题目内容

6．如图所示为气体温度计的结构示意图．储有一定质量理想气体的测温泡P通过细管与水银压强计左臂相连，压强计右管B和C与大气相通．当大气压强为76cmHg时，将测温泡P浸在冰水混合物中，移动右管B及刻度尺，使压强计A、B两管的水银面恰好都位于刻度尺的零刻度处．多次改变水温，移动右管B，使A管中水银面回到零刻度处，此时C管水银面的高度即可反映泡内气体温度，并标刻在刻度尺上，即可使用该温度计测量温度．
（1）某次使用该温度计测量室温，测量值为21.84℃，此时A、C两管中水银面的高度差为6.08cm．
（2）（多选题）影响这个温度计灵敏度的因素有CD
（A）测温泡大小    （B）C管内径粗细
（C）当地的重力加速度（D）压强计中液体的密度
（3）将该温度计置于停在月球表面的登月密封舱中，若舱内实际气温为13.65℃，则该温度计的测量值比舱内实际气温偏高（选填“高”或“低”），测量值为98.28℃．（已知舱内气压相当于地球表面75.24cm高的汞柱产生的压强，月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度的$\frac{1}{6}$）

分析 （1）（2）泡内气体体积不变，是等容变化，压强与热力学温度成正比，找出温度与高度间的关系即可求解．
（3）由于月球表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度，所以△h大于在地球表面时的△h，所以显示的气温偏高；
先根据气体方程列出初末状态方程求出C管与A管中的液面的高度差，然后再次使用气态方程即可求出．

解答 解：（1）因为保证泡内气体体积不变，是等容变化，压强与热力学温度成正比，
气体的初状态：P1=P0=76cmHg，T1=273.15K
末状态：P2=P0+h，T2=273.15+21.84=294.99K
由盖•吕萨克定律：$\frac{{P}_{1}}{{T}_{1}}=\frac{{P}_{2}}{{T}_{2}}$
代入数据得：h=6.08 cm
（2）保证泡内气体体积不变，是等容变化，压强与热力学温度成正比，即$\frac{P}{T}=\frac{△P}{△T}$=k（常量），而△P=△h，△h是C管中水银高度的变化
又△t=△T，因此△t=k△h，说明温度随高度均匀变化，因而使用这种温度计的原理与测温泡的大小无关，与C管的内径的粗细也无关，与△P的大小有关；故A错误，B错误；
同时，液体的压强可以使用公式：P=ρgh表示，其中ρ是液体的密度，g为当地的重力加速度，h是液体的高度差，所以影响这个温度计灵敏度的因素有：当地的重力加速度和压强计中液体的密度．故C正确，D正确．
故选：CD
（3）结合（2）的分析可知，△P=ρg•△h；将该温度计置于停在月球表面的登月密封舱中时，由于月球表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度，所以△h大于在地球表面时的△h，所以显示的气温偏高；
若考虑月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度的$\frac{1}{6}$，舱内气压相当于地球表面75.24cm高的汞柱产生的压强，
此时：P1=76cmHg=0.76×ρg Pa，$P′=0.7524ρg+h′ρ•\frac{1}{6}g$ Pa；T′=273.15+13.65=286.8K
根据气体方程$\frac{{P}_{1}}{{T}_{1}}$=$\frac{P′}{T′}$，
代入数据得：h′=0.2735m=27.35cm
若不考虑月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度的$\frac{1}{6}$，舱内气压相当于地球表面75.24cm高的汞柱产生的压强时，C管与A管的液面的高度差是27.35cm时，温度计的读数为t，则：P0′=75.24cmHG；T2=273.15+t，P2=P0′+h′=75.24cmHg+27.35cmHg=102.59cmHg
根据气态方程：$\frac{{P}_{0}′}{{T}_{1}}=\frac{{P}_{2}}{{T}_{2}}$
联立以上方程，得：t=98.28℃
故答案为：（1）6.08；（2）CD；（3）高，98.28

点评 该题属于创新的题型，解答本题关键是要合理近似，挖掘隐含的条件．本题对运用物理知识处理实际问题的能力要求比较高，可能属于竞赛题目或竞赛辅导的题目．

练习册系列答案
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16．两实验小组使用相同规格的元件，按如图电路进行测量． 他们将滑动变阻器的滑片 P 分别置于 a、b、c、d、e 五个 间距相同的位置（a、e 为滑动变阻器的两个端点），把相应的电流表示数分别记录在表一、表二中．对比两组数据，发现电流表示数的变化趋势不 同．经检查，发现其中一个实验组使用的滑动变阻器发生断路．

