一粗细均匀的U形管ABCD的A端封闭.D端与大气相通．用水银将一定质量的理想气体封闭在U形管的AB一侧.并将两端向下竖直放置.如图所示．此时AB侧的气体柱长度l1=25cm．管中AB.CD两侧的水银面高度差h1=5cm．现将U形管缓慢旋转180°.使A.D两端在上.在转动过程中没有水银漏出．已知大气压强p0=76cmHg．求旋转后.AB.CD两侧的水银面� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

18．

一粗细均匀的U形管ABCD的A端封闭，D端与大气相通．用水银将一定质量的理想气体封闭在U形管的AB一侧，并将两端向下竖直放置，如图所示．此时AB侧的气体柱长度l₁=25cm．管中AB、CD两侧的水银面高度差h₁=5cm．现将U形管缓慢旋转180°，使A、D两端在上，在转动过程中没有水银漏出．已知大气压强p₀=76cmHg．求旋转后，AB、CD两侧的水银面高度差．

分析对封闭气体研究，已知初状态的体积、压强，结合玻意耳定律，通过体积变化导致压强变化求出旋转后，AB、CD两侧的水银面高度差．

解答解：对封闭气体研究，初状态时，压强为：p₁=p₀+h₁=76+5cmHg=81cmHg，体积为：V₁=l₁s，
设旋转后，气体长度增大△x，则高度差变为（5-2△x）cm，此时气体的压强为：p₂=p₀-（5-2△x）=（71+2△x）cmHg，体积为：V₂=（25+△x）s，
根据玻意耳定律得：p₁V₁=p₂V₂，即：（81×25）=（71+2△x）（25+△x）
解得：△x=2cm，
根据几何关系知，AB、CD两侧的水银面高度差为：△h=5-2△x=1cm．
答：AB、CD两侧的水银面高度差为1cm．

点评本题考查了气体定律的基本运用，注意在这一过程中，气体的温度不变，结合气体长度的变化得出压强的变化，根据玻意耳定律进行求解，难度中等．

练习册系列答案

	A．	0～t₂时间内，环中感应电动势先增大后减小
	B．	t₁～t₃时间内，环中感应电流方向先沿顺时针后沿逆时针
	C．	0～t₄时间内，金属圆环出现两次收缩趋势，两次扩张趋势
	D．	t₂～t₄时间内，环上某一段受到的安培力先变大后变小

9．在“用电火花计时器验证机械能守恒定律”的实验中，由于存在阻力，所以（　　）

	A．	重物损失的重力势能一定大于重物增加的动能
	B．	重物损失的重力势能一定等于重物增加的动能
	C．	重物损失的重力势能一定小于重物增加的动能
	D．	重物损失的重力势能与增加的动能的关系要由实验结果判断

6．

实验室水平桌面上有如图甲所示的一套实验装置，一端固定的压缩弹簧连接一个带有遮光片的滑块（弹簧不拴接），滑块被弹出后经过光电门并最终停在P点．
（1）游标卡尺测得遮光片的宽度如图乙所示，则宽度d=0.375cm．
（2）若要探究滑块和水平面之间的动摩擦因数，需要测量的物理量除遮光片宽度d和经过光电门的时间t外，还有哪个物理量光电门与P点间的距离L，若这个物理量用字母n表示，则动摩擦因数的表达式μ=$\frac{{d}^{2}}{2gL{t}^{2}}$．
（3）若滑块质量为m且弹簧到P点之间的水平面光滑，则压缩弹簧的弹性势能为$\frac{{m{d^2}}}{{2{t^2}}}$（用字母d、t、m表示）

13．

如图，空间中存在一匀强磁场区域，磁场方向与竖直面（纸面）垂直，磁场的上、下边界（虚线）均为水平面；纸面内磁场上方有一个正方形导线框abcd，其上、下两边均为磁场边界平行，边长小于磁场上、下边界的间距．若线框自由下落，从ab边进入磁场时开始，直至ab边到达磁场下边界为止，线框下落的速度大小可能（　　）

3．

某电场的电场线分布如图所示，A、B是电场中的两点，A、B两点的电场强度的大小分别为E_A、E_B，则E_A、E_B的大小关系是（　　）

E_A＞E_B

E_A＜E_B

E_A=E_B

4．

如图所示，在半径为R的半圆形区域内，有磁感应强度为B的垂直纸面向里的有界匀强磁场，PQM为圆内接三角形，且PM为圆的直径，三角形的各边由材料相同的细软弹性导线组成（不考虑导线中电流间的相互作用）．设线圈的总电阻为r且不随形状改变，此时∠PMQ=37°，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8．下列说法正确的是（　　）

	A．	穿过线圈PQM中的磁通量大小为φ=0.96BR²
	B．	若磁场方向不变，只改变磁感应强度B的大小，且B=B₀+kt（k为常数，k＞0），则此时线圈中产生的感应电流大小为I=$\frac{0.96k{R}^{2}}{r}$
	C．	保持P、M两点位置不变，将Q点沿圆弧顺时针移动到接近M点的过程中，线圈中不会产生焦耳热
	D．	保持P、M两点位置不变，将Q点沿圆弧顺时针移动到接近M点的过程中，线圈中感应电流的方向先沿顺时针方向，后沿逆时针方向

1．音叉发出的声波在玻璃管内的空气中产生驻波，其两个相邻波节之间的距离△s为40cm，声速v为340m/s．求音叉的振动频率．

2．关于简谐运动与机械波的下列说法中，正确的是（　　）

	A．	受迫振动的振幅与它的振动频率无关
	B．	在同一种介质中，不同频率的机械波的传播速度不同
	C．	在波的传播过程中，质点的振动方向总是与波的传播方向垂直
	D．	同一单摆在月球表面简谐振动的周期大于在地球表面简谐振动的周期

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