题目内容

如图，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管，下部有长l1=66cm的水银柱，中间封有长l2=6.6cm的空气柱，上部有长l3=44cm的水银柱，此时水银面恰好与管口平齐．已知大气压强为P0=76cmHg．如果使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢地转动一周，求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度．封入的气体可视为理想气体，在转动过程中没有发生漏气．
设玻璃管开口向上时，空气柱压强为：P1=P0+ρgl3 ①
（式中ρ和g分别表示水银的密度和重力加速度．）
玻璃管开口向下时，原来上部的水银有一部分会流出，封闭端会有部分真空．
设此时开口端剩下的水银柱长度为x，则P2=ρgl1，P2+ρgx=P0 ②
（P2管内空气柱的压强．）
由玻意耳定律得P1（sl2）=P2（sh） ③
（式中，h是此时空气柱的长度，S为玻璃管的横截面积．）
由①②③式和题给条件得h=12cm　　④
从开始转动一周后，设空气柱的压强为P3，则P3=P0+ρgx⑤
由玻意耳定律得P1（sl2）=P3（sh'）⑥
（式中，h'是此时空气柱的长度．）
由①②③⑤⑥h'≈9.2cm
答：在开口向下管中空气柱的长度为12cm，到原来位置时管中空气柱的长度是9.2cm．
练习册系列答案
相关题目
如图2-4所示，气缸内封闭一定质量的气体．不计活塞和缸壁间的摩擦，也不考虑密封气体和外界的热传递，当外界大气压变化时，以下物理量中发生改变的有
A．弹簧的弹力
B．密封气体体积
C．密封气体压强
D．密封气体内能
现有一根粗细均匀长约40厘米，两端开口的玻璃管，内有一小段水柱，一个弹簧秤，一把毫米刻度尺，一小块橡皮泥，一个足够高的玻璃容器，内盛有冰和水的混合物，选用合适的器材，设计一个实验，估测当时的室内温度，要求：（1）画出实验示意图；
（2）写出要测定的物理量______，写出可直接应用的物理量______
（3）写出计算室温的表达式______．
如图所示的气缸中封闭着一定质量的理想气体，活塞和气缸导热性能良好，活塞与气缸间无摩擦，气缸开口始终向上．在室温为27°时，活塞距气缸底部距离h1=10cm，后将气缸放置在冰水混合物中，此时外界大气压强为1atm．则：
①在冰水混合物中，活塞距气缸底部距离h2=______cm，
②此过程中气体内能______（填“增大”或“减小”），气体将______（填“吸热”或者“放热”）．
内燃机汽缸里的混合气体，在吸气冲程之末，温度为50℃，压强为1.0×105Pa，体积为0.93L，在压缩冲程中，把气体的体积压缩为0.155L时，气体的压强增大到1.2×106Pa．求这时混合气体的温度升高到多少摄氏度？
如图封闭端有一段长40厘米的空气柱，左右两边水银柱的高度差是19厘米，大气压强为76厘米汞柱，要使两边管中的水银面一样高，需要再注入多少厘米长的水银柱？
用图所示的容积计测量某种矿物的密度，测量数据和步骤如下：
（1）打开阀门K，使管A、容器C、B和大气相通，上下移动D使水银面在n处；
（2）关闭K，向上举D使水银面达到m处，这时B、D两管内水银面高度差h1=12.5cm；
（3）打开K，把400g矿物投入C，使水银面对齐n，然后关闭K；
（4）往上举D，使水银面重新到达m处，这时B、D两管内水银面高度差h2=23.7cm，m处以上容器C和管A（不包括B）的总体积是1000cm3．求矿物的密度．
如图所示，为中学物理课上一种演示气体定律的有趣仪器--哈勃瓶，它是一个底部开有圆孔，瓶颈很短的平底大烧瓶．在瓶内塞有一气球，气球的吹气口反扣在瓶口上，瓶底的圆孔上配有一个橡皮塞．在一次实验中，瓶内由气球和橡皮塞封闭一定质量的气体，在对气球缓慢吹气过程中，当瓶内气体体积减小△V时，压强增大20%．若使瓶内气体体积减小2△V，则其压强增大（　　）
A．20%B．30%C．40%D．50%
（1）关于晶体和非晶体，下列说法正确的是______（填入正确选项前的字母）
A．金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体
B．晶体的分子（或原子、离子）排列是有规则的
C．单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点
D．单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的，非晶体是各向同性的
（2）如图所示，一开口气缸内盛有密度为ρ的某种液体；一长为l的粗细均匀的小平底朝上漂浮在液体中，平衡时小瓶露出液面的部分和进入小瓶中液柱的长度均为
l
4
．现用活塞将气缸封闭（图中未画出），使活塞缓慢向下运动，各部分气体的温度均保持不变．当小瓶的底部恰好与液面相平时，进入小瓶中的液柱长度为
l
2
，求此时气缸内气体的压强．大气压强为ρ0，重力加速度为g．

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