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一根两端开口、粗细均匀的长直玻璃管横截面积为S=2×10-3m2,竖直插入水面足...

一根两端开口、粗细均匀的长直玻璃管横截面积为S=2×10-3m2,竖直插入水面足够宽广的水中.管中有一个质量为m=0.4kg的密闭活塞,封闭一段长度为L=66cm的气体,气体温度T=300K,如图所示.开始时,活塞处于静止状态,不计活塞与管壁间的摩擦.外界大气压强P=1.0×105Pa,水的密度ρ=1.0×103kg/m3.试问:
(1)开始时封闭气体的压强多大?
(2)现保持管内封闭气体温度不变,用竖直向上的力F缓慢地拉动活塞.当活塞上升到某一位置时停止移动,此时F=6.0N,则这时管内外水面高度差为多少?管内气柱长度多大?
(3)再将活塞固定住,改变管内气体的温度,使管内外水面相平,此时气体的温度是多少?

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对活塞进行受力分析,运用平衡知识解决问题. 知道液体压强的公式和应用. 根据气体状态方程和已知的变化量去计算其它的物理量. 【解析】 (1)当活塞静止时, (2)当F=6.0N时,有 P2=P-ρgh 管内外液面的高度差 由玻意耳定律:P1L1S=P2L2S 空气柱长度: (3)P3=P=1.0×105Pa        L3=68+10=78cm      T2=T1 由气态方程: 气体温度变为: 答:(1)开始时封闭气体的压强是1.02×105 pa. (2)这时管内外水面高度差为0.1m,管内气柱长度是68cm. (3)此时气体的温度是347.6k.
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考点分析:
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A.Ua<Ub<Uc<Ud
B.Ua<Ub<Ud<Uc
C.Ua=Ub<Uc=Ud
D.Ub<Ua<Ud<Uc
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B.F1-F2
C.F1+F2
D.2F1-F2
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A.气体的压强变大
B.气体的压强变小
C.气体的体积变大
D.气体的体积变小
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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