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如图,一上端开口,下端封闭的细长玻璃管,下部有长L1=66cm的水银柱,中间封有...

如图,一上端开口,下端封闭的细长玻璃管,下部有长L1=66cm的水银柱,中间封有长L2=6.6cm的空气柱,上部有长L3=44cm的水银柱,此时水银面恰好与管口平齐.已知大气压强为P=76cmHg.如果使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢地转动一周,求:
(1)在开口向下时管中空气柱的长度.
(2)转回到原来位置时管中空气柱的长度.(封入的气体可视为理想气体,在转动过程中没有发生漏气.)

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根据平衡条件可求空气柱初位置的压强,玻璃管开口向下时,原来上部的水银有一部分会流出,封闭端会有部分真空,水银柱总长度为76cm,然后根据玻意耳定律列式求解;转回到原来位置时先根据平衡条件求出空气中压强,然后根据玻意耳定律列式求解. 【解析】 设玻璃管开口向上时,空气柱压强为:P1=P+ρgl3…① 式中,ρ和g分别表示水银的密度和重力加速度. 玻璃管开口向下时,原来上部的水银有一部分会流出,封闭端会有部分真空. 设此时开口端剩下的水银柱长度为x,则P2=ρgl1,P2+ρgx=P0 …② (P2管内空气柱的压强.) 由玻意耳定律得P1(sl2)=P2(sh)…③ (③式中,h是此时空气柱的长度,S为玻璃管的横截面积.) 由①②③式和题给条件得:h=12cm…④ 从开始转动一周后,设空气柱的压强为P3,则P3=P+ρgx…⑤ 由玻意耳定律得P1(sl2)=P3(sh')…⑥ (式中,h'是此时空气柱的长度.) 由①②③⑤⑥h'≈9.2cm 答:在开口向下管中空气柱的长度为12cm,到原来位置时管中空气柱的长度是9.2cm.
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考点分析:
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甲乙两辆汽车都从静止出发做加速直线运动,加速度方向一直不变.在第一段时间间隔内,两辆汽车的加速度大小不变,汽车乙的加速度大小是甲的两倍;在接下来的相同时间间隔内,汽车甲的加速度大小增加为原来的两倍,汽车乙的加速度大小减小为原来的一半.求甲乙两车各自在这两段时间间隔内走过的总路程之比.
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某同学用如图所示的实验装置验证“力的平行四边形定则”.弹簧测力计A挂于固定点P,下端用细线挂一重物M.弹簧测力计B的一端用细线系于O点,手持另一端向左拉,使结点O静止在某位置.分别读出弹簧测力计A和B的示数,并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向.
(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N,图中A的示数为    N.
(2)下列不必要的实验要求是    (请填写选项前对应的字母).
A.应测量重物M所受的重力
B.弹簧测力计应在使用前校零
C.拉线方向应与木板平面平行
D.改变拉力,进行多次实验,每次都要使O点静止在同一位置
(3)某次实验中,该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程,请您提出两个解决办法       
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某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案.如图示,将一个小球和一个滑块用细绳连接,跨在斜面上端.开始时小球和滑块均静止,剪短细绳后,小球自由下落,滑块沿斜面下滑,可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音,保持小球和滑块释放的位置不变,调整挡板位置,重复以上操作,直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音.用刻度尺测出小球下落的高度H、滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移x.(空气阻力对本实验的影响可以忽略)
①滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为______
②滑块与斜面间的动摩擦因数为______

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利用图1所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度.一斜面上安装有两个光电门,其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处,光电门甲的位置可移动,当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时,与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t.改变光电门甲的位置进行多次测量,每次都使滑块从同一点由静止开始下滑,并用米尺测量甲、乙之间的距离s,记下相应的t值;所得数据如下表所示.
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s(m)0.5000.6000.7000.8000.9000.950
t(ms)292.9371.5452.3552.8673.8776.4
s/t(m/s)1.711.621.551.451.341.22
完成填空和作图:
(1)若滑块所受摩擦力为一常量,滑块加速度的大小a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度v1、测量值s和t四个物理量之间所满足的关系式是s=______
(2)根据表中给出的数据,在图2给出的坐标纸上画出s/t-t图线;
(3)由所画出的s/t-t图线,得出滑块加速度的大小为a=______m/s2(保留2位有效数字).
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在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中,有下列实验步骤:
①往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水.待水面稳定后将适量的痱子粉
均匀地撒在水面上.
②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待薄膜形状稳定.
③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,根据油酸的体
积和面积计算出油酸分子直径的大小.
④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内每增
加一定体积时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积.
⑤将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上.
完成下列填空:
(1)上述步骤中,正确的顺序是______.(填写步骤前面的数字)
(2)将1cm3的油酸溶于酒精,制成300cm3的油酸酒精溶液;测得l cm3的油酸酒精溶液有50滴.现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上,测得所形成的油膜的面积是0.13m2.由此估算出油酸分子的直径为______m.(结果保留l位有效数字)
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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