[题目]如图所示.一端封闭.内径均匀的细玻璃管长为.中间有长的水银柱将一部分空气封闭在管内.水平放置时.A端空气柱的长度.把玻璃管在竖直平面内缓慢倒转到开口竖直向下后(玻璃管转动过程中水银无泄漏).再把开口端B缓慢插入足够深的水银槽内.直到B端空气柱的长度变为为止.已知外界大气压为.空气柱可视为理想气体.在整个过程中温度保题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图所示，一端封闭、内径均匀的细玻璃管长为，中间有长的水银柱将一部分空气封闭在管内，水平放置时，A端空气柱的长度。把玻璃管在竖直平面内缓慢倒转到开口竖直向下后（玻璃管转动过程中水银无泄漏），再把开口端B缓慢插入足够深的水银槽内，直到B端空气柱的长度变为为止。已知外界大气压为，空气柱可视为理想气体，在整个过程中温度保持不变。求：

(1)开口竖直向下时A端空气柱的长度；

(2)最后平衡时进入玻璃管的水银柱的长度。（可保留分数）

【答案】（1）75cm；（2）

【解析】

（1）设玻璃管的横截面积为，对端气体，初始时，

转过90°，插入水银槽之前，对端气体：

此过程为等温变化，所以有

解得

（2）开口竖直向下时，气柱长度，压强

玻璃管插入水银槽之后，对端气体

由

解得

此时

可知

可得进入玻璃管的水银柱长度为

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（1）要验证重锤下落过程中符合机械能守恒，除了图示器材，以下实验器材必须要选取的有_________．（填写字母代号）

A．秒表 B．刻度尺 C．天平 D．交流电源

（2）为减少实验误差，下落物体应选用________（选填“50 g钩码”或“200 g重锤”）

（3）进一步测得题图中h1=13.06cm，h2=7.14cm，h3=8.71cm，若重锤的质量为0.10kg，则打点计时器打B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了______________J，此时重锤的动能比开始下落时增加了______________J（计算结果保留3位有效数字）。

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