(13分)如图,长L=100cm,粗细均匀的玻璃管一端封闭。水平放置时,长L0=50cm的空气柱被水银封住,水银柱长h=30cm。将玻璃管缓慢地转到开口向下的竖
题型:不详难度:来源:
(13分)如图,长L=100cm,粗细均匀的玻璃管一端封闭。水平放置时,长L0=50cm的空气柱被水银封住,水银柱长h=30cm。将玻璃管缓慢地转到开口向下的竖直位置,然后竖直插入水银槽,插入后有Δh=15cm的水银柱进入玻璃管。设整个过程中温度始终保持不变,大气压强p0=75cmHg。求:
(1)插入水银槽后管内气体的压强p; (2)管口距水银槽液面的距离H。 |
答案
(1)62.5cmHg(2)27.5cm |
解析
(1)设当转到竖直位置时,水银恰好未流出,管截面积为S,此时气柱长l=70cm 由玻意耳定律:p=p0L0/l=53.6cmHg, 由于p+rgh=83.6cmHg,大于p0,因此必有水银从管中流出, 设当管转至竖直位置时,管内此时水银柱长为x, 由玻意耳定律:p0SL0=(p0-rgh)S(L-x), 解得:x=25cm, 设插入槽内后管内柱长为L’, L’=L-(x+Dh)=60cm, 由玻意耳定律,插入后压强p=p0L0/L’=62.5cmHg, (2)设管内外水银面高度差为h’, h’=75-62.5=12.5cm, 管口距槽内水银面距离距离H=L-L’-h’=27.5cm, |
举一反三
某同学用如图所示注射器验证玻意耳定律。实验开始时在如图所示的注射器中用橡皮帽封闭了一定质量的空气。则
(1)若注射器上全部刻度的容积为V,用刻度尺测得全部刻度长为L,则活塞的横截面积可表示为 ; (2)测得活塞和框架的总质量是M,大气压强为P0,当注射器内气体处于某状态时,在框架左右两侧对称挂两个砝码,每个砝码质量为m,不计活塞与注射器管壁间摩擦,则稳定后注射器内气体的压强可表示为 ;
(3)如右图中是不同小组的甲、乙两同学在同一温度下做实验时得到的P-(1/V)图。若两人实验时操作均正确无误,且选取坐标标度相同,那么两图线斜率不同的主要原因是 。 |
设一氢气球可以自由膨胀以保持球内外的压强相等,则随着气球的不断升高,因大气压强随高度而减小,气球将不断膨胀。如果氢气和大气皆可视为理想气体,大气的温度、平均摩尔质量以及重力和速度随高度变化皆可忽略,则氢所球在上升过程中所受的浮力将______(填“变大”“变小”“不变”) |
如图所示,左端封闭,右端开口的均匀U型管中用水银封有一段长150mm的空气柱。左臂总长为250mm,右臂足够长。如果将管的开口变为竖直向下,求空气柱的长度。(设大气压为750mmHg) |
如图所示,一个上下都与大气相通的直圆筒,中间用两个活塞A与B封住一定质量的理想气体,A,B都可沿圆筒无摩擦地上、下滑动,但不漏气。A的质量可不计,B的质量为M,并与一劲度系数k=5×103N/m的较长的弹簧相连,已知大气压强p0=1×105Pa,平衡时,两活塞问的距离l0=0.6m,现用力压A,使之缓慢向下移动一定距离后,保持平衡,此时,用于压A的力F=5×102N, 求活塞A向下移动的距离。(假定气体温度保持不变) |
内径均匀的U型细玻璃管一端封闭,如图所示,AB段长30mm,BC段长10mm,CD段长40mm,DE段充满水银,DE=560mm,AD段充满空气,外界大气压p0=1,01325×105Pa=760mmHg,现迅速从E向上截去400mm,长玻璃管,平衡后管内空气柱的长度多大? |
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