题目内容
15.(1)若将玻璃管缓慢倒转至开口向下(无水银溢出),玻璃管中气柱将变成多大;
(2)若保持玻璃管开口向下直立,缓慢升高管内气体温度,当温度升高到多少时,管内水银开始溢出;
(3)若保持玻璃管开口向上直立做自由落体运动,设下落过程中温度保持不变,且下落过程中水银柱与玻璃管达到相对静止.则此时玻璃管中气柱将变成多大?
分析 (1)由玻璃管内气体为研究对象,应用玻意耳定律可以求出玻璃管内气柱的长度;
(2)封闭气体发生等压变化,应用盖-吕萨克定律可以求出气体的温度
(3)玻璃管自由下落,处于失重状态,此时封闭气体压强等于大气压强,再根据玻意耳定律求气柱长度
解答 解:(1)封闭气体初态:${p}_{1}^{\;}={p}_{0}^{\;}+h=100cmHg$ ${V}_{1}^{\;}={l}_{1}^{\;}S$
末态:${p}_{2}^{\;}={p}_{0}^{\;}-h=50cmHg$ ${V}_{2}^{\;}={l}_{2}^{\;}S$
根据等温变化${p}_{1}^{\;}{V}_{1}^{\;}={p}_{2}^{\;}{V}_{2}^{\;}$
得${l}_{2}^{\;}=60cm$
(2)水银刚要溢出时:${V}_{3}^{\;}={l}_{3}^{\;}S$ ${l}_{3}^{\;}=l-h=75cm$
根据等压变化$\frac{{V}_{2}^{\;}}{{T}_{2}^{\;}}=\frac{{V}_{3}^{\;}}{{T}_{3}^{\;}}$
得${T}_{3}^{\;}=375k$
(3)自由落体时完全失重 ${p}_{4}^{\;}={p}_{0}^{\;}=75cmHg$ ${V}_{4}^{\;}={l}_{4}^{\;}S$
${p}_{1}^{\;}{V}_{1}^{\;}={p}_{4}^{\;}{V}_{4}^{\;}$
代入数据解得:${l}_{4}^{\;}=40cm$
答:(1)若将玻璃管缓慢倒转至开口向下(无水银溢出),玻璃管中气柱将变成60cm
(2)若保持玻璃管开口向下直立,缓慢升高管内气体温度,当温度升高到375K时,管内水银开始溢出;
(3)若保持玻璃管开口向上直立做自由落体运动,设下落过程中温度保持不变,且下落过程中水银柱与玻璃管达到相对静止.则此时玻璃管中气柱将变成40cm
点评 本题关键是找出各个平衡态的温度、压强、体积,选好过程根据气体实验定律列式求解,注意玻璃管自由下落时,水银柱处于完全失重状态,管中气体压强等于大气压强.
| A. | 甲开始运动时,乙在甲前面x0处 | |
| B. | 在t1-t2时间内,甲物体做匀速直线运动 | |
| C. | 甲乙同时出发 | |
| D. | 甲在中途停了一会儿,但最后还是追上了乙 |
| A. | 发射卫星时,运载火箭飞行的最大速度必须达到或超过第一宇宙速度,发射才有可能成功 | |
| B. | 卫星绕地球做圆周运动时,其线速度一定不会小于第一宇宙速度 | |
| C. | 卫星绕地球做圆周运动的周期只要等于24小时,这个卫星一定相对于地面“定点” | |
| D. | 发射一个地球同步卫星,可以使其“定点”于西安市的正上方 |
| A. | ω2r | B. | ωr | C. | $\frac{ω}{r}$ | D. | ωr2 |
| A. | A物体先加速后减速 | B. | a2=2a1 | ||
| C. | t0时刻,A、B两物间距最小 | D. | 2t0时刻,A、B两物体第一次相遇 |
| A. | 物体只要相互接触就有弹力作用 | |
| B. | 只有直接接触的两物体之间才可能产生弹力 | |
| C. | 压力或支持力的方向有时不会垂直于支持面并指向被压或被支持的物体 | |
| D. | 弹力的大小与物体受到的重力成正比 |
| A. | 滑块克服摩擦力所做的功为f(L+s) | |
| B. | 其他条件不变的情况下,F越大,滑块与木板间产生的热量越多 | |
| C. | 木板满足关系:f(L+s)=$\frac{1}{2}$m1v22 | |
| D. | F(L+s)-fL=$\frac{1}{2}$mv12+$\frac{1}{2}$m1v22 |