如图,粗细均匀的U形管左端封闭,右端开口,两竖直管长均为50cm,水平管长20cm,大气压强P0=76cmHg.左管内有一段8cm长水银封住长为30cm长的空气
题型:长宁区一模难度:来源:
如图,粗细均匀的U形管左端封闭,右端开口,两竖直管长均为50cm,水平管长20cm,大气压强P0=76cmHg.左管内有一段8cm长水银封住长为30cm长的空气柱,现将开口端接上带有压强传感器的抽气机向外抽气,使左管内气体温度保持不变而右管内压强缓缓降到40cmHg,求此时U形管左端被封闭气柱的长度. |
答案
P1=(P0-8)=76-8=68cmHg V1=30Scm3 假设水银柱全部进入水平管,这时左管压强为P′=40cmHg, P′V′=P1 V1, 40V′=68×30S 解得V′=51S,即l′=51cm 由于51cm>竖直管长50cm,即水银柱全部处于水平管内,所以假设成立, 此时U形管左端气柱长度为51cm. 答:此时U形管左端被封闭气柱的长度是51cm. |
举一反三
有一组同学对温度计进行专题研究.他们通过查阅资料得知十七世纪时伽利略曾设计过一个温度计,其结构为,一麦杆粗细的玻璃管,一端与一鸡蛋大小的玻璃泡相连,另一端竖直插在水槽中,并使玻璃管内吸入一段水柱.根据管中水柱高度的变化可测出相应的温度.为了研究“伽利略温度计”,同学们按照资料中的描述自制了如图所示的测温装置,图中A为一小塑料瓶,B为一吸管,通过软木塞与A连通,管的下端竖直插在大水槽中,使管内外水面有一高度差h.然后进行实验研究: (1)在不同温度下分别测出对应的水柱高度h,记录的实验数据如下表所示
温度(℃) | 17 | 19 | 21 | 23 | 25 | 27 | h (cm) | 30.0 | 24.9 | 19.7 | 14.6 | 9.4 | 4.2 | △h=hn-1-hn | 5.1 | | | | | 一根粗细均匀全长为40厘米、一端封闭的直玻璃管,用长为19厘米的汞柱封闭一定质量的空气.开始时,玻璃管开口向下竖直放置,管内空气柱长为18.2厘米,温度为0℃.大气压强为76cmHg,1cmHg=1333Pa. (1)保持玻璃管位置不变,则当管中空气柱长为20厘米时,被封闭的空气温度为多少? (2)保持第(1)问中的温度不变,将玻璃管缓慢逆时针转动90°使其水平放置,则此时空气柱长度为多少厘米? | 某同学设计并制作了一种温度计,其结构如图所示,玻璃泡A内封有一定质量的气体,与A相连的细管B插在水银槽中,管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度,即环境温度,并可由B管上的刻度直接读出(B管的体积与A泡的体积相比可略去不计).制作过程:将玻璃泡分别置于100℃与0℃的环境温度下,刻录下当时水银面的高度x,再以两次刻录下的刻度间距的为最小刻度,将B管全部画上均匀刻度线,温度计便制作好了. 为检查该装置的可行性与准确性,该同学在某一恒定的大气压下提供不同的环境温度,通过对B管上的温度刻度与当时实际温度进行对比,以确定该温度计的可行性与准确性,测量获得的数据及B管上的温度刻度如下表所示:
实际温度t(℃) | -27 | 0 | 27 | 54 | 81 | 100 | 汞柱高x(cm) | 25.8 | 20.4 | 15 | 9.6 | 4.2 | 0.4 | 温度刻度t(℃) | -31 | -4 | 23 | 50 | 77 | 96 | 如图所示,内壁光滑、两端开口的圆柱形容器用活塞A、B封闭着一定质量的理想气体,容器及活塞用绝热的材料制成,活塞A、B质量均为m,可在容器内无摩擦地滑动.现有一质量也为m的橡皮泥球C以速度v撞在A上并粘合在一起压缩气体,使气体内能增加.关于上述过程作出如下判断: ①活塞A获得的最大速度为 ②活塞B获得的最大速度为 ③活塞A、B速度第一次相等时,气体内能最大 ④气体增加的最大内能为mv2 则上述判断正确的是( ) | 如图所示的玻璃管ABCD,在水平段CD内有一段水银柱,玻璃管截面半径相比其长度可忽略,B端弯曲部分长度可忽略.初始时数据如图,环境温度300K.现保持CD水平,将玻璃管缓慢竖直向下插入大水银槽中,使A端在水银面下5cm.已知大气压75cmHg. (1)在插入水银槽后,玻璃管保持静止,缓慢降低温度,降低到多少时,水平段水银柱回到初始位置. (2)在(1)的前提下,继续缓慢降低温度,降低到多少时,水平段水银柱刚好全部进入竖直管内. |
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