题目内容
7.如图所示,手握一上端封闭、下端开口的细长玻璃管,在空中(足够高处)处于竖直静止状态,内部有一段长l1=25.0cm的水银柱封闭着一段空气柱,稳定时空气柱长l2=15.0cm,已知大气压强p0=75.0cmHg,若不慎滑落,玻璃管做自由落体运动时,内部水银柱相对玻璃管会移动多少厘米?(空气温度保持不变)分析 以水银柱为研究对象求出封闭气体的压强,然后利用玻意耳定律列式求解即可.
解答 解:以封闭气体为研究对象
初态压强为:${p}_{1}^{\;}={p}_{0}^{\;}-{l}_{1}^{\;}=75-25=50cmHg$ 体积${V}_{1}^{\;}={l}_{2}^{\;}S=15S$
玻璃管做自由落体运动时${p}_{2}^{\;}={p}_{0}^{\;}=75cmHg$ 体积${V}_{2}^{\;}={l}_{2}^{′}S$
根据玻意耳定律得:
${p}_{1}^{\;}{V}_{1}^{\;}={p}_{2}^{\;}{V}_{2}^{\;}$
$50×15S=75×{l}_{2}^{′}S$
解得:${l}_{2}^{′}=10cm$
内部水银柱相对玻璃管移动距离$△l={l}_{2}^{\;}-{l}_{2}^{′}=15-10=5cm$
答:内部水银柱相对玻璃管会移动5厘米
点评 考查了气体体积变化情况,根据题意、应用气体实验定律列方程进行分析,注意玻璃管自由下落时处于完全失重状态,管中封闭气体的压强等于大气压强.
练习册系列答案
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