题目内容

精英家教网如图所示，竖直放置的均匀细U型试管，左侧管长LOA=30cm，右管足够长且管口开口，初始时左管内被水银封闭的空气柱长20cm，气体温度为27°C，左右两管水银面等高．已知大气压强为p0=75cmHg．
（1）现对左侧封闭气体加热，直至两侧水银面形成10cm长的高度差．则此时气体的温度为多少摄氏度？
（2）保持此时温度不变，从右侧管口缓慢加入水银，则至少加入多少长度的水银，可以使得左侧管内气体恢复最初的长度？
分析：（1）从状态1到状态2气体发生等容变化，由理想气体状态方程求解．
（2）保持此时温度不变，从右侧管口缓慢加入水银，气体经历等容过程，由理想气体状态方程求解．
解答：解：（1）p2=p0+ρgh=85 cmHg
L2=L1+
h
2
=25cm
从状态1到状态2由理想气体状态方程
P1V1
T1
=
P2V2
T2

代入数据
75×20
300
=
85×25
T2

得T2=425K  即t2=152℃
（2）设加入水银长度为x，则p3=p0+px=（75+x ）cmHg
从状态1到状态3经历等容过程．
由理想气体状态方程得
T3=T2=425K
代入数据
75
300
=
75+x
425

得x=31.25cm
答：（1）现对左侧封闭气体加热，直至两侧水银面形成10cm长的高度差．则此时气体的温度为152℃
（2）保持此时温度不变，从右侧管口缓慢加入水银，则至少加入31.25cm长度的水银，可以使得左侧管内气体恢复最初的长度．
点评：只要封闭气体的物质的量没有变化即为一定质量的封闭气体，只要能够判定封闭气体的哪一个物理量没有变化，就能确定封闭气体是发生等容变化、等温变化还是等压变化，如果三个物理量都发生变化，那么就利用理想气体状态方程解决．
练习册系列答案
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如图所示，竖直放置的光滑圆环上套有一质量为m的小球，小球经过最高点时的速度为υ0=
1
2
gR
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（1）小球经过圆环最高点时受到圆环的弹力的大小和方向；
（2）小球经过圆环最低点时对圆环的弹力大小和方向．
如图所示，竖直放置的半圆形绝缘轨道半径为R，下端与绝缘水平面平滑连接，整个装置处于方向竖直向上的匀强电场E中．一质量为m、带电量为+q的物块（可视为质点），从水平面上的A点以初速度v0水平向左运动，沿半圆形轨道恰好通过最高点C，场强大小E＜
mgq
．
（1）试计算物块在运动过程中克服摩擦力做的功．
（2）求物块离开轨道落回水平面的位置距C点的水平距离．
如图所示，竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上，另一端与斜面体P固定，P与斜放的固定挡板MN接触且处于静止状态，则斜面体P此刻受到外力的个数可能是（　　）
精英家教网 物理选修3-3
（1）关于分子运动和热现象的说法，正确的是
 
（填入正确选项前的字母）
A．布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的运动
B．气体的温度升高，每个气体分子运动的速率都增加
C．一定量100℃的水变成100℃的水蒸汽，其分子之间的势能增加
D．空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机的工作不遵守热力学第二定律
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①简要说明活塞移动过程中，被封闭气体的吸放热情况；
②求活塞稳定后气体的体积；
③对该过程中的压强变化做出微观解释．
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（1）ab匀速下滑时的速度vm
（2）若ab从释放至其运动达到最大速度时下落的高度为h，此过程中产生的焦耳热为多少？

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