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一根两端开口、横截面积为S=2cm2足够长的玻璃管竖直插入水银槽中并固定(插入水...

一根两端开口、横截面积为S=2cm2足够长的玻璃管竖直插入水银槽中并固定(插入水银槽中的部分足够深).管中有一个质量不计的光滑活塞,活塞下封闭着长L=21cm的气柱,气体的温度t1=7℃,外界大气压取P=1.0×105Pa(相当于75cm汞柱高的压强).
(1)在活塞上放一个质量m=0.1kg的砝码,保持气体的温度t1不变,平衡后气柱为多长?此时管内外水银面的高度差为多少(g=10m/s2)?
(2)保持砝码的质量不变,对气体加热,使其温度升高到t2=77℃,此时气柱为多长?

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(1)保持气体的温度t1不变,是一个等温过程,对活塞受力分析,可求出末状态气体的压强,再根据玻意耳定律,求出平衡后气柱的长度. (2)对气体加热,活塞可自由移动,活塞质量不计,可知管中气体压强始终等于大气压强,是一个等压变化过程.根据盖•吕萨克定律,就可以求出温度升高后气柱的长度. 【解析】 (1)被封闭气体的初状态为 P1=P=1.0×105Pa=75cmHg, V1=LS=21S,T1=280K 末态为 V2=L2S,T2=T1=280K 根据玻意耳定律,有P1V1=P2V2,即P1L1=P2L2 得 由于△P=P2-P1=(78.75-75)cmHg=3.75cmHg 所以管内外水银面的高度差为△h=3.75cm. (2)对气体加热后,气体的状态变为 P3=P2,V3=L3S,T3=350K 根据盖•吕萨克定律,有,即 得 答:(1)在活塞上放一个质量m=0.1kg的砝码,保持气体的温度t1不变,平衡后气柱为20cm,此时管内外水银面的高度差为3.75cm (2)保持砝码的质量不变,对气体加热,使其温度升高到t2=77℃,此时气柱为25cm
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考点分析:
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在图甲所示电路中,电压表与电流表均可视为理想电表.当滑动变阻器的阻值改变时,电压表与电流表的示数也会随之改变.
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(1)某同学在实验中测得6组数据,如下表所示,请在图乙中的坐标纸上画出电压随电流变化的U-I图线;
I(A)0.801.201.602.002.402.80
U(V)2.602.402.202.001.801.60
(2)根据实验得到的图乙所示的U-I图线,可知滑动变阻器在电路中消耗的最大功率为______W,此时变阻器的电阻为______Ω.
(3)现有两个小灯泡L1、L2,它们分别标有“4V、3W”、“3V、3W”的字样、两个电阻箱、与图甲中相同的电源三节、一个电键.请设计一个电路,使两灯泡都能正常发光且电路消耗的总功率最小,请在图丙所示的方框中画出电路图.(须在图中标出灯泡L1、L2
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(1)请在方框内画出实验方案的示意图(标出需测量的量);
(2)实验中需要测量的物理量是:   
(3)棉线能承受的最大拉力F的表达式是:F=   
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如图所示的实验装置中的横杆能够绕竖直轴旋转,横杆在转动过程中,由于摩擦阻力的作用,横杆会越转越慢.在横杆的一端装有宽度为d=0.005m的竖直“挡光圆柱”,当“挡光圆柱”通过光电门时,光电门就记录挡光的时间间隔,“挡光圆柱”宽度与挡光时间之比,可以近似认为是“挡光圆柱”在该时刻的速度.横杆每转一圈,“挡光圆柱”通过光电门记录一次挡光时间.
nt(10-3s)v=manfen5.com 满分网(m/s)v2(m2/s2
12.7781.803.24
22.8263.13
32.8773.02
42.9312.91
52.988
63.0492.69
73.1132.58
83.1812.47
93.2552.36
103.3332.25
在一次实验中记录下横杆转动圈数n和每次挡光的时间t,并计算出“挡光圆柱”在该时刻的速度以及速度的平方(部分数据如表中所示).请计算表中当n=5时,v2=______m2/s2;如果继续测量“挡光圆柱”的速度,那么当n=15时,“挡光圆柱”的速度为______m/s.则“挡光圆柱”速度大小与横杆转动圈数n的关系为______

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全自动洗衣机可以自动实现进水、洗涤等工序.洗衣机的进水是通过控制器实现自动控制的.如图所示为一种洗衣机水位控制器的原理示意图,洗衣机进水前粗细均匀的塑料管内充满空气,当洗衣机进水时,洗衣桶内的水位上升,塑料管中空气的压强______(选填“增大”、“减小”或“不变”),当水位上升到一定高度时,水位控制器根据压强传感器向外输出的信号,切断进水阀电磁线圈的电路,使进水停止并转入其它工作程序.若不计细塑料管下部水平部分长度,当洗衣桶内的水位达到一定深度时,水进入塑料管的高度为1.75cm,压强传感器测得的气体压强是1.03×105Pa,则塑料管的长度是______cm.(设水的密度是1.0×103kg/m3,大气压强是1.0×105Pa)

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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