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(10分)如图,一端封闭、粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置,管内用水银将一段气体封闭在管中。当温度为280K时,被封闭的气柱长L=22cm,两边水银柱高度差h=16cm,大气压强=76cmHg。

(1)为使左端水银面下降3cm,封闭气体温度应变为多少?
(2)封闭气体的温度重新回到280K后,为使封闭气柱长度变为20cm,需向开口端注入的水银柱长度为多少?

(1)(2)

解析试题分析:(1)设玻璃管的横截面积为,封闭气体压强为,初始根据水银液面受力平衡可分析得,可得
当左端水银面下降,右端液面必然上升,则左右液面高度差变为,此时封闭气体压强为
同样根据液面平衡可分析得,可得
根据理想气体状态方程,代入温度,可得
(2)设此时封闭气体压强为,封闭气体的长度,根据理想气体状态方程可得
计算可得
此时作用液面高度差
左端液面上升,右端上升,所以开口端注入水银的长度为
考点:理想气体状态方程

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:单选题

如图甲所示,P-T图上的a→b→c表示一定质量理想气体的状态变化过程,这一过程在P—V图上的图线应是图乙中的(P、V和T分别表示气体的压强、体积和热力学温度)

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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

如图所示,一定质量的理想气体的P—V图象。 其中,为等温过程,为绝热过程。这两个过程中,内能减少的是     过程气体      (选填“对外”或“对内”)做功。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(9分)如图,由U形管和细管连接的玻璃泡A、B和C浸泡在温度均为0°C的水槽中,B的容积是A的3倍。阀门S将A和B两部分隔开。A内为真空,B和C内都充有气体。U形管内左边水银柱比右边的低60mm。打开阀门S,整个系统稳定后,U形管内左右水银柱高度相等。假设U形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积。

(i)求玻璃泡C中气体的压强(以mmHg为单位);
(ii)将右侧水槽的水从0°C加热到一定温度时,U形管内左右水银柱高度差又为60mm,求加热后右侧水槽的水温。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,两个壁厚可忽略的圆柱形金属筒A和B套在一起,底部到顶部的高度为20厘米,两者横截面积相等,光滑接触且不漏气。将A系于天花板上,用手托住B,使它们内部密封的气体压强与外界大气压相同,均为1.1×105帕, 然后缓慢松手,让B下沉,当B下沉了2厘米时,停止下沉并处于静止状态。求:

(1)此时金属筒内气体的压强。
(2)若当时的温度为24℃,欲使下沉后的套筒恢复到下沉前的位置,应将温度变为几摄氏度?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

有一导热气缸,气缸内用质量为m的活塞密封一定质量的理想气体,活塞的横截面积为S,大气压强为p0。如图所示,气缸水平放置时,活塞距离气缸底部的距离为L,现将气缸竖立起来,活塞将缓慢下降,不计活塞与气缸间的摩擦,不计气缸周围环境温度的变化,求活塞静止时到气缸底部的距离。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(9分) 图中系统由左右连个侧壁绝热、底部、截面均为S的容器组成。左容器足够高,上端敞开,右容器上端由导热材料封闭。两个容器的下端由可忽略容积的细管连通。容器内两个绝热的活塞A、B下方封有氮气,B上方封有氢气。大气的压强p0,温度为T0=273K,连个活塞因自身重量对下方气体产生的附加压强均为0.1 p0。系统平衡时,各气体柱的高度如图所示。现将系统的底部浸入恒温热水槽中,再次平衡时A上升了一定的高度。用外力将A缓慢推回第一次平衡时的位置并固定,第三次达到平衡后,氢气柱高度为0.8h。氮气和氢气均可视为理想气体。求

(ⅰ)第二次平衡时氮气的体积;
(ⅱ)水的温度。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(9分)如图所示, 一密闭的截面积为S的圆筒形汽缸,高为H,中间有一薄活塞, 用一劲度系数为k的轻弹簧吊着,活塞重为G,与汽缸紧密接触不导热,若Ⅰ、Ⅱ气体是同种气体,且质量、温度、压强都相同时,活塞恰好位于汽缸的正中央,设活塞与汽缸壁间的摩擦可不计,汽缸内初始压强为=1.0×105Pa,温度为, 求:
①弹簧原长.
②如果将汽缸倒置, 保持汽缸Ⅱ部分的温度不变,使汽缸Ⅰ部分升温,使得活塞在汽缸内的位置不变,则汽缸Ⅰ部分气体的温度升高多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示为一均匀薄壁U形管,左管上端封闭,右管开口且足够长,管的横截面积为S=1×10-4 m2,内装水银,右管内有一质量为m="0.1" kg的活塞搁在固定卡口上,卡口比左管上端高出L="20" cm,活塞与管壁间非常密封且无摩擦,右管内封闭有一定质量的气体.起初温度为t0="27" ℃时,左、右管内液面高度相等,且左管内充满水银,右管内封闭气体的压强为p1=p0=1.0×105 Pa="75" cmHg.现使右管内气体温度逐渐升高,求:

①温度升高到多少K时,右管活塞开始离开卡口上升?
②温度升高到多少K时,活塞上升到离卡口4 cm处?

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同步练习册答案