题目内容
10．
如图如示，竖直放置、开口向下的玻璃管总长L=40cm．管中有长l2=6cm的水银柱，封闭有长l1=19cm的理想气体，管内外气体的温度恒为T1=280K，大气压强P0=76cmHg．①若将玻璃管在离地面一定高度处由静止释放（开口向下），求玻璃管在下落过程水银柱相对玻璃管静止时管内封闭气体的长度；
②若对玻璃管内封闭气体缓慢加热，求温度上升到T2=592K时封闭气体的长度．
分析 ①对玻璃管中的气体分析，自由下落处于失重状态，压强$p={p}_{0}^{\;}$，根据玻意耳定律可求得气体的压强；
②对气体分析，温度升高过程先判断是否有水银溢出，根据理想气体状态方程列式求出剩余水银柱长度，最后求得封闭气体的长度．
解答 解：①玻璃管自由下落时，管内水银柱失重，则管内气体压强变为${p}_{2}^{\;}={p}_{0}^{\;}$，设气柱的长度为${x}_{1}^{\;}$，由玻意耳定律可知
${p}_{1}^{\;}{V}_{1}^{\;}={p}_{2}^{\;}{V}_{2}^{\;}$
其中${p}_{1}^{\;}=（76-6）cmHg$，${V}_{1}^{\;}=19cm×S$，${V}_{2}^{\;}={x}_{1}^{\;}•S$
解得：${x}_{1}^{\;}=17.5cm$
②若温度${T}_{2}^{\;}=592K$时，管内水银柱的长度依然是6cm，则加热过程封闭气体做等压变化，设此时封闭气柱的长度为${x}_{2}^{\;}$，由盖吕萨克定律可知
$\frac{{V}_{1}^{\;}}{{T}_{1}^{\;}}=\frac{{V}_{2}^{\;}}{{T}_{2}^{\;}}$
其中${V}_{2}^{\;}={x}_{2}^{\;}•S$
解得：${x}_{2}^{\;}=40.2cm$
由于玻璃管总长为40cm，所以有部分水银溢出．设管内剩余的水银柱的长度为${x}_{3}^{\;}$，则封闭气体的长度为$40cm-{x}_{3}^{\;}$，压强${p}_{3}^{\;}=76cmHg-{x}_{3}^{\;}$，则由理想气体状态方程可知$\frac{{p}_{1}^{\;}{V}_{1}^{\;}}{{T}_{1}^{\;}}=\frac{{p}_{3}^{\;}{V}_{4}^{\;}}{{T}_{2}^{\;}}$
解得：${x}_{3}^{\;}=2cm$
所以管内封闭气体的长度为38cm
答：①若将玻璃管在离地面一定高度处由静止释放（开口向下），玻璃管在下落过程水银柱相对玻璃管静止时管内封闭气体的长度17.5cm；
②若对玻璃管内封闭气体缓慢加热，温度上升到T2=592K时封闭气体的长度38cm
点评 本题关键是水银柱为研究对象，根据平衡求出封闭气体的压强，选择合适的气体实验定律列式求解即可，这里要特别注意升温过程中判断水银柱是否有溢出．
一矩形金属线圈，绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的电动势e随时间t变化的情况如图所示．下列说法正确的是（ ）| A． | 此交流电的频率为0.5Hz | |
| B． | 此交流电的电动势有效值为2V | |
| C． | t=0.01s时，线圈平面与磁场方向垂直 | |
| D． | t=0.02s时，线圈磁通量变化率$\frac{△Φ}{△t}$为零 |
| A． | I甲＞I丙 | B． | I丙＜I丁 | C． | I甲=I丁 | D． | I乙＞I丙 |
如图所示，在研究平抛物体的运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，（重力加速度为g）则相邻两点间的时间间隔为T=$\sqrt{\frac{2L}{g}}$；小球平抛的初速度为v0=$2\sqrt{2gL}$．（用L、g表示）
如图所示，竖直放置的气缸，活塞横截面积为S=0.01m2，厚度不计．可在气缸内无摩擦滑动．气缸侧壁有一个小孔，与装有水银的U形玻璃管相通．气缸内封闭了一段高为L=50cm的气柱（U形管内的气体体积不计）．此时缸内气体温度为27℃，U形管内水银面高度差hl=5cm．已知大气压强p0=1.0×l05Pa，水银的密度ρ=13.6×103kg/m3，重力加速度g取10m/s2．
在“研究平抛物体的运动”的实验时，斜槽是否光滑对实验结果是否有影响没有．（填“有”、“没有”．）平抛物体的运动规律可以概括为两点：①水平方向作匀速运动，②竖直方向作自由落体运动．为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图所示，用小锤打击弹性金属片，A球就水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，我们将观察到A、B两个小球同时落地；这个试验说明小球A竖直方向上做自由落体运动．
如图所示，R为光敏电阻，其阻值随着光照强度的加强而减小，金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧，当光照减弱时，从左向右看，金属环A中电流方向顺时针（填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将向右（填“左”或“右”）运动，并有扩张（填“收缩”或“扩张”）的趋势．
| A． | 平抛运动是一种不受任何外力作用的运动 | |
| B． | 平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动 | |
| C． | 平抛运动是曲线运动，它的速度方向不断改变，不可能是匀变速运动 | |
| D． | 平抛运动落地时的水平位移与初速度大小有关和抛出点的高度无关 |