题目内容
【题目】一端封闭、粗细均匀的薄壁玻璃管开口向下,竖直地浮在深水银槽中。管中封闭着两部分理想气体,气体1长为2d,气体2长为d,水银柱3的长度为d。玻璃管静止时,管的上端露出水银面的长度为d。现晃动玻璃管,管内气体无溢出,使管内水银柱与槽中水银结合后,玻璃管再次处于静止状态。已知玻璃管的横截面积为S,水银密度为p,大气压强为P0,重力加速度为g,求:
①玻璃管的质量m;
②玻璃管再次静止时,管内气柱的长度l。
【答案】①玻璃管的质量m为2ρdS;②玻璃管再次静止时,管内气柱的长度l为。
【解析】
解:①气柱1中的压强为: ①
对玻璃管,根据平衡得: ②
①②联立解得:
②晃动前,气柱1中的压强为: ③
气柱2中的压强为: ④
晃动后,气柱中的压强为: ⑤
晃动前后,气体做等温变化,根据玻意耳定律得: ⑥
③④⑤⑥联立解得:
【题目】某同学利用图(a)的装置测量轻弹簧的劲度系数。图中,光滑的细杆和直尺水平固定在铁架台上,一轻弹簧穿在细杆上,其左端固定,右端与细绳连接;细绳跨过光滑定滑轮,其下端可以悬挂砝码(实验中,每个砝码的质量均为)。弹簧右端连有一竖直指针,其位置可在直尺上读出。实验步骤如下:
①在绳下端挂上一个硅码,调整滑轮,使弹簧与滑轮间的细线水平且弹簧与细杆没有接触;
②系统静止后,记录砝码的个数及指针的位置;
③逐次增加砝码个数,并重复步骤②(保持弹簧在弹性限度内):
④用n表示砝码的个数,l表示相应的指针位置,将获得的数据记录在表格内。
回答下列问题:
(1)根据下表的实验数据在图(b)中补齐数据点并做出图像__________。
l | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
10.48 | 10.96 | 11.45 | 11.95 | 12.40 |
(2)弹簧的劲度系数k可用砝码质量m、重力加速度大小g及图线的斜率表示,表达式为________。若g取,则本实验中________(结果保留3位有效数字)。