表一（第一实验组）
P 的位置abcde
A 的示数（A）0.840.480.420.480.84
表二（第二实验组）
P 的位置abcdxe
A 的示数（A）0.840.420.280.210.84
下列判断正确的是（　　）
A．滑动变阻器发生断路的是第二实验组
B．断路发生在滑动变阻器de段
C．表二中，对应滑片P在X（d、e 之间的某一点）处的电流表示数的可能值为0.46A
D．表二中，对应滑片P在X（d、e 之间的某一点）处的电流表示数的可能值为0.28A
17．如图，A为等量异种电荷的连线的中点，C是两电荷连线垂直平分线上的点，且AB=AC=AD，则A、B、C、D三点处的场强大小为EA、EB、EC、ED，电势为φA、φB、φC、φD，则下列说法正确的是（　　）
A．EB=ED＞EC＞EA，φB=φC=φD＞φA
B．EB=ED＞EA＞EC，φD＞φA=φC＞φB
C．将正的试探电荷q放入该电场中，q在B点的电势能大于在C点的电势能
D．将正的试探电荷q放入该电场中，q在A点的电势能等于在C点的电势能
14．如图所示，汽车（可视为质点）以8m/s匀速行驶，在即将通过路口时，绿灯还有2s将熄灭，此时汽车距离停车线18m．如果汽车立即做匀加速运动，要求在绿灯熄灭时汽车恰好通过停车线，则：
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1．如图所示，ab和cd是位于水平面内的平行金属轨道，间距为l，其电阻可忽略不计，ac之间连接一阻值为R的电阻．ef为一垂直于ab和cd的金属杆，它与ad和cd接触良好并可沿轨道方向无摩擦地滑动．电阻可忽略．整个装置处在匀强磁场中，磁场方向垂直于图中纸面向里，磁感应强度为B，当施外力使杆ef以速度v向右匀速运动时，杆ef所受的安培力大小为多少？
11．2014年3月8日凌晨马航客机失联后，西安卫星测控中心紧急调动海洋、风云、高分、遥感4个型号近10颗卫星，为地面搜救提供技术支持．特别是“高分一号”突破了空间分辨率、多光谱与大覆盖面积相结合的大量关键技术．如图为“高分一号”与北斗导航系统两颗卫星在空中某一面内运动的示意图．“北斗”系统中两颗卫星“G1”和“G3”以及“高分一号”均可认为绕地心O做匀速圆周运动．卫星“G1”和“G3”的轨道半径为r，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置，“高分一号”在C位置．若卫星均顺时针运行，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，不计卫星间的相互作用力．则下列说法正确的是（　　）
A．卫星“G1”和“G3”的加速度大小相等且为$\frac{{R}^{2}g}{{r}^{2}}$
B．如果调动“高分一号”卫星快速到达B位置的下方，必须对其加速
C．卫星“G1”由位置A运动到位置B所需的时间为$\frac{5πr\sqrt{gr}}{3Rg}$
D．若“高分一号”所在高度处有稀薄气体，则运行过程中，卫星运行高度会缓慢降低，速度会缓慢变大，但机械能会缓慢减小
18．某同学利用图1中装置做“用双缝干涉测光的波长”实验，
（1）下列说法中正确的是A
A．将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄
B．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽
C．换一个双缝间距离较大的双缝，干涉条纹间距变宽
D．去掉滤光片后，干涉现象消失
（2）实验用的光具座上所带的测量头是游标卡尺，第一次分划板中心刻度线对齐A条纹中心时（图2甲），游标卡尺的示数如图2（a）所示，第二次分划板中心刻度线对齐B条纹中心时（图2乙），游标卡尺的示数如图2（b）所示，由此知相邻条纹间距为1.325mm．已知双缝间距为d=0.50mm，从双缝到屏的距离为L=1.000m，可求得所测光的波长为6.63×10-7m（保留3位有效数字）．

（3）实验中．当使用波长为6×10-7 m的橙色光做实验时，屏P点及其上方的P1点形成两条相邻的亮纹，若使用波长为4×10-7 m的紫光重复上述实验，则B
A．P和P1都是明纹
B．P是明纹，P1是暗纹
C．P是暗纹，P1是明纹．
15．下列关于力的作用效果的叙述中，错误的是（　　）
A．物体的运动状态发生改变，则物体必定受到力的作用
B．物体运动状态没有发生改变，物体也可能受到力的作用
C．力的作用效果不仅取决于力的大小和方向，还与力的作用点有关
D．力作用在物体上，必定同时出现形变和运动状态的改变
16．从同样高度落下的玻璃杯，掉在水泥地上容易打碎，而掉在草地上不容易打碎，其原因是（　　）
A．掉在水泥地上的玻璃杯动量大，而掉在草地上的玻璃杯动量小
B．掉在水泥地上的玻璃杯动量改变大，掉在草地上的玻璃杯动量改变小
C．掉在水泥地上的玻璃杯动量改变慢，掉在草地上的玻璃杯动量改变快
D．掉在水泥地上的玻璃杯与地面接触时，相互作用时间短，而掉在草地上的玻璃杯与地面接触时间长．掉在水泥地上的玻璃杯动量改变快，掉在草地上的玻璃杯动量改变慢

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