【题目】如图,粗细均匀、两端开口的U形管竖直放置,两管的竖直部分高度为20cm,内径很小,水平部分BC长14cm.一空气柱将管内水银分隔成左右两段.大气压强P0=76cmHg.当空气柱温度为T0=273K、长为L0=8cm时,BC管内左边水银柱长2cm,AB管内水银柱长也为2cm.求:
(1)右边水银柱总长是多少?
(2)当空气柱温度升高到多少时,左边的水银恰好全部进入竖直管AB内?
(3)为使左、右侧竖直管内的水银柱上表面高度差最大,空气柱温度至少要升高到多少?
【答案】(1)6cm (2)420K (3)980K
【解析】试题分析:由于平衡,两边水银面等高,即可求得右边水银柱总长;左边的水银恰好全部进入竖直管AB内时,根据左侧水银柱平衡可以求出底部气体的压强,然后根据玻意耳定律列式求解;当AB管中水银柱上表面恰好上升到管口时,高度差最大,封闭气体发生等压变化,根据盖吕萨克定律求解空气柱温度。
(1)由于水银柱处于平衡状态,则有 P1=P0+h左=P0+h右
带入数据解得:h右=2cm,
可得右边水银柱总长为:L右=h右+4cm=6cm
(2)当左边水银全部进入AB管时,右边竖直管中水银柱高也为4cm
此时气体压强为P2=80cmHg,空气柱长度L2=(8+2+2)cm=12cm
初态:P1=78cmHg L1=8cm T0=273K
由理想气体状态方程得:
带入数据解得:T2=420K
(3)当AB管中水银柱上表面恰好上升到管口时,高度差最大.此时右边有2cm长的水银柱停在管的水平部分,则空气柱总长为L3=(20﹣4)cm+(14﹣2)cm=28cm.
因封闭气体发生等压变化,则有
带入数据解得:T3=980K
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【题目】在一些救援行动中,千斤顶发挥了很大作用。如图所示是剪式千斤顶,当摇动把手时,螺纹轴就能迫使千斤顶的两臂靠拢,从而将汽车顶起。当车轮刚被顶起时汽车对千斤顶的压力为1.0×105N,此时千斤顶两臂间的夹角为120°,则下列判断错误的是
A. 此时两臂受到的压力大小均为1.0×105N
B. 若继续摇动把手使两臂靠拢,两臂受到的压力将增大
C. 此时千斤顶对汽车的支持力为1.0×105N
D. 若继续摇动把手使两臂靠拢,两臂受到的压力将减小
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【题目】标有“220 V 0.5 μF”字样的电容器能接入下面哪个电路中使用( )
A. 220sin 100πt V B. 220 V的照明电路中 C. 380sin 100πt VD.380 V的动力电路中
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【题目】如图所示, 、是两个电荷量相等的正点电荷,它们连线的中点是, 、是中垂线上的两点. ,用、、、、、分别表示、、三点的场强和电势,则( )
A. 一定大于, 一定大于
B. 一定大于, 不一定大于
C. 不一定大于, 不为
D. 不一定大于, 为
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【题目】如图所示,两物体A、B用轻质弹簧相连静止在光滑水平面上,现同时对A、B两物体施加等大反向的水平恒力F1、F2,使A、B同时由静止开始运动.在以后的运动过程中,关于A、B两物体与弹簧组成的系统,下列说法正确的是(整个过程中弹簧不超过其弹性限度)( )
A. 由于F1、F2所做的总功为零,所以系统的机械能始终不变
B. 当A、B两物体之间的距离减小时,系统的机械能减小
C. 当弹簧伸长到最长时,系统的机械能最大
D. 当弹簧弹力的大小与F1、F2的大小相等时,A、B两物体速度为零
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【题目】电磁流量计广泛应用于测量可导电流体(如污水)在管中的流量(即单位时间内通过管内横截面积的流体的体积).为了简化,假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道,其中空部分的长、宽、高分别为图中的a、b、c.流量计的两端与输送流体的管道相连(图中的虚线).图中流量计的上下两面是金属材料,前后两面是绝缘材料.现于流量计所在处加磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直于前后两面.当导电流体稳定地流经流量计时,在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R的电流表的两端连接,I表示测得的电流值.已知流体的电阻率为ρ,不计电流表的内阻,则可求得流量为( )
A. B.
C. D.
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【题目】图甲为理想变压器的示意图,其原、副线圈的匝数之比为4∶1,电压表和电流表均为理想电表。若发电机向原线圈输入图乙所示的正弦交流电,图中Rt为NTC型热敏电阻(阻值随温度升高而变小),R1为定值电阻。下列说法中正确的是 ( )
A. t=0.01 s时,发电机线圈中穿过的磁通量最大
B. 交流电压u的表达式为u=36sin 50πt V
C. Rt温度升高时,变压器的输入功率变大
D. Rt温度升高时,电压表的示数不变、电流表的示数变小
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【题目】2017年4月,被称为“快递小哥”的“天舟号”飞船与“天宫号”空间实验室在太空实现自动对接,完成对“天宫号”的物资补给。如图所示,在对接前的某段时间内,若“天舟号”和“天宫号”分别处在不同的圆形轨道上逆时针运行。下列说法正确的是
A. “天舟号”的运行速率小于“天宫号”的运行速率
B. “天舟号”的运行周期大于“天宫号”的运行周期
C. “天舟号”沿切向加速有可能与“天宫号”实现对接
D. “天舟号”沿切向减速有可能与“天宫号”实现对接
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【题目】如图所示,质量为m的质点静止在半径为R的半球体上,半球体固定在地面上,质点与半球体间的动摩擦因数为u,质点与球心的连线与水平地面的夹角为θ,则下列说法正确的是
A. 质点对半球体的压力大小为mgsinθ
B. 质点所受摩擦力大小为mgcosθ
C. 质点所受摩擦力大小为mg sinθ
D. 质点所受摩擦力与支持力的合力大小为mg
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