35.19cms45.97cms56.78cms67.64cm。则打点计时器在打B点时小车的速度vB_____m/s,小车的加速度a_____m/s2(要求充分利用测量的数据)(结果均保留两位有效数字)

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】2016915日,我国发射了空间实验室“天宫二号”。它的初始轨道为椭圆轨道,近地点M和远地点N的高度分别为200km350km,如图所示。关于“天宫二号”在该椭圆轨道上的运行,下列说法正确的是(

A. M点的速度大于在N点的速度

B. M点的加速度等于在N点的加速度

C. M点的机械能大于在N点的机械能

D. M点运动到N点的过程中引力始终做负功

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,在研究平抛运动时,小球A沿轨道滑下,离开轨道末端(末端水平)时撞开轻质接触式开关S,被电磁铁吸住的小球B同时自由下落。改变整个装置的高度做同样的实验,发现位于同一高度的AB两球总是同时落地。该实验现象说明了A球在离开轨道后

A. 水平方向的分运动是匀速直线运动 B. 水平方向的分运动是匀加速直线运动

C. 竖直方向的分运动是匀速直线运动 D. 竖直方向的分运动是自由落体运动

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图为验证动能定理的实验装置.钩码质量为m,小车和砝码的总质量M=300g.实验中用钩码重力的大小作为细绳对小车拉力的大小.实验主要过程如下:

①安装实验装置;

②分析打点计时器打出的纸带,求出小车的速度;

③计算小车的动能增量和对应细绳拉力做的功,判断两者是否相等.

(1)以下关于该实验的说法中正确的是________

A.调整滑轮高度使细绳与木板平行

B.为消除阻力的影响,应使木板右端适当倾斜

C.在质量为10g、50g、80g的三种钩码中,挑选质量为80g的钩码挂在挂钩P上最为合理

D.先释放小车,然后接通电源,打出一条纸带

(2)在多次重复实验得到的纸带中选择点迹清晰的一条.测量如图,打点周期为T,当地重力加速度为g.用题中的有关字母写出验证动能定理的表达式________

(3)写出两条引起实验误差的原因________________________________________________.

【答案】 AB 长度测量的误差 mg代替绳子的拉力

【解析】解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项,了解平衡摩擦力的方法;由匀变速运动的推论求出滑块的瞬时速度,代入动能定理表达式即可正确解题。

(1)小车运动中受到重力、支持力、绳的拉力、摩擦力四个力的作用.首先若要使小车受到合力等于绳上的拉力,必须保证:摩擦力被平衡、绳的拉力平行于接触面,故A、B正确;在保证钩码重力等于细绳上的拉力及上述前提下对小车有:,对钩码:,解之有,可见只有当时才有 ,故应选用10g的钩码最为合理,C错误.打点计时器的使用要求是先接通电源,待其工作稳定后再释放小车,D错误.

(2)由题图知,故动能变化量为,合力所做功,故需验证的式子为

(3)从产生的偶然误差考虑有长度测量的误差;从系统误差产生的角度考虑有用mg代替绳子的拉力、电源频率不稳定、摩擦力未完全被平衡等引起的误差(答案合理皆可).

型】实验题
束】
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【题目】某探究小组要尽可能精确地测量电流表○A1 的满偏电流,可供选用的器材如下:

A.待测电流表A1 (满偏电流Imax约为800 μA、内阻r1约为100Ω,表盘刻度均匀、总格数为N)

B.电流表A2 (量程为0.6 A、内阻r2=0.1Ω)

C.电压表V (量程为3V、内阻RV=3kΩ)

D.滑动变阻器R(最大阻值为20 Ω)

E.电源E(电动势有3V、内阻r约为1.5Ω)

F.开关S一个,导线若干

(1)该小组设计了图甲、图乙两个电路图,其中合理的是________(选填图甲图乙”).

(2)所选合理电路中虚线圈处应接入电表________(选填“B”“C”).

(3)在开关S闭合前,应把滑动变阻器的滑片P置于________(选填ab”).

(4)在实验中,若所选电表的读数为Z,电流表A1的指针偏转了n格,则可算出待测电流表A1的满偏电流Imax________.

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同步练习册答案
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