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    5．如图所示，两端开口、粗细均匀的足够长U型玻璃管插在容积很大的水银槽中，管的上部有一定长度的水银，两段空气柱被封闭在左右两侧的竖直管中．开启阀门A，当各水银液面稳定时，位置如图所示，此时两部分气体温度均为300K．已知h1=5cm，h2=10cm，右侧气体柱长度L1=60cm，大气压为75cmHg，求：
    ①左则竖直管内气体柱的长度L2；
    ②关闭阀门A，当左侧竖直管内的气体柱长度为64cm时，则气体温度应升高到多少．

    分析 ①根据平衡结合几何关系，即可求出左则竖直管内气体柱的长度L2；
    ②分析左侧气柱，根据平衡结合理想气体的状态方程，即可求出升温后关闭阀门A，当左侧竖直管内的气体柱长度为64cm时，气体应升高到的温度．

    解答 解：①右管内气体压强：P1=P0+h2=85cmHg
    设左管内气体压强为P2，其下端的内外液面高度差为h3，根据平衡可得：P1=P2+h1，P2=P0+h3
    解得：h3=5cm
    左管内气柱长度：L2=L1-h2+h1+h3=60cm
    ②升温后，左管内气体压强：P2′=P0+h3+（L3-L2）=84cmHg
    设玻璃管截面积为S，由理想气体状态方程可得：$\frac{{P}_{2}{L}_{2}S}{T}$=$\frac{{P}_{2}′{L}_{3}S}{T′}$
    解得：T′=336K
    答：①左则竖直管内气体柱的长度L2为60cm；
    ②关闭阀门A，当左侧竖直管内的气体柱长度为64cm时，气体温度应升高到336K．

    点评 本题考查气体定律的综合运用，解题关键是要分析好压强P、体积V、温度T三个参量的变化情况，选择合适的规律解决，要求大家熟练能利用几何关系以及平衡求出初末状态的压强．

    练习册系列答案
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    C．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短
    D．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分

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    1．一石块从楼顶自由落下，经过2.0s落至地面．不计空气阻力，取g=10m/s2，则楼顶距地面的高度为（　　）
    A．10 mB．20 mC．30 mD．40 m

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    13．如图所示，长为2L=20cm内壁光滑的气缸放在水面上，气缸和活塞气密性良好且绝热，活塞的横截面积为s=10cm2，活塞与墙壁之间连接一根劲度系数为k=50N/m的轻弹簧，当缸内气体温度为T0=27℃时，活塞恰好位于气缸的中央位置，且经弹簧处于原长状态．已知气缸与活塞的总质量为M=4kg，气缸与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2，大气压强为p0=1×105Pa，重力加速度为g=10m/s2．现用电热丝对缸内气体缓慢加热，当活塞移到气缸最右端时，缸内气温是多少？

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    （2）求小球落地时的速度大小．

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    10．如图1所示，长度为4L、内壁光滑且两端封口的细玻璃管水平静止放置，一段长度为L的水银柱将管内密封的理想气体分隔成长度为2L和L的两部分a和b．
    ①若使环境温度缓慢升高，试分析判断水银柱是否左右移动，若移动，是向左还是向右移动；
    ②若将玻璃管缓慢顺时针旋转至竖直位置（如图2所示），然后再使环境温度缓慢升高，试分析判断升温过程中，水银柱是向上移动，还是向下移动，以及水银柱是否能够恢复到原来在玻璃管中的位置（如虚线所示）？

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    （2）轿厢从开始运动到恰好达到最大速度所用的时间．

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